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步入2022年，市场需求依然强劲，半导体市场规模预计扩大至6460亿美元。其中，半导体设计、封测、制造业发展迅猛，产品端分立器件、传感器、逻辑IC、存储IC、MCU、模拟IC市场规模与2021年相比同比增长幅度依然不减。
值得一提的是，在当前面临复杂多变的半导体市场环境中，传统半导体企业应如何把控市场预测、创新产品和引领新兴市场呢？以下OFweek电子工程网将带领大家探讨半导体产业链中传感器、MCU、存储、测试等六大热点领域话题。
2022年6月22日，在OFweek 2022（第二期）工程师系列在线大会——半导体技术在线会议上，OFweek电子工程网邀请到南方科技大学深港微电子学院院长、教授于洪宇；基恩士公司数码显微镜事业部技术负责人夏天齐；东芯半导体副总经理陈磊；深圳市航顺芯片技术研发有限公司执行副总裁白海英；品英仪器产品与市场开发经理王琦；美新半导体AE／FAE总监高炬；福禄克计量校准部技术支持工程师袁红岩；意法半导体市场经理息志强；速石科技首席架构师万山青；深迪半导体市场项目副总监王沛等10位重量级嘉宾一起来探讨，以下看看他们怎么说。
半导体市场规模稳健提升，深圳集成电路赛道持续火热
根据WSTS数据，2021年全球半导体市场销售额同比增长26．2％至5558亿美元，其中分立器件销售额303亿美元（增长27．4％），光电器件434亿美元（增长7．4％），传感器191亿美元（增长28．0％）；集成电路（逻辑IC、MCU、模拟IC、存储芯片）4630亿美元（增长28．2％）；在集成电路产品中，去年逻辑IC同比增长30．8％至1548亿美元，存储芯片增长30．9％至1538亿美元，MCU增长15．1％至802亿美元，模拟IC增长33．1％至741亿美元。根据区域划分，去年美洲半导体市场贡献销售额1490亿美元、欧洲为577亿美元、日本为492亿美元，亚太地区（主要指中国）为3906亿美元。
预计今年（2022）全球半导体销售额将达到6460亿美元，同比增长16．3％。其中，分立器件增长10．2％，光电器件增长0．3％（同比增长持平），传感器增长15．7％；逻辑IC增长20．8％、存储IC增长18．7％、MCU增长11．4％、模拟IC增长19．2％。同时，2022年亚太地区（主要指中国，不包含日本）将实现13．9％的增长率至3906亿美元。不难看出，半导体芯片需求依然保持强劲，市场规模正稳健提升。
再来看国内半导体市场。据南方科技大学深港微电子学院院长、教授于洪宇表示，2021年中国集成电路产业销售收入同比增长18．2％至10458．3亿元。设计业销售收入同比增长19．6％至4519亿元，制造业同比增长24．1％至3176．3亿元，封测业同比增长10．1％至2763亿元。根据中国海关数据显示，2021年中国集成电路进口额4325．5亿美元，出口额1537．9亿美元，进出口金额逆差达到2334．33亿美元。
图1：南方科技大学深港微电子学院院长、教授于洪宇
“深圳集成电路产业正在持续加码，补齐短板。”于教授强调说。深圳是IT产业重镇，国内集成电路产品集散中心、应用中心和设计中心之一。据公开数据显示，2021年，深圳半导体市场全年营收更是超过1100亿元。根据今年6月深圳发改委、科创委、工信局、国资委联合发布的《深圳市培育发展半导体与集成电路产业集群行动计划》，到2025年半导体产业营收将突破2500亿元。
于教授指出，该计划正围绕着加强自主创新、完善产业链布局、构建产业支撑及保障措施等方面进行推进。深圳IC产业战略规划重点任务包括积极推进建设国家示范性微电子学院，加快深圳第三代半导体产业布局、推进国家第三代半导体技术创新中心建设，组建国家5G高频器件制造业创新中心，建设国家集成电路产教融合创新平台等。
现如今，因疫情流行和芯片短缺等因素影响。通过发展自主创新和国产替代成为市场主流线。深圳集成电路也在自主创新亮点产品。如：海思半导体采用5nm工艺的麒麟9000系列芯片、比亚迪半导体高性能SiC三相全桥模块、紫光同创28nmFPGA、奥比中光3D感知方案、汇顶科技车载指纹方案、鲲云科技AI芯片CAISA架构、中科蓝讯蓝牙SoC芯片等系列创新产品。
基恩士：电子／半导体行业数码显微镜的应用案例
图2：基恩士公司数码显微镜事业部技术负责人夏天齐
随着5G的普及，半导体工件的精细化不断发展，对产品的检测、分析要求也越来越高。此次，基恩士公司数码显微镜事业部技术负责人夏天齐为工程师分享了电子／半导体行业数码显微镜的经典应用案例。面对电子元器件虚焊等系列问题，通过基恩士公司数码显微镜都能轻松直观地观测到。
该显微镜集观察、拍摄、测量于一体，对电子元器件／半导体的检测至关重，它可以用清晰图像观察大景深、较长观察距离、凹凸面或立体物的数码显微系统。产品阵容包括：以全控制系统实现“直逼SEM的高精细观察”的机型；搭载使用频率较高功能的入门机型。此外还备有可进一步提升数码显微系统性能的专属镜头。
东芯半导体深耕NAND、NOR、DRAM小容量存储市场
图3：东芯半导体副总经理陈磊
虽然存储芯片市场规模巨大，但整个市场呈现分化现象。三星电子、海力士、美光科技、铠侠等企业提供全面的存储产品，近年来专注研发大容量、高性能存储芯片，不断推进先进存储技术并凭借技术优势获取较高市场份额。行业其他企业由于各家所处的发展阶段不同，在以领先企业为目标进行技术赶超的同时，结合自身技术特点和市场需求，专注于成熟产品的细分市场并实现填补和替代效应，与行业领先企业形成差异化竞争，迎来了新的发展机遇。
近年来随着科技创新技术的不断成熟和应用，5G通讯、汽车电子、可穿戴设备等新兴行业迎来快速发展，5G基站、ADAS、智能电子产品等终端产品持续涌现，其对文件处理、图像感知、代码执行等数据存储和执行能力的要求也在不断提升，因此存储芯片的数量、性能和成本未来将会有持续强劲的需求和不断迭代的要求。
东芯半导体副总陈磊分享了《存储“芯”时代下的主流与新序》，他指出，公司是本土拥有自主知识产权的专注于中小容量存储芯片研发设计公司，其凭借超强技术储备，针对性地推出小容量NAND、NOR、DRAM等多品类低功耗、高可靠性存储芯片产品，产品已进入国内外众多知名客户，被广泛应用于通讯设备、安防监控、可穿戴设备、移动终端等终端产品。2021年东芯半导体营收同比增长44．62％至11．34亿元。
探寻“全球第一颗低于1元人民币32位MCU HK32F030M”
图4：航顺芯片执行副总裁白海英
在微控制器MCU市场，从8位、32位至64位的MCU，32位MCU已成为市场主流。64位MCU是个趋势，8位MCU目前应用不多。从价格上而言，位数越高，价格越高，可事实是这样吗？今天编者给大家推荐款低于一元人民币的32位MCU HK32F030M。
据航顺芯片执行副总裁白海英介绍，这款超低价32位的HK32F030M不仅突破MCU史上低于1元RMB的记录，而且功能优势明显，FLASH可反复擦写10万次以上，内部EEPROW可以反复擦写百万次以上；并且PIN TO PIN兼容S＊＊8S003系列。此外，该公司还深耕车规级SoC、高性能、低能耗、主流工业级、专用型MCU。
品英助力开关系统开发
图5：品英仪器产品与市场开发经理王琦
当前的工业和科研领域中，测试的需求更加多样。为了精确实现这些定制化的需求，就要求测量仪器、仿真仪器、开关系统、连接系统等子系统的设计和更加灵活，可以根据特性需求提供定制化的系统方案。这对于所有的设备制造商都是一种挑战。
本次会议上，品英仪器（北京）有限公司产品与市场开发经理王琦带来了关于当前开关系统和传感器仿真系统的技术能力，以及应用方法的全面介绍。
具体来看，品英的LXI是非常适合构建大规模开关系统的硬件平台，可以在非常紧凑的空间中建立上万继电器规模的开关系统，连接方案简单，价格合理，扩展方便，维护方便，双总线支持2组测量仪器，通过合理设计，可以将4行矩阵发挥出接近于8行的效能也适合构建大规模微波开关系统、光开关系统、传感器仿真系统、线缆测试系统等。
美新的新技术趋势与应用案例
图6：美新半导体AE／FAE总监高炬
未来汽车技术发展将完全改变人类出行方式，汽车不再是简单的交通工具，而是会变成像手机一样的智能终端，具备更加强大的娱乐和服务功能。随着互联网的快速发展，当智能驾驶技术发展到比较成熟的阶段时，独立的智能汽车将开始出现。在智能汽车发展的同时，功能汽车对智能驾驶配件的需求将由后装变为前装，最终完成由功能汽车向智能汽车的蜕变。
众所周知，随着汽车智能化的发展，MEMS传感器被越来越多地应用在安全与底盘、动力总成、车身和舒适、信息娱乐等领域。具体来看，全球平均每辆汽车包含10个以上MEMS传感器，在中高档汽车中，大约采用25至40只MEMS传感器，豪华车上将近100只。随着自动驾驶渗透的深入，对于下游应用端对汽车传感器的需求将进一步释放。
在本次会议上，美新半导体AE／FAE总监高炬，在本次直播中为大家分享了MEMS传感器在智能驾驶领域的新技术趋势与应用案例，包括全球独有的车规级热式加速度计。
美新单片MEMS技术使用独特和专有的方法将前沿传感器技术和混合信号处理电路集成到一个可靠的、高质量的、使用标准CMOSIC工艺的单芯片上，热式加速度传感器则为全球唯一的，具有极耐冲击、超小尺寸、超低温漂等优点，与传统的微机械质量结构相比具有显著优势。
福禄克压力传感器校准方案
图7：福禄克计量校准部技术支持工程师袁红岩
随着电子技术的发展，各种电子式传感器开始逐步替代传统的机械式测量装置，在压力测量领域，压力传感器，变送器，电子式压力开关等已经逐步取代传统的机械式压力表，压力开关等。
并且，压力校准工作如今基本都在工业现场完成。无论是在环境条件相对恶劣的压力校验现场，还是压力仪表的实验室调试，抑或是汽车工业的压力传感器或压力器件测试环节，提高校准工作效率，保重维护和保障它们有序运行，成为电气工程师们最为关心的业务方向。
针对不同的工业现场应用要求，各种传感器原理和工艺有着不同的应用优缺点。这也是本次福禄克计量校准部技术支持工程师将为各位带来的演讲内容，关于压力传感器的分类，技术参数和校准过程，根据不同压力量程和精度等级，并结合福禄克的压力校准产品，介绍不同的压力传感器校准方案。
在本次会议上，福禄克计量校准部技术支持工程师袁红岩详细介绍了福禄克气压压力控制器、PPCH液压压力控制器、气压活塞手动控压方案、液压活塞自动控压方案、数字多用表等产品，并结合这些产品为大家分享了福禄克在压力控制器方面的行业经验，为业内人士深度解析和交流应用领域的热点议题和产业痛点。
ST MEMS助力智能工业
图8：意法半导体市场经理息志强
意法半导体市场经理息志强重点介绍了ST为细分市场中的新应用提供传感器解决方案，以及ST MEMS如何助力智能工业发展的。息志强介绍，ST细分市场中的新应用提供传感器解决方案的主要应用领域包括：状态监控预测性维护、工业自动化、智能安装、资产追踪等。此外，息志强还重点介绍了意法半导体的工业传感器系列产品在振动监测、精密倾角仪、结构健康监测、天线和平台调平、定位和导航等方面的应用。据了解，ST MEMS始于2000年，持续开发新型传感器，专注于生命周期长的市场，保护那些需要先进传感器但具有较长开发、认证或现场生命周期的客户投资，自产品推出日期起提供10年产品供应保证。
就目前中国市场来看，工业智能化已成为国民经济大力发展的重点方向之一。工业智能化需要更多的传感器，没有传感器对设备进行感知的话，就没办法实现闭环控制，控制精度会受限。如果使用MEMS传感设备去通过感应震动来分辨设备运行状态，就可以实现预诊断，减少人工和停产成本，尤其是在当前，传感器、边缘处理和连接的发展进一步推动了工业4．0革命。
速石科技首席架构师万山青提到，随着半导体制程的不断提升，先进制程下的IC设计所需的海量算力资源越来越难以用传统IT架构满足，同时许多IC设计公司对于IT架构的灵活性也提出了更高的要求。而许多芯片设计公司对云模式和架构并不了解，在数据安全性方面存在顾虑，进而对云计算望而却步，从而陷入困境。
图9：速石科技首席架构师万山青
据悉，云计算技术完全可以用于芯片设计阶段，并且同样的任务以同样的方式运行，云端能够提供不输本地的性能；通过调度云端大规模集群，相同任务计算效率可以提升几十倍；随着计算周期的缩短，设备断电、应用崩溃、作业中断等风险也会大大降低。大量的案例已经说明云计算与IC设计公司结合能够提升整个芯片设计的效率，IC行业的数字化转型会从“企业上云”开始。万山青表示，速石科技提供一站式的弹性的IC设计云环境，解决企业上云后突出的ECC问题，帮助用户显著提升业务效率，有效控制云上费用，避免资源浪费，从而更敏捷地应对半导体行业变化。
MEMS IMU惯性传感器的应用现状
MEMS惯性传感器是以集成电路工艺和微机械加工工艺为基础，在单晶硅片上制造出来的微机电系统，包括加速度计（或加速度传感器）和角速度传感器（陀螺）以及它们的单、双、三轴组合IMU（惯性测量单元），AHRS（包括磁传感器的姿态参考系统）。随着物联网和数字化生活的快速发展，MEMS惯性传感器也有了更多的应用场景需求。
图10：深迪半导体市场项目副总监王沛
据深迪半导体市场项目副总监王沛介绍，深迪半导体是由美国海外留学人员创立的中国首家设计、生产商用MEMS陀螺仪系列惯性传感器的MEMS芯片公司，成立于2008年8月，总部位于浙江省绍兴市柯桥经济技术开发区。在此次会议上，王沛重点介绍了深迪半导体的运动传感器IMU系列，凭借其出色的性能，带给消费电子、全屋智能、智慧体育、汽车等多个领域全新的智能化体验。为更多创新物联网解决方案提供可能。此外，还重点为观众展示了深迪半导体产品在消费类、工业汽车类、增值算法上的案例展示。
至此，OFweek 2022（第二期）工程师系列在线大会——半导体技术在线会议宣告结束，下一场主题在线演讲，将于2022年11月，举办下一期OFweek 2022（第二期）工程师系列在线大会——工业＆电源技术在线会议。精彩多多！欢迎大家报名参会！
