中國最值得期待的新「芯」公布，你最看好那一顆？

近期在美麗的松山湖畔，中國本土最值得期待的九顆新「芯」在2017松山湖中國IC創新高峰論壇上一一亮相。這些晶元都是與當下市場和熱門應用需求緊密結合的產品。

例如面向物聯網、人工智慧、AR/VR等新興領域的就有：人工智慧應用的主控晶元AR9101、針對物聯網連接應用的WIFI+BLE雙模晶元ESP32，面向VR/AR設備的SlimPort VR顯示控制晶元、可用於ADAS的1080P監控級CIS、可用於共享單車的消費級導航晶元UC622X、語音助手平台晶元BES2200；

還有針對原有熱門市場的智能手機指紋識別感測器GSL625X，實現手機快充和OTG功能的電池充電管理晶元CW6113、面向智能電視LCD顯示屏的首款集成PMU和Pgamma的單晶元顯示解決方案iML1998。

在論壇聽完這些產品的介紹，筆者一方面為這些國內IC設計公司的創新和進步而讚歎，另一方面也感覺到，現在國內不少IC公司的產品設計思路還停留在舊有的先定義標準晶元在看看適合哪些應用的階段。在物聯網時代，這樣的設計思路或許並不再合適，這個我們放在後面探討。

我們先來了解下這些晶元的功能和創新點：

01

AR9101：集成深度學習的無人機、機器人等智能硬體專用處理器

設計公司：上海酷芯微電子有限公司

據該公司董事長姚海平介紹，AR9101晶元採用28nm工藝，集成了ARM A7、基於CEVA DSP的視覺和深度學習處理器、ARM MCU、多路音視頻編解碼、多路高性能ISP、專用無線通信基帶等功能，並具備豐富的介面，酷芯還開發了操作系統和應用開發庫，包括深度學習SDK、OpenCL視覺庫等，並提供立體視覺、SLAM等常用的軟體功能包。

AR9101的ARM A7主要做通用控制，不作太多計算，以節約功耗；而CEVA DSP用於複雜的計算如深度學習演算法；ARM MCU用於滿足實時性需求，高速大帶寬則為深度學習中內存訪問而設計，雙路 Vedio Code 支持最高4K 30P視頻編碼，最高支持2T4R的DFDM通信基帶可支持MESH組網通信。該晶元可應用於無人機、智能機器人、視頻識別等、多路立體視覺、MESH自主網等多個領域。

圖：AR9101內部架構

創新點：該晶元集成度高，並且在軟體上做了許多服務，深度學習SDK、OpenCL視覺庫、立體視覺、SLAM軟體包等。對使用者來說，晶元廠商能提供這樣的軟體服務是比較受歡迎的，可以加快產品開發，不過，設計如此功能強大、軟體服務豐富的產品必然面臨較長量產時間問題。

02

BES2200：首款支持8麥克和集成藍牙的語音助手平台晶元

設計公司：恆玄科技（上海）有限公司

據該公司產品總監龔建介紹，BES2200系列晶元支持5路模擬Mic或者8路數字Mic，集成了Cortex-M4F CPU作為處理器，超低功耗設計，除了可用於傳統的藍牙耳機，音箱功能外，該晶元特別為類似AirPods的TWS藍牙真無線耳機和類似Amazon Tap/Dot的產品做了優化處理。

具體來說，該晶元支持近場主動降噪，BES2200相當於是W1+Codec+MCU+Power IC，能讓TWS耳機具有更小的PCBA面積、更低的功耗和更靈活的工業設計。龔建表示，在TWS耳機方面，該晶元是目前除W1晶元外功耗最低的產品，下一版本會努力做到更低功耗。

該晶元也支持遠場拾音。如在設計Tap/Dot產品時，該晶元可以直接支持4路麥克風Beamforming運算；或者將8個麥克風的數據預處理以後交給後端的AP來處理。同時該CPU集成第三方語音激活演算法，可以通過BES2200晶元的BLE功能，喚醒手機APP和後台雲伺服器，在「只動口不動手」的情況下打通耳機/藍牙音箱到手機到雲端的語音助手鏈路。

圖：BES2200平台架構

創新點：全球首款支持8麥克和集成藍牙的語音助手平台晶元。具備高集成度：BES2200=W1+Codec+MCU+Power IC；還有不得不的是高性價比一直是國產晶元的優勢，例如該公司去年推出的BES3101-A Type-C主動降噪晶元讓以往兩三千元的主動降噪耳機以299元的價格走人了尋常百姓家，那麼BES220或許會將TWS藍牙真無線耳機和類似Amazon Tap/Dot價格更為親民。

03

UC6226：面向消費市場的超低功耗、高集成度GNSS SOC

設計公司：芯星通科技（北京）有限公司

據該公司市場部產品經理高靜波介紹，UC6226支持完善的GNSS定位功能，內置 Sensor Hub 支持多類型感測器接入及混合定位，支持A-GNSS/D-GNSS，單點定位精度優於2米，差分定位精度優於1米；適合於對功耗、面積敏感的物聯網、穿戴式設備及其他消費類應用。GNSS接收頻點涵蓋GPS L1/GalieoE1、BDSB1I、 Glonass L1 ，同時支持SBAS/QZSS/EGNOS/MSAS/GAGAN。

該導航晶元小只有1.9*2.9mm的尺寸，較以往導航晶元面積降低65%，而且外圍設計簡單，只需5個核心外圍器件，無需外部LNA和電源晶元，布板面積可控制在0.07cm2以內。除了小外，功耗也非常低（如下圖所示），低功耗則帶來了超長的續航時間，就算在運動達人模式下也可以做到14天無需充電。

據悉此次面向物聯網和消費級市場的火鳥將會應用在現今應用火熱的共享單車中，已經與小黃車ofo簽署了戰略合作協議，另一家共享單車平台mobike也在洽談中。

圖：UC6226各項低功耗參數

創新點：為消費類產品特別是低功耗物聯網應用而設計的北斗導航晶元，工藝進程進入28nm，而最大亮點用一個字概括就是「小」，僅筆尖大小，外圍設計簡單，功耗上也非常小。

04

ESP32：2.4 GHz Wi-Fi加藍牙雙模雙核MCU晶元

設計公司：樂鑫信息科技(上海)有限公司

ESP32是集成2.4 GHz Wi-Fi加藍牙的雙模雙核 MCU 晶元，據該公司應用開發總監王棟介紹，ESP32採用TSMC低功耗40nm技術，該處理器採用7級流水線架構，時鐘頻率240MHZ, 運輸能力達600DDMIPS；在802.11n模式下WIFI傳輸速度最高可達150Mbps，功耗最低可達5uA（僅有RTC定時器處於工作狀態下），採用了FLASH加密和加密硬體加速器以保障信息安全。

該晶元集成度高，外圍僅需10顆器件，而且可以接入非常豐富的外設，如溫度感測器、觸摸感測器、電機PWM、LEDPWM、LCD介面、乙太網MAC介面等等。

ESP32主要有四大應用：BLE輔助WIFI配網、實現WIFI+BLE雙連接、音頻解碼及應用以及WIFI MESH組網。

創新點：WIFI+BLT雙模，藍牙輔助WIFI配網，這些功能可以幫助智能硬體更好的應對物聯網時代連接挑戰。

圖：ESP32模組

05

SP2308：1080P監控級CIS

設計公司：北京思比科微電子技術股份有限公司

據該公司副總經理馮軍介紹，要滿足工業相機和車載領域的需求，CIS需要有高靈敏度、高解析度，寬動態範圍和可以全局曝光等特性。

SP2308是一顆1920*1080監控級CIS，具有1/2.7英寸感光面積，3um*3um像素，D1解析度模式下可以達到120fps幀率。支持HDR高動態、內置壞點矯正、太陽黑子去除等演算法，支持寬動態（WDR）應用。除了車載、工業相機外，該產品還可以應用於安防、無人機、手機和其他手持終端等。

圖：SP2308三大亮點

創新點：獨家高動態HDR功能。這一功能舉例來說，可以讓出行車記錄儀在出隧道時拍攝的圖片不在是白茫茫一片，而是清晰圖像。

06

GSL625x：高靈敏度指紋識別感測器

設計公司：上海思立微電子科技有限公司

智能手機越來越多配備指紋識別，這個技術或許很快將像藍牙WIFI一樣成為智能手機標配。指紋應用除了最常見的快速解鎖外，還有冷屏喚醒、虛擬按鍵、為通訊錄、圖片庫加密等等豐富應用。指紋識別感測器中又以電容式指紋為扛大旗者，因為此技術方案成熟度高、供應鏈匹配完善、兼容穩定性和可量產性高。

思立微電子產品經理張翼給我們帶來了一款高靈敏度的電容指紋識別感測器GSL625x。該產品感應面積6.8mm*2.4mm，可以使封裝窄邊更短，滿足大屏佔比需求；支持前置加厚蓋板0.26mm，使用了設計+演算法解決蓋板如陶瓷蓋板散射問題；單LGA，簡化了外圍電路。張翼表示，思立微正在探索0外圍器件方案，讓後端結構設計與生產可以更加簡單。

圖：GSL625x推薦點

創新點：通過設計+演算法解決穿透能力問題，同時該公司正在探索0外圍器件方案，很令人期待。

07

CW6113：帶OTG和路徑管理，由I2C控制的5A單節鋰電池充電管理IC

設計公司：東莞賽微微電子有限公司

據該公司總經理蔣燕波介紹，CW6113是一款高集成度的單節鋰電池充電管理晶元，最大可支持5A充電；為業內最高；同時，得益於低阻抗的電源路徑設計，其3A時的充電效率也高達93%；晶元同時集成最高1.5A限流的USB-OTG輸出。而且所有的細節參數均可以通過I2C介面，由客戶自由設定。

CW6113提供對電壓、電流、溫度和充電計時的監控和管理，保證充放電安全。為提升散熱性能，採用了獨特的QFN 4x4mm封裝，配合使用0.68uH小尺寸薄形電感，充分節省PCB空間。

同時，為應對快充主要面臨包括充電循環中的壓降、能量損耗和電池壽命問題這三大挑戰。賽微給出了解決方案是CW6113 + CW2016（鋰電池電量計量晶元），此方案可以提供完整的快充和電池管理，精確知道電池電量狀態，最小化能量損耗、延長電池壽命。

圖：CW6113具備高充電效率

創新點：快充是解決目前智能手機續航問題的有效手段之一，在快充的背後是充電管理IC的默默支持。國產的充電管理IC做到此高效率和高充電電流，而且不少指標都比國外大廠指標好，確實不易。

08

iML1998：全球首顆集成可編程電源管理和可編程伽馬緩衝器的單晶元顯示解決方案

設計公司：北京集創北方科技股份有限公司

圖：集創北方高集成度的TV面板IC解決方案

據該公司總經理兼全球銷售副總裁張寧三介紹，iML1998是全球首顆適用於大尺寸LCD顯示屏的單晶元方案，整合了可編程電源管理晶元和可編程伽馬緩衝器，可支持32寸和以上的HD，FHD，UHD解析度、支持窄邊框的GOA顯示屏。

「以一台55寸4K電視為例，以往它需要包括2顆PMU、一顆Pgamma和2 顆Vcom晶元，不過現在，一顆iML1998就可以完全取代它們。」張寧三說道，這樣做，不僅有利於線路簡單化，更節省PCB空間，而且通過分享資源可以進一步降低成本。單一方案可以適合所有的LCD顯示屏，將會在28寸以上多種尺寸的產品量產。

創新點：大尺寸LCD成為電視顯示屏主流，其邊框亦越來越窄、厚度越來越薄，對其內的PCB和元器件要求越來越小型化和高集成度。一顆iML1998可取代5顆器件，相對以往的方案優勢突出。

09

ANX7530：SlimPort VR顯示控制晶元

設計公司：矽谷數模半導體有限公司

VR設備是近年火爆的產品之一，它能給使用者帶來身臨其境的沉浸式體驗。不過這類設備卻有不小的技術瓶頸嚴重影響用戶體驗，例如低解析度帶來的畫面不夠清晰、笨重的一體機佩戴並不舒適、低刷新率帶來的眩暈感等等。

目前業內也正致力於解決這些難點，而矽谷數模卻另闢蹊徑，推出SlimPort VR顯示控制晶元ANX7530。作為首個DisplayPort轉Quad MIPI-DSI顯示控制器，它支持雙眼4K+120Hz的高解析度和刷新率，主要應用於VR和AR頭戴式顯示器(HMD)。它支持VR外部直連USB TYPE-C源端設備（智能手機，筆記本，遊戲主機等），同時支持VR面板內部MIPI連接，最高解析度可至2K*2K/單眼。

圖：ANX7530顯示控制晶元特點

創新點：提供VR設備高清、高速的數據連接。用手機連接VR設備的方式可以表新出更好的性能和移動性，手機可作為VR設備「主機」，VR設備只需專註於顯示，這樣後者可以做到更輕量化、便捷化和低成本化，加速VR設備普及和量產。TYPE-C就已經在電腦和手機應用得比較成熟。現在逐步推向VR，相信是對VR產業是一個很好的支撐，將對VR體驗有很大的推進和幫助。

總結與探討：

可以看到，今年這些面向智慧硬體應用的晶元都有許多創新點。例如AR9101該晶元集成了包括ARM AP、ARM MCU、CEVA DSP和大量豐富的ISP介面，同時提供豐富的軟體服務包，如深度學習的SDK、OpenCL、ISP等，對下游產品設計企業來說，晶元廠商能提供這樣的軟體服務可以讓他們較為快速的開發產品。該晶元可以應用無人機、智能機器人、視頻識別等、多路立體視覺等多個領域。

不過應該注意的是，目前大多數晶元公司都還是延續從前的設計思路，不斷提高集成度、進程不斷縮減……他們依舊沉醉在晶元的性能提升中，企圖用一個功能強大的芯打遍天下，卻鮮有考慮轉變設計思路，從具體應用出發定義自己的晶元，或考慮為下游應用方提供什麼樣的應用演算法，來幫助產品公司快速匹配市場。

物聯網的到來，讓許多產業的產品設計思路發生了翻天覆地的變化，同樣，晶元設計思路也必將改變。

首先，物聯網市場量級巨大，但是應用卻是非常碎片化的，不一樣的應用對晶元要求各不相同，所以通用的晶元不在通用，標準解決方案難以滿足各種各樣的實際場景需求！互聯網時代，很可能用一顆芯就可以打天下，但是到了物聯網時代，應用的碎片化讓這種成功難以複製。

其次，物聯網時代的晶元定義將由具體應用決定，產品公司將反過來去對晶元公司提出定製化要求，而不是原有的晶元公司開發出晶元，由方案商給出產品方案，產品公司再拿過來用。

第三，晶元定義會與應用演算法結合，如上述CIS晶元，不同的應用場景對其特有功能要求也隨之改變。如果用在安防領域對動態範圍要求就沒有在車載領域高，那麼在車載領域就需要設計特有的HDR演算法保證畫面的清晰。所以晶元設計還要從實際應用出發，結合應用場景開發對應演算法。晶元設計公司可能不一定有這些應用演算法的積累，或許可以考慮與在這方面有積累的第三方公司合作。

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