隨著新能源車和雙碳概念的走熱,使IGBT和第三代半導體成為了市場聚焦的風口。作為功率及汽車市場的絕對領軍者,英飛凌始終站在浪尖之上。但實際上作為歐洲最大的半導體供應商之一,英飛凌不只是關注電氣化的未來,同時也關注數字化的未來。
“讓生活更加安全、便利和環保”是英飛凌的使命,而作為半導體公司,實現這一使命的重要途徑是“成為連接現實世界與數字世界的橋梁”,在這一征途中,英飛凌的集成電路產品將發揮著重要價值。
在2021年剛剛舉辦的Infineon Capital Markets Day上,英飛凌首次以“電氣化”和“數字化”為主題,將相關業務融合至世界發展的兩大主題分別予以介紹。如果說“電氣化”的核心思想是改善人與自然的相處模式,通過英飛凌高效的功率器件為包括電動汽車、新能源、IT基礎設施實現節能減排,那么“數字化”則更關注人類社會的福祉,包括工作及生活效率、舒適度以及更多創新性。英飛凌則是將“數字化”具體落實在了“物聯網”技術上,涵蓋從消費到工業再到汽車的整體覆蓋。
如圖所示,對比2018年的IFX DAY,如今英飛凌有了更明確的兩條腿走路的產品業務線定位。
英飛凌的物聯網愿景
在物聯網市場,英飛凌從未缺席。這家源自工業4.0革命起源地的德國公司,一直在為工業、汽車以及消費等市場提供物聯網核心技術,通過其感知、計算、執行、連接和安全等方面的產品滿足客戶所需。
但是正如英飛凌科技大中華區安全互聯系統事業部市場與業務合作總監南錚所說,“如今英飛凌物聯網市場的版圖更加完整,這主要是因為完整了對于賽普拉斯的業務線的整合工作。”
2019年,英飛凌宣布以101億美元收購賽普拉斯(Cypress)。說起這次收購,就不得不提到這位關鍵人物——英飛凌現任CEO Reinhard Ploss博士。作為慕尼黑理工大學的高材生,1986年30歲的Ploss加入西門子,在慕尼黑擔任芯片制造工藝工程師。1993年成為西門子奧地利Villach芯片廠技術主管(2021年總投資16億歐元的全新300mm晶圓廠已經落成并開始逐步進入量產期)。此后Ploss一直負責功率及汽車相關業務,經歷過英飛凌從西門子的剝離,也經歷了公司業務的數次改組起伏。
由于對英飛凌業務的深入理解,2012年Ploss正式擔任英飛凌CEO之后,便提出了四大核心競爭力,包括:提供杰出的性價比產品、通過內部生產制造打造差異化、深度理解系統及應用以及關注亞洲市場。
在Ploss擔任CEO的近10年來(同時也是英飛凌歷史上最久的一位CEO),完成了英飛凌歷史上兩次重大收購。一次是收購IR,從而穩固了英飛凌在功率器件市場的主導地位。另外一次則是收購賽普拉斯,使英飛凌可以在物聯網市場提供更全面的系統級解決方案。如果再算上沒有收購成功的Wolfspeed,以及一些小型化收購,英飛凌近十年來的業務擴張非常明顯。數次激進的收購對于傳統的德國企業來說實屬難得,要知道此前英飛凌絕大部分業務改組都是出售產品線,包括存儲器、無線以及有線業務等。
尤其是對于賽普拉斯的收購,完美體現出英飛凌從產品到系統的戰略部署,而為了便于理解這一戰略,英飛凌將其簡稱為P2S。
南錚介紹道,英飛凌的P2S戰略,是英飛凌長期以來所堅持的策略。指在既有的產品開發模式的基礎上強化對應用系統的理解,從而能夠更好地、全面、深刻理解客戶的需求。帶著這種對客戶需求的理解,再回歸到產品開發上,才能保證更為有效和迅捷的開發,以便服務于用戶。同時在內部組織架構上也逐步建立和加強了專門負責應用和系統的團隊,可以更好地服務于市場。
而面向不同類型的客戶,英飛凌都有不同的創新策略,比如針對諸如大型汽車Tier1客戶,英飛凌通過親密深度的合作關系,為客戶提供差異化的產品甚至是依靠定制化芯片來完成客戶需求,而對于一般消費類物聯網客戶,自身研發能力較弱,并且產品上市時間受限,英飛凌則通過整體解決方案的形式,來助力客戶實現差異化競爭優勢。無論哪種形式,客戶都需要前沿創新的、高性價比、高擴展性以及簡便的產品及方案,最終依靠的還是對于系統及產品的理解力。
如圖所示,在Ploss于2012年提出P2S策略之前,英飛凌就開始進行系統級整合。而如今的英飛凌,正處在成為解決方案供應商的4.0時代。通過收購賽普拉斯,英飛凌可以更好地完成從系統到解決方案的升級。圖表中的營收增長,也足以說明英飛凌P2S策略的成功。在Ploss擔任CEO的十年間,英飛凌的市場銷售額從39億歐元上升至2021財年的110.6億歐元。
你從來不用懷疑德國人的辦事效率,2019年6月宣布收購,2020年4月就宣布正式完成,而2021年2月,公司又宣布任命Constanze Hufenbecher 擔任首席數字轉型官,這一新設立的職位將有助于對于賽普拉斯的整合。
而這些合并成果,在2020財年中就已體現:英飛凌的某家汽車合作伙伴就成功選用了賽普拉斯的NOR Flash;某家家電公司同時選擇了賽普拉斯的PSoC處理器以及英飛凌的智能功率器件作為其系統級解決方案;某個無線充電供應商選擇了英飛凌的MOSFET、驅動以及安全芯片之后,也選擇了賽普拉斯的USB和藍牙產品。
合并之后,英飛凌對于物聯網市場給予了更多厚望,作為數字化目標的具體體現,物聯網將是驅動英飛凌未來成長的最重要因素之一。根據mordorintelligence預計,2026年,物聯網市場總容量將達到1.4 萬億美元的規模,年平均成長率為10.5%,這一數字足以給英飛凌及其客戶以信心。
在英飛凌看來,包括IIoT、智能手機和消費、計算及通信以及ADAS應用,都是屬于物聯網的范疇,這些領域的銷售占比也將逐年增高。
“英”領物聯——全面了解英飛凌物聯網布局
而正如Ploss所說,“當我們考慮物聯網時,一個關鍵因素是這項技術不只依靠一種產品,而是多種產品組合在一起而創造的。”
那么現在,在被Ploss給予厚望的物聯網技術上,英飛凌到底儲備了哪些產品與技術?哪些可以幫助英飛凌完成成為“方案供應商”的轉型?日前英飛凌舉辦了“英”領物聯的媒體發布會,英飛凌各大事業部的高級總監分別結合所在部門產品與方案,介紹了英飛凌在物聯網市場當中的機會。
物聯網完整的體現出英飛凌“作為連接現實世界與數字世界的橋梁”這一愿景。正如南錚所說,物聯網由五大硬件元素組成的,包括感知、計算、執行、連接和安全,而英飛凌在這其中都可以扮演著重要角色。
以一個小小的智能手表為例,就可以充分體現出英飛凌針對物聯網領域的產品及方案。如圖所示,英飛凌的產品可覆蓋包括處理、無線連接及信號鏈、HMI、無線充電、存儲、安全、設備保護和傳感器在內的所有產品。
感知——現實敲響數字世界的大門
傳感器是現實世界與數字世界之間直接溝通的紐帶,通過感知,才能使機器認識并改造現實世界。英飛凌的傳感器組合可以和人類的五官一樣,比如毫米波雷達和3D ToF攝像頭代表眼睛、MEMS麥克風代表耳朵、二氧化碳傳感器代表鼻子、壓力傳感器代表皮膚。
英飛凌擁有超過40年歷史的傳感器開發積累。過去 10 年來,其傳感器出貨量已超過200億組。英飛凌統一將傳感器產品命名為XENSIV,這也代表著英飛凌廣泛的產品組合。
英飛凌的各項傳感器技術都可圈可點。比如在車用毫米波雷達(24GHz 77GHz)市場,英飛凌市場份額為53.3%,遠高于競爭對手。而在硅MEMS麥克風市場,英飛凌也長期保持市場排名第一。
在產品創新方面,比如英飛凌最新推出基于高靈敏度 MEMS 麥克風的光聲光譜(PAS)原理的二氧化碳傳感器。作為系統級解決方案的典型代表,該產品充分結合了英飛凌的多項產品組合,將二氧化碳傳感器光聲(PAS)換能器(探測器、紅外光源和濾光片)集成在一塊PCB上,另外還有用于信號處理和算法的微控制器,以及用于驅動紅外光源的MOSFET芯片。集成微控制器運行ppm計算,以及高級補償和配置算法。英飛凌科技大中華區電源與傳感系統事業部高級市場總監廖明頌介紹道,該方案在尺寸和成本方面均優于一流的NDIR傳感器,比現有方案的尺寸縮小了4倍,重量減輕了3倍,可以給客戶節省75%以上的空間。同時,它所采用的SMD 封裝符合大批量制造標準,從而可以實現高成本效益、快速組裝和系統集成。通過種種舉措,解決了二氧化碳傳感器由于尺寸、性能和成本方面的限制而難以進一步推廣——盡管如今由于新冠疫情、空氣污染等問題影響,對于該類傳感器的需求暴漲。
也正是由于英飛凌具有多種傳感器組合,可以一站式為客戶提供更全面的系統級傳感器融合方案。廖明頌舉例道,比如針對智能樓宇系統,可以同時選擇英飛凌的麥克風和氣壓傳感器作為報警系統模塊,二氧化碳傳感器作為空氣檢測模塊而采用毫米波雷達作為入口計數器和存在檢測。
另外,隨著汽車與消費市場的融合,不單是消費類的技術遷移至汽車中(比如USB、藍牙、WiFi),很多車用市場的技術也逐步向消費端遷移。正如毫米波雷達,此前說得最多的就是ADAS應用。而當毫米波雷達從77GHz變化到60GHz,就可以為工業甚至消費領域增添無限創意。比如清雷基于英飛凌毫米波雷達,開發出的貝加安智慧康養生命支持系統以及生命體征監測方案。而就此款睡眠監測設備而言,其在毫米波雷達監測的基礎上還加成了AI輔助診療功能,不僅系統收集用戶的日常醫療健康數據,還能夠為各類慢病的早期預測、診斷初篩、長期跟蹤和規范性治療提供支持。
執行——數字世界的賦能者
執行來自數字世界,而驅動數字世界的核心就是電源管理,這既包括對設備進行供電管理,也包括為機器運轉的馬達供能,這也是賦能數字世界,并反饋至現實世界的最主要途徑。
英飛凌在功率領域的地位無人撼動,涵蓋從微安級到兆瓦級的應用,產品種類則包括高度可靠的IGBT、功率 MOSFET、氮化鎵增強型 HEMT、功率分立式元件、保護開關、硅驅動器、氮化鎵驅動器、IGBT 模塊、智能功率模塊(IPM)、線性調節器、電機控制解決方案、LED 驅動器以及各種交流-直流、直流-交流和數字功率轉換。
廖明頌特別強調了英飛凌在寬禁帶半導體的布局,和其他公司只押注一款不同,英飛凌同時擁有氮化鎵和碳化硅兩方面技術。1992年,英飛凌就開始進行碳化硅的相關研究工作,并于2001年推出業界首個商用化碳化硅產品。而對于氮化鎵來說,IR也是歷經5年研發,于2008年推出GaN功率器件技術平臺。
此外,英飛凌結合自身在功率、傳感及控制方面的優勢,推出了多種高集成度的產品,比如集成驅動、MOSFET及電流傳感器的NovalithIC智能半橋,集成MCU、電源、接口、驅動及安全功能的嵌入式電源芯片等。而針對SiC技術,英飛凌也推出了多款EasyPACK、EasyDUAL和62mm CoolSiC功率模塊,從而更方便系統級客戶的直接采用。
計算——數字世界的核心
作為物聯網的核心,計算和處理是整個物聯網的大腦,數字世界必須對現實世界的數據進行高效及時的處理。
英飛凌科技大中華區安全互聯系統事業部市場經理彭濤表示,數據的處理和計算架構正在發生變化,由于寬帶及存儲成本、延遲與功耗以及隱私保護等帶來的新要求,大數據處理正在從云計算為中心的集中式處理時代跨越到以萬物互聯為核心的邊緣計算時代。
根據英飛凌合并賽普拉斯時候給出的數據顯示,通過收購賽普拉斯,使得英飛凌成為全球排名第四的32位MCU微控制器廠商。
針對微控制器,英飛凌提供廣泛的產品組合,包括32位Arm微控制器、32位TriCore微控制器等,涵蓋消費、工業和汽車類產品。彭濤將英飛凌物聯網MCU的核心特點概括為“連接、計算和創建”。
對于計算,彭濤強調,其中采用32位Arm的PSoC4、PSoC6以及下一代MCU將是消費類市場和物聯網的主力產品,他透露道,下一代PSoC將圍繞安全的Cortex-M33內核,Cortex-M55,以及集成NPU功能的Ethos-U55進行開發,將同時具有多核、低功耗、高性能、邊緣ML/AI、連接、MCU加密以及豐富的HMI等特性。
實際上異構的PSoC 6功能就已經非常強大,其中Cortex M4的內核可以處理傳感信息提取、計算、數據傳輸、無線連接和圖形顯示等功能,而Cortex M0+內核可以負責輸入輸出、控制電容觸摸、藍牙低功耗控制,安全和其它通信控制功能等。而通過集成藍牙低功耗和CapSense觸摸技術,PSoC可以實現更好的連接及交互功能,十分適合如今非常流行的“全屋智能”智能家居解決方案。
彭濤以智能門鎖為例,一顆PSoC6就可以替換掉此前的四顆MCU,同時實現了指紋識別匹配、實時時鐘、電容觸摸、藍牙低功耗傳輸、語音等功能,并且還可以結合英飛凌的Wi-Fi產品,從而更好地實現連接功能。
而對于創建也就是開發而言,英飛凌提供了ModusToolBox跨平臺軟件開發工具,除了和其它公司集成開發環境一樣,提供工程的創建、編輯、編譯、調試、燒寫等功能,同時也還集成了實時操作系統、硬件外設驅動、無線連接的驅動庫和眾多的中間件。作為賽普拉斯引以為傲的產品之一,ModusToolBox如今已經可以支持英飛凌的MCU,比如XMC4000等。彭濤表示,物聯網設備統一的開發平臺非常重要,物聯網設備除了MCU開發之外,還會遇到包括MPU、APU、Wi-Fi和藍牙等開發工作,通過統一平臺,可以使工程師更易上手。
除此之外,英飛凌還提供了MCU、Wi-Fi和藍牙的預認證模塊方案,省去認證步驟,用戶可以實現無線產品即插即用的產品體驗。同時也提供了微控制器+無線連接+安全多合一的開發評估套件。
連接——數字世界彼此溝通的紐帶
在物聯網領域,數字世界彼此之間需要連接,這既包括有線技術,同時也包括更加可靠便捷的無線技術。英飛凌提供了包括eSIM安全蜂窩連接、Wi-Fi、藍牙、各種Combo以及即將到來的Matter等標準,同時還支持有線類USB及USB-C的產品。其中無線產品累計銷量突破十億,USB相關產品自2008年至今累計出貨也超過了10億顆。
英飛凌科技大中華區安全互聯系統事業部市場經理賈智勇介紹道,英飛凌今年針對無線技術推出了全新品牌AIROC,該品牌結合了空氣(AIR)和巖石(ROCK)兩個詞,意思則是希望提供堅如磐石的無線連接技術。AIROC產品組合非常豐富,包括了Wi-Fi和藍牙的Combo、藍牙與藍牙低功耗的雙模藍牙、單Wi-Fi、車用產品以及Wi-Fi SoC等。值得強調的是,今年AIROC系列推出了Wi-Fi 6(E)和藍牙5.2的Combo產品,作為下一代Wi-Fi技術,WiFi6將全面支持包括消費、工業及汽車在內的多種物聯網應用場景。
談到英飛凌無線技術的差異化時,除了豐富的產品組合之外,AIROC還具有高可靠性、穩定性、高性能等特性。賈智勇表示,由于采用特殊的Wi-Fi與藍牙共存算法,實現產品更少的丟包率及更高的帶寬。
針對全面的解決方案,賈智勇則強調了英飛凌無線產品及模塊的易用性。通過提前經過包括FCC和CE等機構的認證,用戶可以直接拿產品進行方案開發,從而降低認證所帶來的出貨風險。
而對于開發方面,除了ModusToolBox統一開發平臺之外,英飛凌還提供了Cirrent軟件和云服務軟件,可以用于無線連接的診斷和統計以及賬戶管理,包括了云端的客戶端以及手機APP等。
安全——數字世界的基石
安全是整個物聯網運轉的最基礎保障,任何從汽車到消費以及工業相關的應用,融入物聯網技術之前首先要保證的就是安全問題。根據2020年國家互聯網應急中心運營的CNVD漏洞平臺(國家信息安全漏洞共享平臺)報告顯示,新增收錄的通用聯網智能設備漏洞數量達3047個,同比增長28%。隨著物聯網設備被廣泛應用于各個行業,安全已經成為物聯網發展過程中不容忽視的話題
作為安全芯片領域排名首位的供應商,英飛凌提供了包括定制的安全方案、非接觸式技術和嵌入式控制在內的全面解決方案,涵蓋了硬件、軟件和器件。
英飛凌科技大中華區安全互聯系統事業部市場經理成皓介紹道,信息安全三要素包括了保密性、完整性和真實性。英飛凌提供的安全芯片,相比軟件或者MCU的TEE來說,可以實現更高等級的安全加密,包括強大的物理側攻擊。而隨著物聯網對于安全的要求不斷提高,英飛凌針對物聯網市場也推出了一款達到CC EAL 6+認證產品——OPTIGA Trust M,要知道此前只有金融IC卡需要達到這一等級。隨著物聯網從消費領域滲透到工業領域,對安全的需求也是節節攀升,金融級的安全方案應用場景很可能會涉及諸多工業應用領域。
對于廣闊的物聯網應用來說,很多客戶缺乏足夠的安全系統設計能力,英飛凌從不同角度加速安全落地。成皓具體表示,首先是產品設計得非常簡單,用戶可以很容易將它集成至系統中。其次,則是有廣泛的代理商資源,支持客戶進行軟件端集成。第三,是簡化軟件代碼,客戶只需要在主控端集成一段現有的代碼即可。第四,則是從產品生產流程方面進行簡化。英飛凌相關認證工作在芯片制造過程中就已經預燒錄,客戶無需負擔專門的安全產線。
2020年,英飛凌與阿里云聯合發布安全芯片,利用英飛凌的燒錄技術,支持阿里云Link ID2物聯網設備身份認證方案,從而賦能接入阿里云的物聯網安全特性。
與中國交個朋友
“中國現在已經成為全球物聯網產業創新的前沿基地。”南錚說道。中國既擁有廣泛的創新型物聯網小企業,同時也有諸多大型公司進入物聯網市場,中國既是全球物聯網消費的重要區域,同時也是物聯網設備生產的重要區域。因此這樣一個復雜且龐大的物聯網市場,值得英飛凌深入關注。
而近年來,英飛凌一直加速在華布局,助力中國市場在電氣化及數字化兩方面的進展。2018年,英飛凌成立大中華區,作為獨立區域運營;同年,英飛凌科技攜手上汽集團在華成立功率半導體合資企業;2019年11月,英飛凌大中華區新總部正式入駐上海張江人工智能島;2020年進博會上,英飛凌宣布增加在華投資,擴大無錫工廠規模;2021年,英飛凌在深圳成立了英飛凌大中華區智能應用中心,聚焦于工業級智能設備、智能家居、智能汽車和物聯網等應用。“最重要的是通過英飛凌對于系統的理解,可以幫助本土客戶加速智能應用的創新和場景的落地。”南錚表示。
實際上,英飛凌近年來一直聯合上下游合作伙伴共建生態圈,從最早的汽車電子生態圈,到家電生態圈、電源與傳感社區以及廣泛的大中華區生態圈。
傳統上認為,德國人是椰子,雖然不易接近,但只要成了朋友,就跟你好得一塌糊涂。如今的英飛凌,為了實現數字化的未來,為了解決物聯網領域的五大痛點,已經不只是等著工程師來交朋友,而是正在主動出擊,參與到全球物聯網建設的洪流中。
責任編輯:haq
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原文標題:從P2S到數字化,英飛凌物聯網策略詳解
文章出處:【微信號:電子工程世界,微信公眾號:電子工程世界】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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