半导体

富士通拓展传统优势以外的掘金之路,见证企业探索创新的另一面!

作者:来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2019-05-14 15:59我要评论


2019年,在新的全球政经大势之下,电子半导体产业长期良好的发展态势似乎平添了一些不确定。尽管各大半导体厂商既有收窄“战线”、深耕优势垂直领域,也有扩大布局、广泛投入新兴市场等不同的应对策略,但始终离不开探索创新技术这一话题,并力图以此突破。据笔者观察,知名厂商富士通半导体正在携手生态合作伙伴、加大布局多个行业领域,除了传统优势技术的二次创新、也持续推出多款新兴应用方案,展示其厚积薄发的技术硬实力!


业界首创!基于FRAM频谱特性的真赝验证方案闪亮登场

自成功量产20年以来,富士通FRAM的出货量已经超过37亿颗,广泛应用于工业水电气表、物联网等基础领域,近些年来更是不断在医疗、汽车等行业斩获大单。其中,几乎标签化的高读写耐久性、高速写入以及低功耗的三大“硬核”优势,奠定了富士通FRAM的赫赫威名。不过,在延续“存储器”这一角色的传统优势以外,富士通正尝试将FRAM焕发新的产品生命。这次,则是基于FRAM独特的频谱特性!


“不断研究FRAM的过程中,富士通发现FRAM拥有十分独特的物理频谱特性,在启动时会产生一段模拟的工作噪音信号;而这种噪音信号是无规律、难以被模仿复制的,利用这样的原理与优势,厂商既可以进行产品的真赝认证,也可以杜绝授权产品被伪造而流入市场,从而保障了厂商与消费者双方的权益。”富士通电子元器件(上海)有限公司产品管理部总监冯逸新称。


现在市面上常见的硬件认证解决方案,大多数利用加密算法、专用密钥等方式进行验证,从而判断产品的真赝。举个例子,打印机生产商的商业模式,除了销售打印机主体以外,销售墨盒这样的耗材也是重要的营收来源。为了保证消费者购买到原厂制造的高质量产品,就需要在墨盒接入打印机时进行真赝的验证。一般而言,打印机厂商采用的是嵌入式加密算法,而这些加密算法往往在推出后1-2年时间内就会被攻破,造成假冒产品开始流入市场。冯逸新表示:“针对这样的客户需求,富士通开发了利用FRAM工作噪音来验证的LSI芯片,这是业界首先推出的全新频谱特性的认证方案!”替代以往的加密算法,这一无加密算法(频谱)的真赝验证解决方案为客户带来了两大优势:一是不会发生密钥被盗的情况(因为没有密钥),以较低成本即可实现安全性;二是富士通FRAM能产生微弱而复杂的模拟信号(工作噪音)实现期待的值,具有防止死复制强耐性,因此特别适用于防伪验证。

图1 :基于FRAM频谱特性的富士通创新真赝验证方案


除了打印机这一存量市场,笔者认为,更多的创新应用、或者商业模式也将因这一独特的真赝验证方案而得到改变。比如电子半导体行业,一些生产电路板的厂商,可能会把外围子电路板的生产外包给授权合作方,那么为了防止外围子电路板被非授权厂商伪造,利用FRAM独特的真赝验证方案就可以解决这个问题,同时在保护知识产权方面也起到了积极的作用。可以说,这一应用的想象空间将会非常广阔!


量产才是硬实力,Transphorm布局氮化镓全功率应用

氮化镓(GaN)是业界公认的第三代半导体材料,相较硅具备许多优势,例如更高的开关频率,可在功率转化效率上达到突破性的改善效果,特别适合功率、电源管理这一类广泛应用。市场调研机构IHS Markit预测,以GaN和SiC为首的功率半导体市场规模在2020年将接近10亿美元,其推动力来自混动及电动汽车、电力和光伏逆变器等方面的需求,并有望在2027年超越100亿美元。尽管庞大的市场机遇引来了一众大厂的投入,但是GaN-inside产品至今在市面上仍然少有踪迹,究其原因,与厂商的量产能力相关!


此次展会上,富士通代理品牌Transphorm展示了数款可量产、基于GaNHEMT的功率应用解决方案,成为了观众驻足的焦点!Transphorm亚太平洋地区VP严启南表示:“Transphorm在GaN的研发投入已超过十年,相较其他同样投入GaN的友商,Transphorm是最早具备量产能力、并有产品投放市场的厂商。因此Transphorm的GaN产品经过多年的市场验证,技术不断成熟,成本逐步降低,具备了十分优越的实用性与可靠性!”


归功于氮化镓的性能优势,Transphorm实现了效率高达99.2%的6kW光伏逆变器解决方案,以及效率高达99.1%的3.3kW车载充电双向PFC(功率因数校正)解决方案。工作人员介绍,这一款3.3kW车载充电方案是图腾柱无桥PFC方案,在一般PFC97%的效率上再次突破,由于采用了两颗高性能TransphormGaN器件,电路中无须加入桥堆,相比基于硅器件的同类方案,整体成本更低、效率更高。同时,Transphorm提供一整套成品化的turn-key方案,可以将软、硬件一并交付,帮助客户极大地缩短开发时间。例如台达电子就使用了基于TransphormGaN器件的车载充电方案,实际应用中效率大于95%,属于业界一流水平。

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图2:Transphorm推出6kW光伏逆变器方案与3.3kW车载充电双向PFC方案


除了大功率应用,TransphormGaN器件在小功率应用中同样“大秀肌肉”。此次展示的65W开关电源评估板,在230VAC满载的条件下,效率可达到93%,且待机功耗小于0.15W,适用于笔记本电脑的充电器、适配器等。尽管评估板的尺寸为L73 xW43 x H15 mm,不过工作人员称,若投入成品生产,整体的方案尺寸还将进一步缩小,使得体积十分小巧、便于携带;且得益于TransphormGaN的高能效,这一方案的功率密度大幅度提升,而无需担心以往的散热问题。不仅如此,为了满足更多的市场需求,这一方案还将支持PD等充电协议,可自动调节5V、9V、12V、15V、20V等多个等级的电流与输出功率,实现一个充电器即可满足手机、笔记本电脑、蓝牙音箱等大多数移动设备的充电需求,为消费者带来了最显而易见的便利。

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图3:高能效、灵活应用的65W开关电源评估板


严启南称:“综合来看,氮化镓从以往高压、大功率的工业级行业应用,正在不断渗透到低压、小功率的消费级应用市场,这与工艺提高、成本降低有直接的关联。Transphorm已有的优势,借助与富士通的深度合作,将在中国市场寻求更大的突破。”


裸眼3D新潮流,一张贴膜能搞定!

目前,裸眼3D这一全新的技术正在掀起一场全行业范围的视觉变革,例如裸眼3D广告就是商业领域正在探索与创新的方向之一,其无需佩戴辅助设备即可让人眼感受逼真的3D效果,逐渐被电子产品、广告、示范教学、展览展示等应用所看好与追捧。据市场调研机构赛诺市场咨询发布的《裸眼3D发展趋势分析报告》,到2021年全球3D显示器出货量将达到2.8亿台,市场规模也将增长至830亿美元。


事实上,富士通联手合作伙伴3DGlobal,已在这一领域中投入布局、并抢占先机。据了解,3DGlobal展出的创新裸眼3D解决方案,仅需在屏幕表面贴上一张定制的光学三维滤光片,再连接一台普通的PC电脑、打开3D视频资源,即可实现高质量的裸眼3D视觉体验。当然,这一层特殊的三维滤光片需要与屏幕厂商共同合作,在出厂前完成安装调试、即可销往市场。一般而言,裸眼3D显示主要有光屏障式和柱状透镜这两项技术,但各有优缺点。3D Global的裸眼3D方案则将两者的优点结合,使用独创的“Lenticular Lenses + very thin parallax barrier”组合技术,让观众减少视觉疲劳,获得具有深度的3D立体感知、使得画面呈现更逼真的效果,同时对光线几乎没有影响。

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图4:富士通联手3DGlobal展示创新的裸眼3D显示技术


诚然,裸眼3D显示的市场推进除了硬件方案的创新,也需要不断丰富的3D视频资源来支撑。对此,富士通可以提供专门用于制作3D视频的软件工具给客户了解学习,从而节省产品的研发时间。


座舱视觉next big thing,虚拟仪表融合趋势凸显!

回顾汽车发展历史,汽车仪表显示从以往的机械式,已过渡为当下的电子式虚拟仪表,下一步则将融合多个显示界面、趋于统一化,因此对性能、可靠性等要求愈发严苛。过去几年,富士通代理品牌索喜科技基于ARM双核Cortex-A9的Triton C芯片为核心的3D全虚拟仪表解决方案已经出货数十万套,成功应用在比亚迪以及部分日系、德系车型上。经过多年的市场验证,索喜科技继而推出全新升级的第四代高性能车载SoC——“Miranda”。工作人员向笔者介绍:“采用ARM Cotex-A9 Quad core 1GHz 单芯片CPU、PowerVR S8XE 3D GPU,并带有专为ADAS应用准备的VPU及H.264视频编解码功能,Miranda可支持高清4路1080P行车记录仪的性能需求,且功耗较低,因此特别适合车载SoC的使用场景。”基于这一款SoC,系统设计者可轻松打造高清全液晶仪表,高清360°全景成像和ADAS辅助系统的三合一解决方案!

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图5:基于Miranda打造的汽车虚拟仪表三合一解决方案


除了出色的硬件,这款汽车虚拟仪表方案也基于CGISTUDIO这一开源HMI软件设计工具实现定制化的系统软件服务。CGISTUDIO平台在汽车和嵌入式领域拥有很高的知名度和认可度,并具备不受硬件条件限制、软件拓展性强等优势,并通过车规级认证。据悉,CGISTUDIO平台提供独立的2D/3D引擎,分别用于制作各类2D和3D场景,且适配Windows环境和嵌入系统环境的通用接口。设计者可以快速将计算机上制作的设计直接使用于嵌入系统环境,从而最大限度地降低图像设计师与嵌入设计师之间的返工,加速产品上市时间!


后记

富士通电子亚太区产品管理部总经理王钰在以往公开采访中表示,富士通正在加快元器件代理商的转变,并积极开拓新的产品线以完善目前的元器件产品结构。面对不断增长的氮化镓功率、车载电子、裸眼3D等新兴市场与创新应用,富士通在增强自主研发实力之外,正以独家代理、分销、共同研发等合作方式扩大自身的产业链生态与市场影响力,在笔者看来,这正是富士通独特的“破局之道”!


责任编辑:顾鸿儒
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