传感器是未来世界的核心(下)

2019-12-24 22:55:06 浏览数 (1)

前言:物联网时代,大量的定制需求将使传感器有更多的价值体现

从上游传感器角度看,有哪些领域的物联网会先起来?

  物联网这个市场非常有意思,一方面到今天为止没有看到我们以传统消费电子产品眼光来看的所谓的Killer Product,杀手级产品。另一方面物联网的确是完全遍布在我们周围,是一个非常广的市场。个人认为我们很难在物联网上看到一个像手机这样所谓的杀手级产品,但是物联网有很多应用已经是悄然的在起来。

  举个很简单的例子,马路上摄像头,不是一个传统的消费类产品,但你如果去看这个产业在过去5—8年的发展,它实际上已经拉动了好几个公司变成很大的公司了,包括硬件公司、算法公司,你如果去看人工智能的几个独角兽公司,它基本上都和这个市场的发展紧密相关。

所以我认为我们看物联网市场肯定要撇开我们过去看消费类市场这个观念再看这个事情。

  第一,物联网市场范围很广,可能会需要很多的定制,而不仅仅是通用产品。大量的定制需求,这将使传感器有更多的价值体现。

  第二,物联网市场我感觉就是像互联网 的概念落地。物联网分两类,一个工业物联网,一个消费类,我们过去讲的比较多的是工业物联网的,实际上在中国消费物联网会有更加快速的发展。

消费类物联网可能不单单指智能家居,例如我刚才讲的快递小哥、pos机也是属于消费物联网的概念,还有我们讲有一些农业的领域,做食品可追溯等,也是消费物联网的概念。它还是蛮广的,哪怕你今天讲的扫地机器人,我们现在只是看到机器人走来走去,它产生这么多数据最后会不会产生它的价值呢?它的价值在哪里可以体现?如果能体现又是物联网一个点。

  我们讲农业物联网,那些动物、牲畜、牛,猪、鸡怎么管理,这是一个角度。另外一个角度是要到我们每个人的食品链上去的,在这个当中怎么能够溯源或者保证食品的状况,猪的生长周期、生活状况有没有生病,平时运动情况,如果有一个动物可穿戴设备,同样提供很多的数据反映这些食品的状况,不单单是安全,也包括这些食品是不是更加健康。

  而这些数据一旦进入以区块链为基础的这样一个物联网,当然我们就可以从这些数据当中截取出很多的不同信息了。

  回到工业物联网,欧美日的工业物联网可能讲垂直体系,我们的工业物联网更加侧重水平体系,不同的设备之间互相怎么样互联,数据的传输等等,我想这是两个不同的维度在描述。

物联网发展的重要前提是5G基础

  当然毫无疑问5G是个很大的基础,因为物联网的根本就是数据。我们讲的整个社会的发展,从煤开始到石油到电力,最后到数据,数据流动的平台就是5G,如果没有5G数据流不通。如果没有畅通的流动数据,物联网的价值就大打折扣了,我想这是一个根本的、基础性的东西。

关于光学传感器

  过去由于技术的限制,实际上发展比较慢的,做的公司也不多。但随着消费类电子产品的爆发,对这类传感器的拉动非常大,奥地利半导体微电子AMS是很好的例子,它从一个过去纯粹半导体代工企业转型做光学传感器的IDM公司,从15年、10年前一两亿美金销售额,到现在差不多十几亿美金了。最近又收购了欧司朗,非常凶猛的发展。

  拉动它的主要应用就是手机上面的光学传感器,包括现在的面部识别等。结合人工智能,面部识别的应用又会有长足的发展,远远超过消费类市场。

  面部识别的一个特征,就像指纹识别一样,还是近距离的。不同的光学传感器可以覆盖中距离,和远距离,如汽车领域上面激光雷达等等,本质上都是光学测距的不同应用。

如何看待全球MEMS龙头都是以IDM模式运营,MEMS代工企业成长机会在哪里?

  坦率讲MEMS公司是不是IDM,这是个伪命题,看整个半导体发展阶段,一开始大家都是IDM,为什么会发展成Foundry?实际上很简单,因为工厂的投资太大了,这个投入不但是硬件投入,还包括研发投入,这个投入之大,单靠这一个公司产品的量和产值不足以分摊,所以有产生了Foundry这个商业形式,Foundry只负责制造的产能投入跟制造产能技术的研发,就像今天台积电,台积电现在占整个Foundry市场60%,差不多已经做到400多亿美金的销售额。

  很好的一个例子就是AMD。AMD曾经也是IDM,它跟英特尔在CPU上竞争几十年,一直也不是太好。7-8年前它把Fab卖掉了,(这些工厂也就是了今天的Global foundries的前身),AMD变成设计公司,它现在绑在台积电上面,台积电5纳米的生产使得它的CPU一下子有很快的提升,现在某些领域的程度已经跟英特尔可以分庭抗争,原来是不可想象的。

  MEMS企业也一样,你如果看全球的前30家基本上都是IDM,都是从系统公司演变出来,大都从系统应用向上发展,原因很简单,因为过去没有Foundry帮你来生产MEMS产品,只能自己做一个小厂,自己研发自己生产,随着量起来以后,超过了自己工厂的产能,也可能会找代工。当然它这个还是有些差异,因为性能跟制造技术非常紧密相关,自己工厂可能还在相当长一段时间还是会保留。目前最成功一个设计公司就是美国的InvenSense,3、4年前被TDK收购了,它就是非常典型的Fabless设计公司,第一代的苹果手机的转屏功能就是它的传感器实现的,就用台积电做Foundry。

  所以我不认为能够很笼统的讲IDM、Fabless哪个模式更加有利于传感器公司的发展,都有非常成功的企业。

  如果针对不同传感器的产品,不同传感器产品所需要的技术,去分析它的制造对这个产品的性能上的贡献度,再来回来看针对这个产品和这个技术,IDM或者Fabless设计公司哪种模式更好会比较合适,或许这样更加合理一点。

  我们经常会有个观念,希望所有资源都拥有,当然就不求人。但资源拥有是有代价的,不是免费的午餐,拥有一个Fab的代价不只是有钱把厂造起来,买来硬件设备就好了,实际上造好厂房,买来设备,并不能变成生产力,还需要很多技术投入,这就是为什么台积电今天能做到全球60%的市场份额,在12纳米以下全球主要晶圆生产都是台积电,持续的技术研发投入,有竞争力的生产运营,这些都是一般设计公司无法具备的。这也是现在国内对半导体工厂建设的一个较大的认识误区。

代工企业的布局

  刚才讲的MEMS前面几个公司,如博世,ST等,他们很多都自己生产。主要代工有几家如台积电,还有像瑞典的 Silex,加拿大的Dalsa公司等,还有索尼,索尼做IDM,也做代工。

传感器公司的核心竞争力,如何在外资的突围中崛起?

  传感器公司的竞争核心还是产品技术本身,因为传感器就是类似模拟器件,模拟器件跟数字器件的差别很大,数字器件往往是看芯片的规模。而传感器像模拟器件一样,它的核心是性能,往往是性能提高10%,售价有可能提高10%—20%的。而性能的提升,核心还是在产品设计和生产工艺的研发。

  第一,我们希望我们的研发能够使整个产品的技术做到全球的1.5流,用2-3年做到全球一流,对一个初创公司可能不是一个非常现实的目标,因为我们前面的一流的公司都已经做了10年、20年甚至更长时间。在过去10年、20年的产品研发投入迭代远远超过我们现在的投入。对我们来说一个可能的机会是后发优势,因为过去很多研发的试错都已经看到过了,不需要重蹈覆辙。但为什么我们目标不是二流,很简单,越来越多的传感器应用,尤其是物联网有关的传感器应用,二流产品的性能/可靠性是达不到的。

  第二,现在来讲,我相信传感器的下一个主要窗口就是物联网。在物联网应用中,中国毫无疑问在全球是拥有应用场景最多的地方。物联网需要很多的定制,本地化的服务,本地化的方案,甚至器件的设计定制,都变得非常关键。我们相信作为一个本土企业,在跟外资企业的竞争当中,针对本土化的服务、产品的定制会有更多优势。

  我们讲本地化服务,是因为芯片未来和应用结合越来越深度,本地化非常重要,这也是我们的优势。

  中国传感器设计和制造企业的发展还是很重要,未来这么重中之重的环节,如果我们受制于人,肯定未来发展是危险的。

  半导体这个产业是非常全球化的,我们先从几个例子可以看到,像日韩前段时间的摩擦,最后以半导体产业作为胜负手,日本的半导体化学品供应商,很小的几个化学品停供,就造成了巨大的半导体企业三星和海力士生产不顺!这些公司实际上体量不大,都不在我们一般关注的半导体公司中,但是实际上却起了千钧一发的作用。

  大家都知道ASML是在荷兰的,过去做光刻机的公司有好几家,美国也有,日本也有,包括尼康、佳能,竞争到最后在最高端的光刻机现在基本上是ASML独领天下。那它是在荷兰的一个公司,在欧洲。

  另外比如我们讲制造的能力,现在全球最大制造能力的产能都在中国台湾,台积电占了Foundry全球60%的量,在最领先制程,12纳米,7纳米甚至5纳米基本都是只有它能够大量生产。所以这是一个非常全球化的、分工协作的产业。

  不受制于人不代表我们自我封闭、关门发展,可能更重要的是如何把我们国家的半导体产业,跟全球其他地区的半导体更加紧密的合作在一起,变成缺一不可的一环。

  我们整个国内传感器在全球的排位里面跟其他半导体公司的产品相比,排位是比较落后的。今天去看全球前30家传感器公司,中国只有2家,而这二家也不是完全传统的做传感器芯片的公司,它更多是在传感器的封装和应用,国内传感器过去来主要是从军工研究所开始比较多,产品主要针对军工或者部分工业,现在有些也逐步走向无人驾驶,但基本上还是处于一个多品种、量小、高单价的市场。虽然近几年,我们国内传感器公司在一些消费类市场有了长足的发展,但我个人感觉我们的路还蛮长的。

  国内的公司受到规模、研发能力、市场品牌等限制,基本上只能做单个的。但是欧美大的公司,都是采用另外的策略,就是向客户提供一整套的方案。

  传感器技术路线实际上就是很宽泛的问题,不太像我们半导体讲的摩尔定律,传感器的技术是非摩尔定律上面的,我们叫超越摩尔定律上面。实际上传感器有很多不同的办法实现,比如我们讲的陀螺,有人用的是光纤陀螺,也有用石英的,用半导体方法做我们叫MEMS。所以我想对传感器来讲每个产品它有自己的发展路线,我个人感觉在不同应用领域有不同的发展路线。

  我们如果是以物联网作为主要的方向来讲,在下一代传感器方面,我个人认为有几个关键的方向:第一,就是组合传感器的的形式。第二,它需要有一定的性能,同时有较低的功耗,当然尺寸跟成本都还是有一定要求。第三,封装技术将不同功能的器件封装在一起。传感器只是挖掘了一个数据出来,如果能够在端口就有很快的处理及传输,例如边缘计算,例如我们的惯导传感器里面就放入了ARM来做一个本地化的计算,另外,为达到物联网的应用需求,传感器封装的技术会从只是传统的把传感器封装出来发展到更加侧重把不同功能的器件封装在一起。如同我们现在尝试的把传感器、MCU,、memory、蓝牙等通讯的芯片封装在一起。当然规模再大以后,不同大的芯片通过封装组合在一起,那也是个更远的业态。

  各大传感器设计公司路线差异会蛮大的,比如麦克风产品国内做的比较多,有的是朝一个低成本的方向走,还有的朝高性能的方向走,我相信它是完全不一样的产品路线。有的是组合不同应用放在一起,比如京东方,它希望以屏为端口,切入到像物联网的市场。它这个屏的载体就不只是屏了,它里面要放很多别的器件才能变成真正的载体,应用到物联网。

谈下5G对传感器技术和产业带来的变化。

  我们都在讲物联网是传感器的一个非常大的风口,物联网这个概念特别在我国提出也蛮长时间了,我记得08、09年就开始提了,当时国家在无锡成立的传感器中心,所以我们至少提到十年了,在当中也做了很多的应用,做了很多的场景。但是都不是很成功,也没有很多的量,那么5G起来以后就完全改变了。传感器表面上看是不同的场景,但应用发展的核心就是大数据。端口的话在云上的。如果没有5G这样的通讯,它的数据颗粒度以及多种数据的价值就很难体现出来。如果物联网这个市场没有像现在这样起来,那对传感器来讲,它的风口的到来就受很大的限制。

数据是根本,传感器是大数据“挖掘机”

  总结来说,传感器是大数据“挖掘机”。说到物联网,很多人想到的是5G,而不是传感器,但其实传感器很重要。这么说的原因是,在工业4.0,数据是根本。而传感器是大数据“挖掘机”,是其中非常主要的器件。

  物联网市场应用新趋势方面,物联网具有碎片化,多样化,跨领域,跨平台,时效性的特点。而现在物联网应用的“碎片化”特征趋弱,出现一些市场需求量超过每年数千万套的单一应用产品,例如:智能音箱、防丢器、行车记录仪等等,使得定义专用芯片实现更好的集成度及性价比成为必要及可能。

  同时在过去一段时期,常见的应用于工业、农业的设备及系统中的传感器模块增加了互联互通性,使之成为物联网中的一类终端节点。

  5G标准对物联网/车联网应用的支持,克服了蓝牙BLE,Zigbee,LoRa/Sigfox等无线互联标准的局限性,为物联网终端的普及提供了平台化的基础。

  在传感器产品的演进趋势方面,第一阶段主要在工业领域,市场用量少,单价高,良率低,以追求性能为主。

  第二阶段主要在消费类,市场用量剧增,MEMS传感器进入大规模产业化阶段,价格显著下滑,以满足基本功能为主。

  第三阶段主要在类工业,对产品的功能及性能提出更多要求,产品线有了更多基于性能升级的更新换代产品。

  第四阶段集中于物联网市场,物联网应用市场的快速增长使得传感器的功能和用途,以数据的采集和有效使用作为考量点,传感器节点具备连接性功能也越来越普遍。

“中国半导体发展的关键,在于不能自我封闭、关门发展。”

  对中国半导体发展,特别是在现在这样大的环境下,我们要坚持一个想法,那就是不要自我封闭,不要关着门发展,这个行业是个非常国际化的产业,而且产业链非常长。从刚才讲的原材料开始,如很多化学品,一直到终端市场,这个链非常长。

  材料方面,日本、欧洲这些地方可能发展比较早;设备方面欧洲、美国、日本、韩国比较领先;制造方面,现在中国台湾整个芯片制造跟封装的能力,产能跟技术是最好的;应用市场方面,毫无疑问中国处于非常好的位置。如何把我们的优势,与各个地方、各个环节发展的优势结合在一起,走出一条我们自己中国半导体发展之路,我认为这才是比较关键。在这个过程中重要的一点,不能自我封闭、关门发展。

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