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2021松山湖论坛十大芯片推介:从消费到工业的AIoT方案

2021-05-15 来源:EEWORLD

日前,在2021年松山湖中国IC创新高峰论坛上,共有十家本土公司推介了新品和新技术,值得注意的是,在松山湖论坛上,每次推介的产品基本都是已经或即将量产的产品,并不是只存在于PPT上,因此十分适合国产替代或国产化需求的工程师进行查看。


京微齐力王海力:EDA工具才是FPGA的最大差异化


京微齐力CEO王海力介绍了公司的近况和产品路线图。


王海力表示FPGA核心四大要素包括:架构设计技术、IC设计技术、EDA开发技术、IP开发技术。


针对FPGA产品,京微齐力有着丰富的产品细分类别,包括山系列HME-M 65/55nm、河系列HME-R 40nm、大力神系列HME-H 40nm、飞马系列HME-P 40/22nm。其中最高端的22nm 飞马P系列可比肩Xilinx的V6。采用了6输入查找表技术,并且拥有多项专利技术。


王海力强调道,京微齐力如果从前身京微雅格算起,2005年就开始投入工具开发,包括了从综合到布局布线等全套软件开发工具FUXI,这也是国产FPGA想要立足的关键所在。


京微齐力目前制定了两个三年计划,一个是从2017年-2020年,重点布局中小规模产品,突破消费领域市场,已经有H1、H2产品量产,出货量达到了1000万片。第二个三年计划为2020年-2022年,布局中高端产品系列P0、P1、P2、P6,重点突破通信、电力、安防、视频等客户。两个三年计划将公司短期紧迫任务与中长期发展目标进行了有效的结合,确保公司健康、稳定、持续的发展,实现最终战略目标。


鹏瞰科技:PonCan技术或解决工业总线互联技术


鹏瞰科技(上海)有限公司创始人、CEO李春潮所推介的是新一代PonCAN工业控制网络芯片:VN1110/VN1810,主要应用于机器人,智能制造,电动汽车。


鹏瞰科技是一家半导体设计公司,致力于设计,和研发创新高速工业控制局域网技术,为机器人,电动汽车,和工业4.0等提供新一代的数据传输技术和工业控制网络完整的半导体解决方案。


鹏瞰科技最重要的是PonCAN技术,这也是公司中文名鹏瞰的由来,PonCAN技术融合了Pon(光纤)与CAN(工业现场控制总线)二者的特点,既符合CAN的实时性,由突出了光纤的高速传输以及低成本等特点。据李春潮介绍,PonCAN是新一代总线架构,融合高速数据传输,超低时延和高可靠性控制功能。PonCAN网络具有高安全性,易于布线和全网同步。鹏瞰科技第一代产品,VS1101/VS1801, 提供高性能PonCAN网络,同时支持高精度工业控制和边缘计算。


比如在智能柔性关节(SCA)控制器上,急需全新的控制系统芯片,需要集成控制和网络通讯、减少减轻连线、抵抗电磁干扰、降低系统复杂度、简化软件系统开发、具备高精度、高性能、高功率的要求,鹏瞰系统芯片可以完美满足。


近些年自动驾驶领域发展迅猛,也带来了许多通信方面的需求,传感器数据总带宽需求可能达到3Gb/s-40Gb/s,鹏瞰网络能够赋能车载网络,促进车载域架构的演进。李春潮指出,汽车的域架构模式并不能完全匹配数据的传输要求,因此业界也提出了Zonal架构(区域架构)。


而在智能制造上,工业4.0也需要建立强大而安全的网络实现电子化、数字化和分析,对于连接要求极高,PonCAN可以满足其需求。同时在系统成本上,PonCAN相比Ethernet也具有较大优势,同时客户也可以根据需求支持光纤或者传统铜线网络。


在工业网络架构上,PonCAN具备高速、低延时、高度可靠高端安全、简化连线的特点。


目前鹏瞰业务模式主要有三类PonCAN产品即核心网、桥接和节点,核心网类产品只以模块形式销售,这类产品管理整个PonCAN网络。桥接类产品只以模块形式销售,这类产品提供不同网络域的桥接。节点类产品以芯片方式销售,配以SDK。生产厂商可以整合专有软件和控制算法,从而实现了更大的灵活性。


爱芯科技:边缘人工智能视觉处理器


爱芯科技创始人、CEO仇肖莘介绍了公司推出的高性能、低功耗的人工智能视觉处理器芯片:AX630A,该芯片可以广泛适用于智慧城市、智慧零售、智能社区、智能家居、物联网设备等多个领域。


仇肖莘表示,当前端侧算力需求不断增大,包括多光谱、多传感器感知融合,多形态智能感知、多场景交互感知、低光全彩、结构化识别、多算法融合等,算法种类越来越多,导致端侧算法复杂度越来越大,对端侧算力要求也越来越大。由于网络延迟,数据带宽等限制,端侧的人工智能处理变得更加重要。


作为一个年轻的企业,爱芯科技针对市场需求,从零开始,将算法和硬件的深度结合,不断设计研发高性能的人工智能芯片,扩大行业影响力。仇肖莘阐述了爱芯科技的四大特点:“爱芯科技的AI ISP技术,突破了传统ISP瓶颈,通过迭代算法模型增强画质,让图像更清晰;混合精度深度学习技术,通过专有网络加速单元,使芯片算法完美融合;存算协同设计,减少DDR读写,节省内存带宽;智能视频编码,高效视频压缩,节省视频存储。”


AX630A作为一颗可量产的高端边缘侧、端侧AI芯片,功耗在3W左右,算力达到57.6TOPS @800MHz 2w4f,等效算力为28.8TOPS @800MHz INT4,每秒钟处理图片数量超过上千张。相比较竞争对手来说,实现了十余倍的提升。


时擎科技:将RISC-V用在端侧人工智能视觉上


时擎智能科技总裁于欣带来了RISC-V架构的端侧智慧视觉芯片AT5055,该芯片将于今年7月正式发布,面向智能视觉、智能家居、智慧城市等领域。时擎科技围绕着RISC-V,DSP处理器,DSA处理器,打造出异构端侧人工智能芯片。


AT5055是一款RISC-V架构的,高性能、高能效比、低成本的端侧智能视觉芯片。AT5055搭载时擎科技自研的RV32IMCF架构的TM800主控处理器和TIMESFORMER智能处理器,提供0.6TOPS的高效率的人工智能算力,同时还能提供强大的DSP处理能力。


AT5055支持双目视觉的完整视频通路,包括高性能ISP、H.265视频编解码和1080P显示的解决方案,支持4+2麦克风阵列,并内置多麦降噪和本地语音识别算法。


AT5055提供丰富的外设接口和完整的系统安全方案。通过对核心处理器IP、SOC架构、算法等核心技术的垂直整合,针对人脸检测/识别、社交电视、智能IPC等应用场景进行了深度优化,能以业界顶尖的能效比、性价比赋能以上端侧智能应用。


于欣表示,时擎科技提供了一站式基于RISC-V的开发环境,不需要开发者过多关注异构多核调度,从而简化了异构挑战和编程效率。尤其是针对AI算法,不需要处理器、控制器和ISP多方配合,减少了公司不同开发团队的沟通障碍,充分保证产品性能发挥。


深聪科技:解决多动口,少动手的语音交互


上海深聪半导体CEO吴耿源介绍了公司低功耗人工智能人机语音交互芯片太行二代TH2608。


深聪智能的二代芯片TH2608在一代芯片TH1520的基础上进行了更大的升级。首先,实现了从TH1520作为协处理器到TH2608作为主控芯片的跃迁。内嵌基于Cortex-M ARM v8指令集主控CPU,配合丰富的内部SRAM和外部XIP Flash的资源,以及充沛多样的外设接口资源,TH2608能够提供给客户多种应用场景下的主控处理器解决方案。


其次,高度灵活可配置的神经网络处理单元NPU,使得能效比提升百倍。通过部署DNN/TDNN/FSMN/CNN等各种通用网络,实现对INT8/4/1等数据格式的充分支持,借助特别优化的网络定制化的模式,达成高效率低能耗的复杂网络的组合与调度。


第三,提供单芯片系统集成方案,具备多种灵活的SIP多芯片封装形态。支持对不同类型的PSRAM和Flash的合封处理,并能整合WIFI、Bluetooth等无线通信模块。同时借助内嵌的电源管理模块(PMU),实现了对客户BOM最精简方案的强力支持。


太行一代产品解决了语音识别从无到有,而太行第二代产品增加了AI本地连续语音识别、语义理解及安全特性、声纹识别等功能,使用专用NPU,提升能效比,降低功耗。深聪半导体与中芯国际、台积电有着多年深度合作经验,并将继续深耕人工智能语音交互领域,预计第三代产品将运用多模态融合、类脑智能和拟人化交流等技术,实现存储、工艺、封装融合和优化。


深聪智能依托思必驰的智能语音技术及资源赋能,专注于打造“算法+芯片”一体化的整体解决方案,成立三年,目前已经累计出货超百万颗。目前公司专注于智能家居、智能车载、可穿戴设备、智能会议、智慧空间等应用。


知存科技:面向可穿戴的超低功耗存算一体芯片


知存科技副总裁李想介绍了知存科技的两款革命性产品,包括国际首个存算一体加速器WTM1001和首个存算一体SoC芯片WTM2101。WTM2101是超低功耗存算一体芯片,用于低功耗唤醒、识别、降噪等场景,应用于TWS耳机、手表等智能可穿戴设备等领域。


数据搬运速度是运算的瓶颈,面临数据洪流,数据搬运慢、搬运能耗大等问题亟待解决。知存的存算一体技术创新使用Flash存储器完成神经网络的储存和运算,解决AI的存储墙问题,提高运算效率,降低成本。


传统的冯诺依曼架构在工作的时候有一些列的数据搬运,能效的利用非常低,而存算一体没有任何的数据搬运过程,它的实质是一个向量矩阵的乘法,通过前端的数模转换,把输入数据转换成电流的模拟信号,当信号进入矩阵的时候,在矩阵里每个单元存一个8bit的数,比如存入3,流过晶体管,电流放大3倍,存入100,电流放大100倍,相当于横向做乘法,纵向做电流的累加,所以流过这个矩阵,相当于做一个向量矩阵的乘法。


知存科技的Flash存算一体技术包含Flash存储设备(拥有数个Flash存储页) 、Flash存储页 (拥有数亿个Flash存储单元)、Flash存储单元三个部分。关于知存科技为何选择Flash,李想解释道,首先,Flash工艺成熟,距离最早量产和用在设备中已有数十年时间。其次,Flash的存储密度大。以40nm举例,存储密度不大的情况下,用Flash存算一体技术的存储密度,比用5nm的SRAM还要高出几倍左右。另外,知存科技考虑到Flash采用的浮栅晶体管是三端的MOS存储器,相比双端的MRAM、RRAM等其他存储器,浮栅晶体管更类似于MOS晶体管,但比MOS晶体管多了一个浮栅可以存储阈值电压。


WTM2101尺寸比较小,是2.9*2.6mm,峰值算力是50Gops,能效比达到15Tops/W,最大可存1.8M的神经网络。这个芯片除了有存算一体的部分外,还有一个RISC-V内核、音频ADC和电源管理,以及丰富的接口等。由于其超低功耗,可以在耳机和手表上实现声纹识别功能,从而给可穿戴设备带来更丰富的体验。


芯朴科技:为5G手机设计简化PA


芯朴科技(上海)有限公司 COO顾建忠介绍了公司新推出的5G n77 1T2R 射频前端功率放大器芯片XP5127。相比一代的1T1R,第二代PA集成度更高,用四颗料就可实现PA信号链,而第一代需要七颗。


XP5127的增益达到30dB,发射功率可以做到29dBm,ACLR为-40dBc。在PA模组中,因为集成了各种不同工艺的芯片,环境温度变化时,内部也会产生热应力。因此PA模组往往不仅需要考虑电气性能,还要考虑热性能,而XP5127也在设计中解决了这一挑战。XP5127采用了全差分的方案,通过两部分的差分PA实现了热量的分散,从而提升了线性度。


顾建忠表示,根据产品实测结果,相比国外排名第一和第二的厂商而言,性能更加领先。

芯朴科技的名称由Simple演化而来,这和公司的理念相一致,就是做更精简的产品,让客户更易用。


华景传感器:高信噪比MEMS麦克风


华景传感科技董事长缪建民介绍了其创新产品ML-2670-3525-DB1,信噪比大于70dB,声学过载点AOP高达130dB。


华景传感科技的第一大核心技术为独有的背极板技术。当前麦克风背极板多采用大小相同的声学孔设计,很难通过0.8MPa的强吹气试验,同时均匀的孔径和孔距不利于降低声学噪声,难以提高信噪比。而华景的麦克风背极板采用中部孔径大孔距小,边缘部分孔径小孔距大的设计,提高了抗压能力,降低了声学噪声,进一步提高了麦克风的信噪比。


第二大核心技术为华景独有的振膜技术,华景的硅麦克风振膜采用了波纹和扇叶微结构,与传统的平板结构相比,提高了灵敏度、一致性以及良率,通过八个扇叶自动打开释放气流来避免振膜的损伤和碎裂。而这种振膜,也使得华景的产品有更好的防水防尘特性。


由于产品具有高信噪比,因此可以在七米以上的距离实现语音高识别率,非常适合用于电视、智能家电等。而更强的信噪比,也可以应用在TWS麦克风上,实现更好的语音功能。


明皜传感:超低功耗三轴加速器


苏州明皜传感科技CEO汪达炜介绍了公司超低功耗三轴加速度da7xx。


如今,消费级MEMS传感器芯片已是一片红海,MEMS产业投入大、风险高、产品开发周期长。汪达炜表示:“明皜传感专注于MEMS传感技术开发和创新,要告别‘苦力’和‘低价’,不断提升技术创新和产业链整合的能力,提升大规模生产执行力,深度创新商业模式更改。”


明皜传感拥有自主研发的3D MEMS-CMOS集成微机电工艺平台技术,传感器采用DRIE工艺的单晶硅制成的,并具有密封的硅帽,具有灵敏度更高、输出信号强、输出精确等特点,可以与ST及博世等产品媲美。


该器件封装为2x2x0.98mm焊盘栅格阵列(LGA)。与BGA封装相比,LGA封装具备了电子产品小型化、高功率密度、低噪声的技术优势,更适合用在需要紧凑安装的应用场景。该系列产品具有集成的32级先进先出(FIFO)缓冲区,允许用户存储数据,以限制主机处理器的干预。da7xx系列传感器提供了两个独立且灵活的中断可简化了用于各种运动状态检测的算法。标准I2C和SPI接口用于与芯片通信,广泛应用于VAD语音唤醒辅助功能,精准发声定位,通话降噪辅助,骨声纹识别辅助等领域。


隔空智能:5.8GHz微波雷达传感器


隔空智能销售总监张珍伟介绍了公司多款新品,包括雷达传感芯片AT5820以及业界首款规模量产5.8GHz微波雷达芯片AT5810S,全球首款uA级微波雷达芯片AT5815。


AT5820是全球首款可探测呼吸的5.8GHz微波雷达传感SoC,相比毫米波雷达来说,可穿透能力更强,传输距离更远并且售价更低。


AT5820在单一芯片上集成高性能雷达收发信机和32位MCU,资源丰富,性能强大,可与主控或传输芯片互联互通,同时也可作为主控MCU使用,是一款高性能,高灵敏度的雷达传感器。由于产品具有极高的灵敏度,可探测出活体的呼吸甚至心跳,从而实现人体检测。可应用在智能家居、家电、照明等众多领域。


张珍伟表示,从2019年到2021年,隔空雷达芯片出货量倍增,6月单月出货量将达到3.5kk,雷达传感器占30%的市场份额。张珍伟预判,隔空雷达的出货量到年底将实现单月突破5KK,成为出货量最大的雷达厂商。同时,隔空智能也在开发UWB等产品,从而成为全球雷达产品线最长的厂家。


“工业级品质,消费级价格,让万物感知更简单连接更智能。”是隔空智能的公司愿景。为此,公司同涂鸦智能、酷宅等20多家方案商合作,服务超过1000家客户,也正是构建广泛的生态链,才能使公司产品得到迅速扩充。


总结


正如中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军在致辞中指出,松山湖论坛具有特色鲜明、接地气以及紧贴市场三个主要特色。任何一家半导体公司想要成功,一定要紧贴市场应用,满足市场所需。


所以我们看到无论是成立十余年的公司,还是刚刚两年的初创公司,都是结合具有特色的产品,进行产品或产业探讨,这也是松山湖论坛举办的用意所在。

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