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新一代消费性和物联网设备的“心脏”：先进IP产品

2017-02-17 22:06:10

全球电子行业历来都不缺少可以令终端消费者和利用行业惊奇的创新。但自21世纪开篇以来，我们已看到了许多颠覆性的创新。例如，像任天堂（Nintendo）于2006年推出的Wii这样的游戏机，和已改变了我们文娱、通讯和工作方式的智能手机。这些创新的驱动力之1是具有多种功能且低功耗、高度集成的系统级芯片（SoC）。另外一个驱动力是诸如USB、SD和MIPI这样的开放标准，它们已改变了许多装备传输和存储信息的方法。

当我们针对那些成功的电子产品，进行SoC剖解并研究其中的开放标准时，我们可以发现IP内核是支持它们的基础组件。特别是领先知识产权（IP）供应商们的全面IP解决方案或完全的IP产品组合，1直在加快改变游戏规则的步伐。固然，IP行业的商业模式也1直在演进，以适应电子和半导体行业中的变化。所以，对1家领先的IP供应商来讲，成功的关键因素是甚么？针对关键市场和新兴市场，IP供应商应如何积极地与各个行业展开合作？让我们来看看Arasan的做法，从而找出在现今和未来取得成功的准则。

在IP领域中确立领先地位

Arasan在半导体IP领域中的领先地位始于在1996年推出的USB IP内核。Arasan是最早为存储技术提供IP产品的厂商之1，这些存储技术包括安全数字（SD）、多媒体卡（MMC）、紧缩闪存（CF）和安全数字输入输出（SDIO）。Arasan支持移动存储的IP内核已被全球领先的半导体公司所采取——2006年推出的任天堂Wii游戏机，在搭载了Arasan的SD和SDIO IP的产品中，是最多见、最成功的产品之1。随着智能手机采取量的增长，其复杂度也在增加。

智能手机变得功能愈来愈多，它将摄像头、Wi-Fi、GPS、蓝牙、存储卡等功能都整合在同1个装备中。Arasan是MIPI标准的初期采取者之1，其MIPI IP产品组合包括DPHY和MPHY IP这样的摹拟组件，它们被利用在许多现今市场上售卖的智能手机中。

Arasan很早就意想到，客户需要1个端到真个解决方案，即包括实现1项标准所需的所有要素——数字、摹拟、软件和硬件——而不是7零8落的IP单元。2007年，Arasan成了少数几家可以提供1整套IP产品的公司之1，提供的全面IP解决方案（The Total IP Solution）包括了IP开发和集成的所有方面。

多年以来，Arasan的IP专业技术已从移动生态系统扩大到了包括诸如汽车、国防、航空电子和工业利用在内的市场，这些领域都要求在极端温度和高可靠性条件下运行。

Arasan积极地与包括MIPI同盟、SD协会和JEDEC固态技术协会等在内的标准制定机构合作来制定标准，并且这方面的专业知识已被深深地植入到了其所提供的所有产品中。密切地参与这些标准的制定，确保了Arasan在了解近期和未来的标准线路图方面可以占据先机。这有助于公司相应地计划产品升级，并且可携最新、最具创新性的产品进入市场。接下来，客户可以相应地作为先行者而从中获益。

Arasan在IP生态系统中的战略火伴可在合规性和互操作性测试方面帮助公司找到产品定义和实现方法。Arasan从1开始就与客户展开合作，来定义他们的市场需求文档（MRD）和构建他们的SoC设计。公司了解其客户的具体要求，并提供IP定制服务来帮助他们实现产品的差异化。

Arasan通过由高水平工程师所组成的支持网络来为其解决方案提供及时支持，这些工程师直接参与了代码的开发，因此掌握了IP标准的详细知识。除标准IP，Arasan也是可提供定制化IP支持的极少数公司之1。

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面向关键利用和新兴利用

快速的技术创新正驱动着半导体行业中的增长。随着技术迅速地模糊了各种移动装备间的界限，移动生态系统不再仅仅限于智能手机和平板电脑了。它横跨覆盖了1切具有移动性的智能化装备，从智能手机、平板电脑、超级本、电动汽车、无人机到新1代的可穿着装备。智能化的、连接到网络的装备日益普及，正在不断地扩大每天所使用的半导体产品的数量，并因此推动着半导体市场向前发展。

智能手机市场

智能手机继续推动着半导体产品市场向前发展。IDC的1份报告揭露，全球手机用半导体产品的销售收入预计将从2014年的840亿美元增长到2019年的1000亿美元。这1增长可以归结于几个因素，例如智能手机实用性和可承受性的提升；下1代移动通讯标准采取量的增长；和为了支持大量新增的功能和特性而使芯片用量与日俱增等。

目前，显现在全球消费者眼前的是1个日趋庞大的、覆盖各种不同价位的智能手机大集合。在新兴国家中，人们对低档（价格低于200美元）和中档（价格高于200美元，低于400美元）智能手机的需求正在稳步上升，这是由于原始装备制造商为中低档价位的产品提供了更多的特性。对高级智能手机（价格高于400美元）的使用也正在大幅增加，这归因于中国的消费者们正在将他们的手机升级至高级机型。

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智能手机的价格带分析（来源：IDC）

另外，在中国和其他新兴国家有序进行的LTE网络的部署，将提升智能手机、网络和传输装备对高性能、高能效半导体器件的需求。

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各代智能手机的比例散布（来源：IDC）

客户们正在要求更大的存储容量和改进的利用体验，诸如数字摄影和视频。随着智能手机快速地成为用户的重要照相机，原始装备制造商们正致力于在智能手机中提供高端数码单反相机（DSLR）摄像头这类先进特性。在过去10年中，实时网络游戏也得到了普及。所有这些任务都对存储容量和处理能力有着巨大的需求。这些不断增加的功能将反过来刺激智能手机中移动半导体产品的增长。

汽车市场

对半导体行业的增长，汽车市场也是1股强劲的驱动力。据IHS的报告揭露，全球汽车用半导体产品市场的范围在2014年到达了290亿美元，实现了10%的同比增长。IC Insights预测，在所有的半导体终端用户市场中，汽车半导体产品将经历最快速的增长，在2014年到2019年期间将实现6.7%的复合年增长率。这类强劲的增长率源于混合动力汽车（HEV）和安全改进型利用日趋增长的趋势。

IHS的报告指出，混合动力汽车中的半导体产品是增长最快的细分市场。环保意识和减排立法正在鼓励用户采取混合动力汽车。这因此也为功率半导体产品的增长提供了巨大的机遇，这些器件需要确保符合性能和功耗的要求。

随着以车内智能、安全性和连接性等特性为目标的复杂电子系统的普及，汽车的半导体产品用量正在快速地增长。这里提供1些左证，根据1份PwC的报告，每辆车的半导体产品本钱有可能从2012年的315美元向上增长，到2017年到达385美元，同时汽车中电子装备的本钱在整体本钱中所占比例将在2017年到达30%以上。

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每辆汽车中半导体产品和车用电子装备本钱的增长趋势（来源：PwC）

对道路交通和乘客安全性的强化宣扬已推动了高级驾驶员辅助系统（ADAS）技术的快速进步。因此，原始装备制造商正在尝试在自己的设计中整合大量的安全性功能，例如行人检测、车道偏离报警、全景视图、碰撞避防、紧急制动等等。

未来，信息文娱也是1种可以为微电子产品带来增长机会的关键趋势。随着世界变得越发移动和互联，用户1定会期望能够方便地接入自己的个人内容，而不管何地、什么时候或采取何种装备。汽车已成了消费者数字化和社交化生活方式的1种延伸，可帮助他们获得天气、交通拥堵或交通事故等信息。

物联网（IoT）

从非常基础的层面来看，物联网是1种技术，用以连接平常装备，并使它们变得智能（通过计算和控制功能），以便于它们可以相互通讯，并以1种可以提高人类生产力、安全性和整体生活质量的方式运行。随着时间的推移，物联网渗透至生活的各个领域，在这些装备中对半导体器件的需求有可能也会迅速增加。对大多数物联网利用而言，不可或缺的半导体器件包括：可准确检测和丈量各种不同特点的传感器，诸如位置、接近、湿度、温度等特点；可处理和分析传感器所捕获数据的微控制器（MCU）和微处理器（MPU）；存储能力；可将数据传输到不同收集点的连接性芯片。

PwC的报告显示，到2020年，物联网装备的安装量有可能到达300亿至500亿套；也就是说，物联网市场的销售收入将到达8.9万亿美元。电子、汽车和医疗保健是增长最快的细分市场，总计占据物联网产品销售收入的50%以上。预计全部半导体市场的范围从2014年到2019年将增加1260亿美元，其中的330亿美元或34%预计将来自于与物联网相干的半导体器件。

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到2020年之前的物联网市场预测（来源：PwC）

无人机市场的潜力

无人机（Drone）或自动驾驶车辆（UAV）市场依然处于起步阶段。虽然消费性/个人无人机1直被允许使用，但管理它们的条例其实不明确且全球也不1致，从而致使1部份消费者不愿意使用它们。为商业目的而使用无人机依然是非法的，在美国只有在得到美国联邦航空管理局（FAA）的豁免批准后才允许飞行。但是，随着无人机装备的成熟，和各个国家针对无人机的使用积极制定法规和标准，预计消费和商用两个领域内的销量将实现奔腾。

ABI Research预测，小型无人驾驶装备市场的范围到2019年将超过84亿美元，其中商用无人机将占主要地位，其销售收入将超过51亿美元。推动商用无人机市场增长的重要因素是商业利用对无人机的需求愈发旺盛。不同行业中的许多企业现在正使用无人机来履行许多不同的任务，从农业、油气、房地产、建筑到旅游等等。执法部门也是另外一个推动商用无人机需求的重要领域。

从功能性的角度来看，无人机中的半导体产品通常由以下模块组成：首先是用于控制无人机的微处理器；其次是用于检测机动性和动作的惯性丈量单元（IMU），它是1个不同微电子器件和传感器的组合；还有用于拍照和录制视频的摄像头芯片。随着新的利用进入市场和无人机技术的延续演进，无人机对半导体产品的需求已蓄势待发。

行动起来！用于移动SoC的IP

Arasan不断优化其产品组合，以满足从移动装备到无人机等愈来愈多的行业对IP产品的需求。诸如SD、SDIO、eMMC和MIPI这样的移动存储和连接标准目前已从智能手机领域逾越到了智能汽车等领域。MIPI是支持低功耗、高速接口需求的事实标准；eMMC和SD卡分别为各种各样的利用提供嵌入式存储和移动存储；以太网音视频桥接（Ethernet AVB）技术用于通过以太网传输音频和其它实时内容，其非常合适于车内信息文娱系统这样的利用。为了满足汽车的高速数据传输要求，Arasan最近发布了CAN FD标准，将汽车电子产品的通讯带宽增加到8Mbps以上。

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