一年一度的飞思卡尔技术论坛(Freescale Technology Forum;FTF)日前于中国深圳圆满落幕。此次论坛主轴以Design Intelligence为核心,在汽车电子、工业控制、无线通信、消费电子、网络传输五大领域推出并发表多项技术内容成果。这次展会一定程度地代表半导体整合制造大厂在市场、技术和应用具体而微的发展轮廓,值得分析关注。
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FTF深圳会场一隅。(Source:HDC) BigPic:600x465 |
从全球布局来看,半导体产业重心逐渐往亚太地区移动,亚太地区是全球半导体市场成长最快速的地区,预估2006年到2010年的年复合成长率将达到10.1%,其中中国9.5%,印度则为8%。加上亚太地区消费能力不容小觑的中间阶层正在高速成长,其中渴望新科技应用的年轻新兴消费族群将占大多数,半导体大厂正高度寄望期待这块潜力无穷的庞大市场能带动产业发展。
FTF深入浅出地接橥了未来半导体产业的发展轮廓:以往高速成长的态势已经趋缓,无所不在的联网环境以及消费电子领域,已成为半导体产业成长的主要驱动力;系统级设计重要性越来越高,却也越来越复杂;遵照差异化设计比摩尔定律更能提高处理器效能。最重要的是,半导体电子产业必须顺应节能与降低系统设计功耗的革新潮流,才能具备永续经营的市场竞争力。
基本上,Freescale不仅在45奈米制程技术已准备就绪,并且与IBM和通用平台(Common Platform)技术合作伙伴特许半导体(Chartered Semiconductor),在32奈米半导体制程及封装技术上达成协议,合作开发以图形处理LSI为主的Bulk CMOS制程,以及绝缘层上覆硅SOI(Silicon on Insulator SOI)技术,并导入高介电high-k闸极技术、应变硅(Strained-Si)技术、AirGap等low-k技术以及第2代湿浸曝光技术等。
不过Freescale 的CEO Michel Mayer以及高阶副总裁兼CTO Lisa T. Su博士均不讳言,全球半导体产业即将迈入大规模重组阶段,半导体市场中看似有许多竞争者,未来却不会有太多的公司依然存在。芯片价格的激烈竞争以及昂贵的研发成本,使得芯片厂商的利润受到挑战。
所以在整合制造芯片初期,半导体整合制造大厂必须从系统设计角度,具体了解韧体与接口周边的系统架构,将市场需求与系统设计整合于芯片制程当中,以满足客户的系统级需求(System Level Requirements),藉此降低整体成本、尺寸、功耗,提高效能、改善设计质量、缩短开发费用、并加速上市时程(Time to Market)。
是故,FTF对于未来贯穿所有应用电子领域技术的立场,认为重点在于整合多核心处理器、无线通信以及网络链接解决方案的嵌入式控制系统设计架构。结合MCU/MPU、传感器及模拟控制器的嵌入式控制系统,将会超越目前以PC或是消费电子产品驱动半导体产业的现况。嵌入式控制系统结合无所不在的网络通讯解决方案,取代孤立的机电系统,成为下一世代半导体产业的主要发展重点。高效能链接(The Net Effect)、朝向绿色环保(Going Green)、扩展银发生活应用(Silver Living)这三大领域,则会是半导体芯片解决方案的主要发展项目。
深入来看,未来嵌入式处理器、数字信号处理器(DSPs)、多核心平台的网络处理器和多媒体应用处理器的芯片产品,应用领域将会越来越广。特别是在工业控制部分,分布式的智能系统、实时的链接机制、车体自动化电子控制、声控和面部辨识、以及无线机械链接控制等,会是未来半导体产业脱胎换骨的重要发展领域。
提高多核心处理器效能,自然是嵌入式控制系统架构的核心关键,在强调高速密集运算的应用环境,多核心架构势必成为主流。为因应22奈米以下制程能否按照摩尔定律发展的不确定性,让多核心处理器平均发挥最佳效能,也是半导体整合制造产业另辟蹊径的良方。成熟的多核心系统设计发展环境,必须搭配软件架构、除错诊断分析骨架和混合验证的虚拟量测环境。多核心处理器应用的复杂度与弹性化的设计架构,使得可扩充性结合软件为基础的功能变得非常重要。目前在技术上所要面临的挑战,便是如何简化数百万条程序代码在可编程以及除错的复杂过程,并且以既有的内核为主轴,顺应多元整合的多核心处理器架构,才能确保熟悉的设计经验得以延续。
FTF宣示以整合多核心处理器、无线通信以及网络链接解决方案的嵌入式控制系统设计架构,作为半导体产业永续发展的最佳方案,轮廓业已成形。未来发展究竟如何,且让我们拭目以待。