1.76亿美元!韩国五月半导体出口创史上新高;
2.SEMI:5月半导体设备出货创新高;
3.传感器里程碑:石墨烯CMOS技术;
4.5G能否成化合物半导体产业突破口;
5.新一代Tb级处理器为因特网革命推波助澜
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1.76亿美元!韩国五月半导体出口创史上新高;
集微网消息,据businesskorea报道,韩国五月份半导体出口创历史新高,根据韩国工商业能源部(MOCIE)公布数据,五月份半导体出口额来到76亿美元,较去年同期跳增56%,主要归功于DRAM与系统半导体出口强劲。
从半导体设备出货数据判断,韩国或许已超越台湾成为全球最大半导体制造国。 国际半导体产业协会(SEMI)数据显示,韩国今年第一季半导体设备采购额来到35.3亿美元,较去年同期暴增110%,同时间台湾成长84%至34.8亿美元。
中国第一季半导体体设备采购额来到20.1亿美元,全球排名第三,但与去年第四季做比较,中国季增率达74%,位居是全球之首。 北美、日本同期间分别成长3%与19%,欧洲则是下滑1%。
整体来看,全球首季半导体设备出货来到历史新高的131亿美元,较前季成长14%、较去年同期成长58%。
2.SEMI:5月半导体设备出货创新高;
集微网消息,国际半导体产业协会 (SEMI) 6月16日公布最新出货报告,今年五月北美半导体设备制造商出货金额为 22.7 亿美元。 比 4 月最终数据的 21.4 亿美元相比,月成长 6.4%,与去年同期比较,年增 16 亿美元,年成长 41.9%。
从SEMI公布数据来看,5月出货金额不仅是连四个月走高,也是连三个月站在20亿美元之上,创历史新高。
SEMI执行长暨总裁Ajit Manocha指出,北美半导体设备商出货金额已连四个月增加,这波景气循环推升力道主要来自内存和晶圆制造业,相关厂商正投资3D NAND与其他先进制程。
在内存方面,因NAND Flash仍供不应求,且市场竞争者众,包括三星、SK海力士、东芝、美光等都持续发展3D NAND Flash,并迈向64层堆栈,甚至是更多堆栈层数的产品。
同时,三星、英特尔与台积电等半导体三雄也持续较劲,一路从10nm打到7nm、5nm、甚至3nm。
3.传感器里程碑:石墨烯CMOS技术;
硅基CMOS技术是当今大多数电子产品依赖的主要技术。然而,为了电子行业的进一步发展,新技术必须开发具有能将CMOS与其他半导体器件集成的能力。欧洲最大的一项研究计划石墨烯旗舰项目(Graphene Flagship),即以10亿欧元的预算将实验室石墨烯转向市场,参与市场化竞争。
现在,来自巴塞罗那光电科学研究所ICFO的石墨烯旗舰项目研究人员,宣称已经可以将石墨烯整合到CMOS集成电路中。这项工作在“Nature Photonics”上发表。
该团队将石墨烯CMOS器件与量子点相结合,以形成一个阵列的光电探测器,产生高分辨率图像传感器。当作数码相机使用时,该设备能够同时感测紫外光、可见光和红外光。科学家们说,这只是这个器件可能应用的一个例子,也可能应用在微电子学、传感器阵列和低功率光子学。
ICFO的ICREA教授Frank Koppens评论说:“这种单片CMOS为基础的图像传感器的发展是一个里程碑,因为他们是低成本、具有高分辨率宽带而且高光谱成像的系统。他补充说:“一般来说,石墨烯CMOS技术将能够实现大量应用,范围包括安全、安保、低成本微型智能手机相机、消防系统、被动夜视仪和夜间监控摄像头、汽车传感器系统、医疗成像应用以及食品和药品检验到环境监测。”
这些结果是由石墨烯旗舰项目合作伙伴Graphenea(西班牙石墨烯供应商)和ICFO在石墨烯旗舰项目的光电工程包中进行合作实现的。
通过使用分层和图案化方法在CMOS晶片上创建混合石墨烯和量子点系统,该项目团队声称通过简单的方案解决了一个复杂的问题:首先沉积石墨烯,然后图案化以定义像素形状,最后添加一层PbS胶体量子点。
该系统的光响应基于光门效应,其起始于量子点层吸收光并将其作为光生空穴或电子转移到石墨烯,由于施加在两个像素触点之间的偏置电压使得它们循环往复。之后通过石墨烯电导率的变化来感测光信号,由于石墨烯的高电荷迁移率,使得此器件具有高灵敏度。
Stijn Goossens研究员评论说:“实现这种石墨烯-量子点CMOS图像传感器不需要复杂的材料处理或生长工艺。在室温和环境条件下,制备简单且价格低廉,这意味着生产成本的大幅度降低。更重要的是,由于其性能可以轻松集成到柔性基板以及CMOS型集成电路上。
这项研究的商业用途以及成像和传感技术的潜能现在正在ICFO的Launchpad孵化器中探索。
科学技术官兼石墨烯旗舰项目管理小组主席Andrea Ferrari教授补充说:“石墨烯与CMOS技术的融合是未来石墨烯进入消费电子产品的基石,这一工作清楚地表明了这种方法的可行性。旗舰项目对石墨烯的系统级整合进行了大量投资,并将随着技术和创新路线图的不断发展继续增大投入。” 新浪科技
4.5G能否成化合物半导体产业突破口;
工信部赛迪智库集成电路研究所
朱邵歆
化合物半导体相比硅半导体具有高频率、大功率等优异性能,是未来5G通信不可替代的核心技术,将在5G通信中大量使用。当前GaAs/GaN化合物半导体射频器件已在4G通信、有源相控阵雷达、卫星通信等领域得到应用。然而现有市场主要由日本、美国、欧洲的化合物半导体企业把控,并已建立市场和技术壁垒,形成产业链合作惯性。中国企业进入市场较晚,很难有足够的话语权。5G通信最快将在2020年实现商用,中国是全球最大的5G市场,并开始拥有全球5G通信发展的话语权,加之中国具有一定的技术积累和产业基础,中国化合物半导体产业有望在5G通信市场实现突破。
性能优异的化合物半导体
将在5G通信中大量使用
全球每年约新建150万座基站,未来5G还将覆盖微基站,对GaN器件的需求量将大幅度增加。
5G智能手机将大量使用GaAs射频器件。GaAs射频功率放大器具有比Si器件更高的工作频率。随着移动通信频率不断提高,Si器件已不能满足性能要求,4G智能手机中的功率放大器已全部采用GaAs技术。未来5G通信将包括6GHz以上频段,性能优越的GaAs器件将不可替代。5G通信支持的通信频段将大幅度增加至50个以上,远大于4G通信的频段数(不超过20个)。每多支持1个频段就需要增加1个放大器(或大幅度提高器件复杂程度),使得单部手机中的GaAs器件成本大幅度增加。赛迪智库预计2020年GaAs器件市场将达到130亿美元。
5G通信基站亟须更高性能的GaN射频器件。GaN射频功率放大器兼具Si器件的大功率和GaAs器件的高频率特点。为了应对2.4GHz以上频段Si器件工作效率快速下降的问题,4G通信基站开始使用GaN功率放大器。目前约10%的基站采用GaN技术,占GaN射频器件市场的50%以上。未来5G通信频率最高可达85GHz,是GaN发挥优势的频段,使得GaN成为5G核心技术。全球每年新建约150万座基站,未来5G网络还将补充覆盖区域更小、分布更加密集的微基站,对GaN器件的需求量将大幅度增加。赛迪智库预计2020年GaN射频器件市场将超过6亿美元。
发达国家已完成战略布局
并对中国实行技术封锁
发达国家已完成化合物半导体的战略布局,国际对中国实行核心技术封锁。
发达国家已完成化合物半导体的战略布局。由于化合物半导体具备优异的性能和广阔的应用前景,美国和欧洲在21世纪初开始布局,发布技术和产业扶持计划,并培育了一批龙头企业,已占领技术和市场的高地,为5G通信发展奠定了基础。美国国防部先进研究项目局(DARPA)从2002年起先后发布了宽禁带化合物半导体技术创新计划(WBGSTI计划)和下一代GaN电子器件计划(NEXT计划),帮助美国本土的Qorvo、Cree等化合物半导体企业迅速成长为行业龙头。欧洲防务局(EDA)于2010年发布旨在保障欧洲区域内化合物半导体供应链安全的MANGA计划,已完成预期目标。
国际巨头占据化合物半导体射频器件市场主导地位。在4G智能手机用的GaAs射频放大器市场中,美国Skyworks、Qorvo和Broadcom三家公司的市场占有率接近90%。GaN基站市场集中于日本住友电工、美国Cree和Qorvo三家企业手中。在制造成熟度方面,Qorvo公司自2008年至今已出货260万件GaN器件产品,其中17万件应用于雷达领域。Cree公司于2014年年初宣布其GaN射频器件累计销售量已超过100万件。Qorvo和Raytheon公司的GaN产品已分别达到美国国防部的制造成熟度评估(MRL)第九级和第八级。第九级意味着GaN器件的制造工艺已满足最佳性能、成本和容量的目标要求,准备开始全速率生产。
国际对中国实行核心技术封锁,产业链面临制裁禁运风险。
一是化合物半导体的军事用途使得美国频繁阻挠国内产业崛起。化合物半导体是有源相控阵雷达、毫米波通信、军用卫星、激光武器等军事装备的核心组件,受到国际《瓦森纳安排》的出口管制。中国资本试图收购国外优秀化合物半导体企业以快速获取人才和技术,却频频遭遇美国政府阻碍。2015年以来,金沙江公司收购美国Lumileds、三安光电收购美国GCS、福建宏芯基金收购德国Aixtron均被美国以危害国家安全为由予以否决。
二是国内5G通信整机企业面临制裁风险。国内化合物半导体产品尚不成熟,使得整机企业大量进口国外器件,供应链安全存在很大隐患。2016年3月,美国商务部以违反美国出口管制法规为由制裁中兴通讯,对企业造成了几近毁灭性打击。基于化合物半导体的功率放大器、光通信芯片等均在限制目录中。2017年3月,中兴以近12亿美元的罚款与美国政府和解,方才化解危机。
中国化合物半导体市场巨大
基础良好、产业活跃
中国是全球移动通信的重要市场,具备一定的化合物半导体制造技术储备和产业基础。
中国开始拥有全球5G通信发展的话语权,为化合物半导体提供广阔市场。中国是全球移动通信的重要市场,华为、中兴是全球第二大和第四大通信基站供应商,华为、OPPO、vivo是全球前五大智能手机企业。中国已建成全球最大的4G网络,基站数量超过200万个,用户数量突破5亿户。自主品牌智能手机每年出货量近5亿部。Skyworks、Qorvo等化合物半导体企业在中国的销售额均占公司总销售额的60%以上。2013年,中国成立IMT-2020(5G)推进组,力争成为全球5G标准制定的领导者。中国推动的极化码方案(Polar Code)被国际通信标准组织3GPP采纳为5G控制信道编码方案之一。
国内具备一定的化合物半导体制造技术储备和产业基础。
一是高校和研究机构正加速技术的产业化。中科院、北京大学、中电科13所、29所、55所等在化合物半导体领域具备较强实力,依托军工等市场积累了技术和人才,通过技术转化和合作成立了中科晶电、海威华芯等企业。
二是LED芯片与化合物半导体制造流程相似,提供了产业基础。LED是基于化合物半导体的光电器件,在衬底、外延和器件环节具有技术互通性。中国LED芯片产业在全球占据重要地位,产业配套较成熟,可支撑化合物半导体产业发展。国家集成电路产业投资基金已入股LED芯片龙头企业三安光电公司,投资新建化合物半导体生产线,规划产能为36万片/年。
国内GaAs设计企业不断涌现,正积极研发4G产品。国内目前拥有各类手机功率放大器(PA)设计企业近20家,汉天下、紫光展锐、唯捷创芯等企业发展迅速,出货量位列前茅,已经在2G和3G手机PA市场占据重要市场地位。在全球2G市场,汉天下已占据64%的市场份额。在全球3G市场,汉天下占据42%。国内设计企业正在积极研发4G PA产品。紫光展锐的4G PA已于2016年12月通过高通公司的平台认证。汉天下的4G PA已实现5~10家客户量产出货,可实现三模和五模覆盖,月出货量超过100万套。广州智慧微电子公司、深圳国民飞骧科技有限公司、唯捷创芯公司均已在GaAs基4G PA技术上实现突破。我国大陆设计企业目前主要选择在我国台湾稳懋等代工厂制造,随着三安集成公司和海威华芯公司已建成GaAs器件生产线填补我国大陆代工制造空白,未来我国大陆GaAs设计企业将更倾向于委托我国大陆代工厂制造,共同提升在国际市场的竞争力。 中国电子报
5.新一代Tb级处理器为因特网革命推波助澜
Nokia对其最新网络处理器将在持续中的因特网革命发挥之影响力信心满满,并宣示「云端规模路由」(cloud-scale routing)正要展开。
电信设备大厂诺基亚(Nokia)日前发表新一代路由器,采用号称性能可达到2.4 Tb/s的网络处理器,志在掀起下一阶段的因特网革命。
Nokia的最新网络处理器FP4是以16奈米FinFET制程生产,比前一代的FP3前进了两个节点;该公司称FP4为「世界首款数Terabit速率的芯片组」,并表示其性能是其他竞争处理器的六倍,而且功耗还相对较低。
在一场于美国旧金山举行的发表会上,Nokia IP/光纤网络业务部门总经理Basil Alwan对FP4将在持续中的因特网革命发挥之影响力信心满满,并宣示「云端规模路由」(cloud-scale routing)正要展开。
他指出,FP4提供的性能与强化安全性,将实现因特网与云端的进一步转型,包括沉浸式通讯(immersive communications)、物联网(IoT)以及利用人工智能(AI)的各种应用之成长:「这是云端规模路由的基础性创新;FP4符合因特网迈向下一阶段成长的所有需求。 」
Nokia IP/光纤网络业务部门硬件工程/硬件产品管理副总Ken Kutlzer 在发表会上展示该公司新产品
(来源:EE Times)
FP4是Nokia正积极将其优势推向边缘路由、企图在长期由Cisco Systems与Juniper Networks主导的核心路由器市场占有一席之地;FP4内建于Nokia为核心路由打造的Pb (petabit)等级7950可扩展路由系统(Extensible Routing System),该款路由器号称业界容量最大。
市场研究机构ACG Research的执行长暨首席分析师Ray Mata表示,Nokia已经藉由边缘路由的成功赢得网络营运商的信赖──目前该公司在边缘路由设备市场排名第二大供货商──并在关键核心路由设备市场引发一些讨论;在核心路由设备市场,性能与可靠度至关重要:「这为Nokia进军该领域带来机会,也有可能提升其整体市场规模。 」
变化迅速的网通市场
目前是IoT与AI的早期发展阶段,因特网领域面貌变化迅速;现隶属于Nokia旗下的贝尔实验室(Bell Labs)预测,因特网IP流量将在接下来五年成长两倍以上,到2022年达到每月330EB (exabytes,为PB的1,000倍)的规模。
Nokia将网络流量的激增归因于各种服务「永不满足」的需求,包括高分辨率视讯串流以及虚拟现实(VR);该公司预测,到2025年全球将有1,000亿台连网装置。 Nokia没有透露太多FP4的技术细节,计划在第四季将新产品提供给现有客户,而更广泛的供应时程预计在2018年第一季。
Linley Group网通市场首席分析师Bob Wheeler接受EE Times访问时表示,他还未去了解FP4的信息,但表示尽管该芯片的吞吐量数字超越现今商业市场上的所有产品,这并不让人感到意外,因为Nokia在去年收购的Alcatel-Lucent一直致力于将网络处理器ASIC设计推至极限。
「核心路由器采用ASIC已经有好一段时间,而且应该会继续采用;」Wheeler表示:「这是个规模小但价值非常高的市场,我不认为有什么出乎意料之外的讯息。 」
Nokia打造FP4不仅前进了两个制程节点,还自己设计了搭配该处理器的内存以及MAC地址芯片,并采用了2.5D封装技术。 Nokia IP/光纤网络部门技术长Steve Vogelsang表示,FP4不只是性能比上一代组件提升,这款芯片的整个设计都是全新的。
Vogelsang在接受EE Times访问时表示:「我们决定我们真的需要重新架构这个系统──也就是芯片组──从一种端对端基础进行云端规模路由的优化;」他并补充指出,在开发过程中,Nokia考虑了每个方面,以达到性能、功耗与功能的优化。
量产技术的聚合
此外Vogelsang表示,Nokia试图利用主流量产技术来降低解决方案的成本,新产品的16奈米节点制程以及2.5D封装技术都是基于此考虑:「所以现在你会看到那些技术聚合在一起而且变得高度整合,还因为利用量产技术而使得成本降低。 」
他指出,Nokia前一代芯片FP3的成功,让该公司能在下一代芯片上花费更长时间,因为FP3的性能仍然让大多数客户满意;Nokia花了大约六年时间开发FP4,比该公司一般为5~6年的产品升级周期还要长。
「我们也可以选择28奈米或22奈米制程,但我们并未看到这些技术足以达成下一个阶段的功能提升;」Vogelsang表示:「我们的前一代芯片仍然能满足大多数客户需求,因此我们有充裕的时间可以说:好,让我们来做些真正达成下一个阶段功能提升的事情。 我们一直在寻求能为下一件大事带来更高等级的影响。 」
Nokia也没有提供为FP4芯片组设计的「智能内存」细节,Vogelsang指出,该公司在认定系统速度完全取决于内存速度之后,就决定自行开发内存技术:「我们发现,如果你想达到Tb等级的速率,终究还是要看内存。 」
他表示,市场上很少有内存供货商能提供足够的速度,后来他们决定如此重要的技术应该要自己开发,因为将会决定性能:「现在我可以告诉你,该技术让我们拥有非常大的竞争优势。 」
编译:Judith Cheng
(参考原文: Nokia Touts NPU for Internet's Next Chapter,by Dylan McGrath)eettaiwan
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