11月17-18日,由工(gōng)業和(hé)信息化部、安徽省人民政府共同主辦的2022世界集成電路大(dà)會(huì)在安徽省合肥市召開(kāi)。作(zuò)爲大(dà)會(huì)高(gāo)峰論壇之一,以“孕芯機開(kāi)芯局 共建融通新市場”爲主題的“2022中國半導體市場年會(huì)”于11月18日下(xià)午成功舉辦。活動邀請(qǐng)著名專家學者、中國工(gōng)程院院士倪光南、羅毅及衆多半導體領域知(zhī)名企業嘉賓共商發展新局。
會(huì)上(shàng),芯海科技(股票代碼:688595)計(jì)算(suàn)機業務市場負責人周振生受邀分享《聚焦計(jì)算(suàn)外(wài)圍芯片,助力計(jì)算(suàn)機體驗提升》主題報(bào)告。
計(jì)算(suàn)機創新發展的挑戰與機遇
過去的三十年,計(jì)算(suàn)機高(gāo)速發展,從(cóng)性能(néng)、形态、輸入輸出、安全四個維度,大(dà)約可分爲四個階段。
20世紀90年代是第一階段,計(jì)算(suàn)機雛形誕生。當時(shí)的計(jì)算(suàn)機僅能(néng)運行DOS界面操作(zuò)系統處理(lǐ)簡單文(wén)本,體積龐大(dà),無硬件防護,後期出現(xiàn)著名的CIH病毒,需通過專殺工(gōng)具清除。
2000-2010年是第二階段,計(jì)算(suàn)機高(gāo)速發展。CPU廠(chǎng)商中Intel、AMD、VIA群雄逐鹿。Intel推出全新架構的扣肉系列CPU,2010年推出Core處理(lǐ)器延續至今。微軟windows系統快(kuài)速叠代,穩定性及操作(zuò)性迅速發展。得益于CPU性能(néng)功耗的提升,計(jì)算(suàn)機開(kāi)始小(xiǎo)型化、輕薄化發展,續航提升至2小(xiǎo)時(shí)。TouchPad逐漸成爲便攜式計(jì)算(suàn)機的标配。開(kāi)始進入互聯網時(shí)代,随之而來(lái)的網絡病毒,網絡防火牆逐漸成爲裝機必備,計(jì)算(suàn)機硬件安全開(kāi)始被關注,虛拟化、可信執行環境等硬件技術應運而生。
2010-2020年是第三階段,計(jì)算(suàn)機創新繁榮。性能(néng)上(shàng),Intel Core以每年一代的速度演進,能(néng)效比進一步提升。形态上(shàng),超極本已經主導市場,輕薄筆(bǐ)記本大(dà)大(dà)提升了(le)用(yòng)戶便攜體驗,續航也(yě)從(cóng)2小(xiǎo)時(shí)提升至8小(xiǎo)時(shí),出現(xiàn)二合一、360°旋轉本等新形态筆(bǐ)記本。2015年蘋果引入三維壓力式觸控闆,可謂輸出端的重要進步。從(cóng)安全上(shàng),全家桶式防火牆成爲了(le)裝機标配。這(zhè)個階段,智能(néng)手機飛(fēi)躍式發展,安全啓動成爲了(le)手機标配,但(dàn)在PC上(shàng)卻仍是默認關閉的可選項。
2020年以來(lái)進入第四階段,追求極緻用(yòng)戶體驗。随着蘋果M1,Intel十二代CPU的發布,性能(néng)不再是體驗的瓶頸,形态上(shàng)出現(xiàn)僅900克極緻輕薄的便攜式計(jì)算(suàn)機。同時(shí),由于體積和(hé)容量的減少,開(kāi)始引進快(kuài)充PD技術彌補不足。華爲率先推出全面屏筆(bǐ)記本,獲得巨大(dà)市場收益。Dell發布隐藏式觸控闆,掌托一體化設計(jì),C面極簡,觸控闆不僅是輸入設備,也(yě)是産品高(gāo)顔值的組成部分。而在安全上(shàng),全面進入零信任時(shí)代,安全啓動、可信執行環境成爲硬件安全的基礎。
綜上(shàng)所述,不同階段的計(jì)算(suàn)機創新叠代,始終伴随着相對(duì)應的技術挑戰,譬如計(jì)算(suàn)性能(néng)越強,能(néng)效比上(shàng)升導緻發熱量越來(lái)越大(dà),帶來(lái)的機會(huì)就是計(jì)算(suàn)機的熱管理(lǐ)、低(dī)功耗管理(lǐ)。越來(lái)越超薄、多樣化的産品形态,導緻電池體積和(hé)容量更小(xiǎo),能(néng)量密度更高(gāo),帶來(lái)形态檢測、電池管理(lǐ)及快(kuài)充管理(lǐ)的機會(huì)。而在輸入輸出端,高(gāo)顔值及取代鼠标,也(yě)給觸控闆創新提供新機遇。尤其是計(jì)算(suàn)機的安全可信,讓廠(chǎng)商更關注計(jì)算(suàn)機的部件級、芯片級安全。凡此諸類,都将爲芯海科技及衆多業界新生力量帶來(lái)新的發展機遇。
制造一台完整的計(jì)算(suàn)機,除了(le)CPU、GPU顯卡、内存和(hé)硬盤之外(wài),還由衆多影響用(yòng)戶體驗的外(wài)圍芯片構成。我們還需要EC芯片來(lái)控制電源和(hé)鍵盤,需要USB HUB芯片來(lái)将總線分配給多個接口,需要觸摸闆主控芯片來(lái)驅動觸摸闆,需要PD芯片來(lái)實現(xiàn)快(kuài)充功能(néng),以及藍牙、WiFi、電池控制、聲卡等芯片……。因此,要想國産計(jì)算(suàn)機達到(dào)世界一流,真正做到(dào)能(néng)用(yòng)且好(hǎo)用(yòng),我們仍舊需要使用(yòng)大(dà)量外(wài)圍産品來(lái)實現(xiàn)計(jì)算(suàn)平台的完整功能(néng)。
01EC:CSC2E101
EC芯片不僅是筆(bǐ)記本實現(xiàn)基礎功能(néng)的核心,更是在筆(bǐ)記本體系内構建完整安全鏈路的關鍵環節。長期以來(lái),全球EC芯片市場主要被台企和(hé)美(měi)企壟斷。芯海科技EC芯片CSC2E101 作(zuò)爲布局在筆(bǐ)記本領域中的核心産品,擁有衆多的技術創新點。
CSC2E101具備高(gāo)集成,攜帶PD/USB功能(néng);高(gāo)性能(néng),32位内核60MHz; 高(gāo)安全,支持硬件級安全啓動;且具備易開(kāi)發的特點,采用(yòng)物聯網開(kāi)發思維,提供基于liteOS的全套參考代碼。
CSC2E101在低(dī)功耗設計(jì)上(shàng),CSC2E101在VBAT模式下(xià)功耗低(dī)于6uA以下(xià),超出國際一流廠(chǎng)商的相關技術指标。在平台适配方面,CSC2E101不僅能(néng)夠兼容Intel和(hé)AMD所使用(yòng)的eSPI總線,更能(néng)夠與飛(fēi)騰、兆芯、龍芯等國産平台LPC總線完整兼容。
目前,CSC2E101成爲中國大(dà)陸首顆進入Intel PCL(平台組件列表)序列的EC芯片,則意味着CSC2E101是率先達到(dào)國際行業标準、獲得國際認可的國産EC産品。
02PD控制芯片:CS32G051
便攜式計(jì)算(suàn)機能(néng)夠做的輕薄,離不開(kāi)接口的小(xiǎo)型化。筆(bǐ)記本寬厚的傳統接口正在逐漸消失,被這(zhè)個小(xiǎo)小(xiǎo)的Type-C接口取代。一個接口,可以達到(dào)數倍與傳統接口的傳輸速率,可以同時(shí)接兩台4K高(gāo)分辨率的顯示器,可以達到(dào)100W以上(shàng)的快(kuài)充速度,可以支持多種的數據通訊協議(yì),DP、USB、雷電等。
對(duì)此,芯海科技CS32G051正是一款集成多種協議(yì)棧,融合快(kuài)速充電技術規範 UFCS,成熟可靠的PD芯片産品。CS32G051不僅能(néng)夠用(yòng)一顆芯片同時(shí)控制兩個USB Type-C接口,更能(néng)兼容PD3.1、PPS、QC4+、FCP、SCP、AFC、BC1.2、Apple2.4、UFCS等衆多快(kuài)充協議(yì),幫助筆(bǐ)記本實現(xiàn)更廣泛的周邊設備兼容性,提升最終用(yòng)戶的充電體驗。
此外(wài),芯海充分布局的全系列PD芯片也(yě)已廣泛應用(yòng)在多個知(zhī)名品牌的平闆電腦(nǎo)、顯示器、快(kuài)充頭、充電寶等計(jì)算(suàn)機外(wài)圍産品當中。
03HapticPAD®解決方案
傳統的鼠标和(hé)TouchPad,基本上(shàng)隻有二維的X、Y坐(zuò)标,可以實現(xiàn)二維世界的輸入。在未來(lái)的元宇宙中,三維的輸入将成爲趨勢,體驗會(huì)超越當前的鼠标。壓力式觸控闆,在原有X、Y輸入基礎上(shàng),增加了(le)壓力維度,增加了(le)Z的壓力維度,可實現(xiàn)三維輸入,從(cóng)而實現(xiàn)更便捷的操作(zuò)體驗。
芯海科技HapticPAD®方案是能(néng)夠滿足以上(shàng)所有需求的多芯片組合方案。基于芯海科技近20年在高(gāo)精度ADC領域中的技術積累,HapticPAD®方案可實現(xiàn)全域按壓,不像傳統TouchPad,隻能(néng)在底部兩個角按壓;通過線性馬達反饋可以實現(xiàn)真實的震動體驗;單指就可以實現(xiàn)文(wén)件的拖動;使用(yòng)普通的被動式手寫筆(bǐ)也(yě)可以實現(xiàn)4096級書寫效果;壓力配合觸摸可實現(xiàn)視(shì)頻快(kuài)放(fàng)、音(yīn)量調整等的快(kuài)捷手勢; 雙指實時(shí)壓力檢測,使得遊戲操控更精準。
芯海科技 HapticPAD®由傳統的電容式觸控芯片、壓力觸控芯片、線性馬達驅動芯片、壓力傳感器組成,可提供全套套片或者解決方案,給用(yòng)戶帶來(lái)高(gāo)顔值、沒有鼠标也(yě)能(néng)自(zì)在操控的一流體驗。
前路浩蕩 芯海啓航
當前,芯海科技正在全面布局國産計(jì)算(suàn)機外(wài)圍産品芯片生态,除了(le)EC、HapticPAD®觸摸闆方案、PD協議(yì)芯片的首批産品之外(wài),芯海科技還有BMS電池電量計(jì)、SAR傳感器、USB Hub、Audio Codec、HapticPad、SDIO WiFi等産品儲備亟待釋放(fàng)。
這(zhè)些(xiē)産品當中,BMS電量計(jì)提供芯片及全套算(suàn)法,檢測精度高(gāo),低(dī)溫溫漂小(xiǎo)。SAR傳感器可以做到(dào)40厘米内的精确檢測,具備精度高(gāo),功耗小(xiǎo),抗幹擾能(néng)力強的特點。芯海科技高(gāo)速外(wài)圍接口芯片目前已布局USB2.0及USB3.1的4口Hub等。基于芯海模拟方向的實力,我們的Audio Codec具備高(gāo)信噪比的特性,音(yīn)頻效果可達國際一流水(shuǐ)平,并且我們支持傳統的HDA總線以及新的SoundWire總線。此外(wài),WIFI/BLE模組,支持2.4G/5G雙頻 WIFI6, BLE5.0; 提供标準M.2 KeyE模組。
芯海科技作(zuò)爲國内少有的模拟信号鏈+MCU雙平台驅動的集成電路設計(jì)企業,不僅在産品和(hé)技術上(shàng),對(duì)标國際一流廠(chǎng)商,努力創造出更高(gāo)規格、更強性能(néng)和(hé)更具創新力的優勢産品,同時(shí)在供應鏈連續性,努力構建更加穩定、有保障的産品供貨體系,助力國産計(jì)算(suàn)機行業向着更快(kuài)、更穩、更安全的方向發展。