2019年,，在新的全球政經(jīng)大勢之下,，電子半導體產業(yè)長期良好的發(fā)展態(tài)勢似乎平添了一些不確定。盡管各大半導體廠商既有收窄“戰(zhàn)線”,、深耕優(yōu)勢垂直領域,，也有擴大布局、廣泛投入新興市場等不同的應對策略,，但始終離不開探索創(chuàng)新技術這一話題,，并力圖以此突破。據(jù)筆者觀察,，知名廠商富士通半導體正在攜手生態(tài)合作伙伴,、加大布局多個行業(yè)領域，除了傳統(tǒng)優(yōu)勢技術的二次創(chuàng)新,、也持續(xù)推出多款新興應用方案,，展示其厚積薄發(fā)的技術硬實力,！
業(yè)界首創(chuàng)！基于FRAM頻譜特性的真贗驗證方案閃亮登場
自成功量產20年以來,，富士通FRAM的出貨量已經(jīng)超過37億顆,，廣泛應用于工業(yè)水電氣表、物聯(lián)網(wǎng)等基礎領域,，近些年來更是不斷在醫(yī)療,、汽車等行業(yè)斬獲大單。其中,，幾乎標簽化的高讀寫耐久性,、高速寫入以及低功耗的三大“硬核”優(yōu)勢，奠定了富士通FRAM的赫赫威名,。不過,，在延續(xù)“存儲器”這一角色的傳統(tǒng)優(yōu)勢以外，富士通正嘗試將FRAM煥發(fā)新的產品生命,。這次,，則是基于FRAM獨特的頻譜特性！
“不斷研究FRAM的過程中,，富士通發(fā)現(xiàn)FRAM擁有十分獨特的物理頻譜特性,，在啟動時會產生一段模擬的工作噪音信號；而這種噪音信號是無規(guī)律,、難以被模仿復制的,，利用這樣的原理與優(yōu)勢，廠商既可以進行產品的真贗認證,，也可以杜絕授權產品被偽造而流入市場,，從而保障了廠商與消費者雙方的權益?！备皇客娮釉骷?上海)有限公司產品管理部總監(jiān)馮逸新稱,。
現(xiàn)在市面上常見的硬件認證解決方案，大多數(shù)利用加密算法,、專用密鑰等方式進行驗證,，從而判斷產品的真贗。舉個例子,，打印機生產商的商業(yè)模式,，除了銷售打印機主體以外，銷售墨盒這樣的耗材也是重要的營收來源,。為了保證消費者購買到原廠制造的高質量產品,，就需要在墨盒接入打印機時進行真贗的驗證。一般而言,，打印機廠商采用的是嵌入式加密算法,，而這些加密算法往往在推出后1-2年時間內就會被攻破,，造成假冒產品開始流入市場。馮逸新表示：“針對這樣的客戶需求,，富士通開發(fā)了利用FRAM工作噪音來驗證的LSI芯片,，這是業(yè)界首先推出的全新頻譜特性的認證方案！”替代以往的加密算法,，這一無加密算法（頻譜）的真贗驗證解決方案為客戶帶來了兩大優(yōu)勢：一是不會發(fā)生密鑰被盜的情況（因為沒有密鑰）,，以較低成本即可實現(xiàn)安全性,；二是富士通FRAM能產生微弱而復雜的模擬信號（工作噪音）實現(xiàn)期待的值,，具有防止死復制強耐性，因此特別適用于防偽驗證,。
圖1 ：基于FRAM頻譜特性的富士通創(chuàng)新真贗驗證方案
除了打印機這一存量市場,，筆者認為，更多的創(chuàng)新應用,、或者商業(yè)模式也將因這一獨特的真贗驗證方案而得到改變,。比如電子半導體行業(yè)，一些生產電路板的廠商,，可能會把外圍子電路板的生產外包給授權合作方,，那么為了防止外圍子電路板被非授權廠商偽造，利用FRAM獨特的真贗驗證方案就可以解決這個問題,，同時在保護知識產權方面也起到了積極的作用,。可以說,，這一應用的想象空間將會非常廣闊,！
量產才是硬實力，Transphorm布局氮化鎵全功率應用
氮化鎵(GaN)是業(yè)界公認的第三代半導體材料,，相較硅具備許多優(yōu)勢,，例如更高的開關頻率，可在功率轉化效率上達到突破性的改善效果,，特別適合功率,、電源管理這一類廣泛應用。市場調研機構IHS Markit預測,，以GaN和SiC為首的功率半導體市場規(guī)模在2020年將接近10億美元,，其推動力來自混動及電動汽車、電力和光伏逆變器等方面的需求,，并有望在2027年超越100億美元,。盡管龐大的市場機遇引來了一眾大廠的投入，但是GaN-inside產品至今在市面上仍然少有蹤跡,，究其原因,，與廠商的量產能力相關,！
此次展會上，富士通代理品牌Transphorm展示了數(shù)款可量產,、基于GaN HEMT的功率應用解決方案,，成為了觀眾駐足的焦點！Transphorm亞太平洋地區(qū)VP嚴啟南表示：“Transphorm在GaN的研發(fā)投入已超過十年,，相較其他同樣投入GaN的友商,，Transphorm是最早具備量產能力、并有產品投放市場的廠商,。因此Transphorm的GaN產品經(jīng)過多年的市場驗證,，技術不斷成熟，成本逐步降低,，具備了十分優(yōu)越的實用性與可靠性,！”
歸功于氮化鎵的性能優(yōu)勢，Transphorm實現(xiàn)了效率高達99.2%的6kW光伏逆變器解決方案,，以及效率高達99.1%的3.3kW車載充電雙向PFC(功率因數(shù)校正)解決方案,。工作人員介紹，這一款3.3kW車載充電方案是圖騰柱無橋PFC方案,，在一般PFC 97%的效率上再次突破,，由于采用了兩顆高性能Transphorm GaN器件，電路中無須加入橋堆,，相比基于硅器件的同類方案,，整體成本更低、效率更高,。同時,，Transphorm提供一整套成品化的turn-key方案，可以將軟,、硬件一并交付,，幫助客戶極大地縮短開發(fā)時間。例如臺達電子就使用了基于Transphorm GaN器件的車載充電方案,，實際應用中效率大于95%,，屬于業(yè)界一流水平。
圖2：Transphorm推出6kW光伏逆變器方案與3.3kW車載充電雙向PFC方案
除了大功率應用,，Transphorm GaN器件在小功率應用中同樣“大秀肌肉”,。此次展示的65W開關電源評估板，在230VAC滿載的條件下,，效率可達到93%,，且待機功耗小于0.15W，適用于筆記本電腦的充電器、適配器等,。盡管評估板的尺寸為L73 x W43 x H15 mm,，不過工作人員稱，若投入成品生產,，整體的方案尺寸還將進一步縮小,，使得體積十分小巧、便于攜帶,；且得益于Transphorm GaN的高能效,，這一方案的功率密度大幅度提升，而無需擔心以往的散熱問題,。不僅如此,，為了滿足更多的市場需求，這一方案還將支持PD等充電協(xié)議,，可自動調節(jié)5V,、9V、12V,、15V、20V等多個等級的電流與輸出功率,，實現(xiàn)一個充電器即可滿足手機,、筆記本電腦、藍牙音箱等大多數(shù)移動設備的充電需求,，為消費者帶來了最顯而易見的便利,。
圖3：高能效、靈活應用的65W開關電源評估板
嚴啟南稱：“綜合來看,，氮化鎵從以往高壓,、大功率的工業(yè)級行業(yè)應用，正在不斷滲透到低壓,、小功率的消費級應用市場,，這與工藝提高、成本降低有直接的關聯(lián),。Transphorm已有的優(yōu)勢,，借助與富士通的深度合作，將在中國市場尋求更大的突破,?！?/p>
裸眼3D新潮流，一張貼膜能搞定,！
目前,，裸眼3D這一全新的技術正在掀起一場全行業(yè)范圍的視覺變革，例如裸眼3D廣告就是商業(yè)領域正在探索與創(chuàng)新的方向之一，其無需佩戴輔助設備即可讓人眼感受逼真的3D效果,，逐漸被電子產品,、廣告、示范教學,、展覽展示等應用所看好與追捧,。據(jù)市場調研機構賽諾市場咨詢發(fā)布的《裸眼3D發(fā)展趨勢分析報告》，到2021年全球3D顯示器出貨量將達到2.8億臺,，市場規(guī)模也將增長至830億美元,。
事實上，富士通聯(lián)手合作伙伴3D Global,，已在這一領域中投入布局,、并搶占先機。據(jù)了解,，3D Global展出的創(chuàng)新裸眼3D解決方案,，僅需在屏幕表面貼上一張定制的光學三維濾光片，再連接一臺普通的PC電腦,、打開3D視頻資源,，即可實現(xiàn)高質量的裸眼3D視覺體驗。當然,，這一層特殊的三維濾光片需要與屏幕廠商共同合作,，在出廠前完成安裝調試、即可銷往市場,。一般而言,，裸眼3D顯示主要有光屏障式和柱狀透鏡這兩項技術，但各有優(yōu)缺點,。3D Global的裸眼3D方案則將兩者的優(yōu)點結合,，使用獨創(chuàng)的“Lenticular Lenses + very thin parallax barrier”組合技術，讓觀眾減少視覺疲勞,，獲得具有深度的3D立體感知,、使得畫面呈現(xiàn)更逼真的效果，同時對光線幾乎沒有影響,。
圖4：富士通聯(lián)手3D Global展示創(chuàng)新的裸眼3D顯示技術
誠然,，裸眼3D顯示的市場推進除了硬件方案的創(chuàng)新，也需要不斷豐富的3D視頻資源來支撐,。對此,，富士通可以提供專門用于制作3D視頻的軟件工具給客戶了解學習，從而節(jié)省產品的研發(fā)時間,。
座艙視覺next big thing,，虛擬儀表融合趨勢凸顯,！
回顧汽車發(fā)展歷史，汽車儀表顯示從以往的機械式,，已過渡為當下的電子式虛擬儀表,，下一步則將融合多個顯示界面、趨于統(tǒng)一化,，因此對性能,、可靠性等要求愈發(fā)嚴苛。過去幾年,，富士通代理品牌索喜科技基于ARM雙核Cortex-A9的Triton C芯片為核心的3D全虛擬儀表解決方案已經(jīng)出貨數(shù)十萬套,，成功應用在比亞迪以及部分日系、德系車型上,。經(jīng)過多年的市場驗證,，索喜科技繼而推出全新升級的第四代高性能車載SoC--“Miranda”。工作人員向筆者介紹：“采用ARM Cotex-A9 Quad core 1GHz 單芯片CPU,、PowerVR S8XE 3D GPU,，并帶有專為ADAS應用準備的VPU及H.264視頻編解碼功能，Miranda可支持高清4路1080P行車記錄儀的性能需求,，且功耗較低,，因此特別適合車載SoC的使用場景?！被谶@一款SoC,，系統(tǒng)設計者可輕松打造高清全液晶儀表，高清360°全景成像和ADAS輔助系統(tǒng)的三合一解決方案,！
圖5：基于Miranda打造的汽車虛擬儀表三合一解決方案
除了出色的硬件，這款汽車虛擬儀表方案也基于CGI STUDIO這一開源HMI軟件設計工具實現(xiàn)定制化的系統(tǒng)軟件服務,。CGI STUDIO平臺在汽車和嵌入式領域擁有很高的知名度和認可度,，并具備不受硬件條件限制、軟件拓展性強等優(yōu)勢,，并通過車規(guī)級認證,。據(jù)悉，CGI STUDIO平臺提供獨立的2D/3D引擎,，分別用于制作各類2D和3D場景,，且適配 Windows環(huán)境和嵌入系統(tǒng)環(huán)境的通用接口。設計者可以快速將計算機上制作的設計直接使用于嵌入系統(tǒng)環(huán)境,，從而最大限度地降低圖像設計師與嵌入設計師之間的返工,，加速產品上市時間！
后記
富士通電子亞太區(qū)產品管理部總經(jīng)理王鈺在以往公開采訪中表示,，富士通正在加快元器件代理商的轉變,，并積極開拓新的產品線以完善目前的元器件產品結構。面對不斷增長的氮化鎵功率、車載電子,、裸眼3D等新興市場與創(chuàng)新應用,，富士通在增強自主研發(fā)實力之外，正以獨家代理,、分銷,、共同研發(fā)等合作方式擴大自身的產業(yè)鏈生態(tài)與市場影響力，在筆者看來,，這正是富士通獨特的“破局之道”,！