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期货入门论坛2020年半导体行业发展趋势

来源:股指期货开户 | 发布时间:2020-01-02 14:44

全球最大电子行业媒体集团ASPENCORE的编辑、记者和分析师团队根据专家访谈、技术评估和行业分析,汇编出2020年半导体行业10大技术趋势:1.5G“规模化”;2. 计算“边缘化”;3. 晶圆制造“异构化”;4. 芯片“专用化”;5. 计算架构“开放”;6. EDA走向“云端”;7. MEMS/传感器“融合”;8. GaN/SiC新材料“替代”;9. 存储器件市场“复苏”;10. 高性能“模拟”

一、5G“规模化”商用将带动5G手机、基站、VR/AR设备,以及工业4.0、自动驾驶和医疗等新兴应用的发展

5G相对于4G网络,就像中国的高铁相对于传统的普通铁路一样,高速率、低延迟和大容量是5G网络的显著特点。3GPP定义了5G的三大技术及应用场景,即:增强的移动宽带(eMBB),主要针对3D/超高清视频,VR/AR等应用;海量机器通信(mMTC),主要面向智能可穿戴、智能家居、智慧城市、车联网和行业物联网等物联网应用;高可靠低时延(uRLLC),主要针对自动驾驶、工业自动化和移动医疗等高可靠性关键应用。5G技术的日益成熟和5G网络的大规模商用部署将驱动AI、大数据和云计算等技术在新兴的视频游戏、VR/AR、AIoT、自动驾驶、智慧城市、工业4.0和医疗成像等应用领域的发展和普及。

2020年5G进入大规模商用阶段,将 首先带动5G手机、无线基站和通信网络系统用芯片和电子元器件的快速发展、技术创新和大批量出货,其中包括:5G手机用Modem和基带芯片、应用处理器、GPU和AI加速器、RF器件和滤波器、图像传感器/摄像头,以及天线等其它组件;由于5G网络工作于更高的频率(sub-6GHz),5G基站信号衰减快和传输距离短的缺点迫使运营商部署安装至少3倍于4G基站的数量才能实现全覆盖,这会带动基带数字信号处理器件、RF器件、功放器件、天线,以及电源管理器件(5G基站功耗是4G的2-3倍)的需求增长。

5G网络的高速和低延时特性正好可以解决VR/AR的“用户体验差”痛点,《电子工程专辑》预测这将带动新一轮VR/AR/MR的热潮,Facebook将投入巨资开发头戴设备,甚至收购芯片公司来开发自己的一体化硬件平台;电力和制造行业等巡检操作将会部署AR应用,配合5G网络可以更好地提供远程信息交互及支援;超过30%的展览展示类场景将会提供VR/AR设备、软件、内容和服务;高校和培训机构也将更多采用VR/AR进行课程培训。5G技术也可以针对制造企业单独组网,助推工业4.0、工业物联网和工业大数据的发展,同时保证企业数据的安全性。此外,5G也将驱动车联网和ADAS/自动驾驶的加速落地,并为远程医疗和医疗成像等新兴应用提供高速、稳定和安全的数据传输。

二、计算“边缘化”趋势将更多AI和计算能力赋予边缘设备,在为SoC设计公司提供更多机会的同时也提出了更高的PPA要求

物联网应用场景的分散和碎片化给传输网络带宽和云端计算能力带来了很大的压力,迫使IoT终端设备具备就地处理数据的能力,这一需求驱动了边缘计算的兴起,也提高了处于边缘设备核心的微处理器的性能,相应地AI处理能力也得以增强。边缘计算可以在物联网设备上收集和分析数据,进行快速推理(或决策),然后只将少量有用的数据传送到云端。这样其延迟时间、带宽消耗和成本将会降低,并且可以根据数据分析快速做出决策。即使系统处于离线状态,边缘计算也可以持续运行,即时进行数据处理并确定应将哪些数据传送到云端做进一步分析。

作为IoT边缘或终端设备的心脏,大连期货开户,系统级芯片(SoC)不但要有更好的性能,而且功耗和占用面积都要尽可能低,即需要达到最佳PPA。传统的通用型MCU/MPU/CPU已经难以满足不同应用场景和PPA要求,边缘计算领域的技术和商用模式创新才能释放AI和算力的潜能。此外,不同应用场景对软件和AI算法的要求各异,虽然在边缘侧增加AI推理功能在技术上已经可行,但还需要定制化的芯片才能实现具有AI增强性能的处理器。中小企业和初创公司更多专注于应用软件和AI算法方面,而大中型企业则更注重边缘计算的生态建设,比如华为参与或主导行业标准协议制定和软硬件开发环境。在物联网通信协议方面,全球电信运营商都在力推NB-IoT,特别是中国市场。LoRa、Zigbee、蓝牙和其它通信协议也有各自的发展之道和主要应用领域,但多种标准和协议并存将是未来IoT市场的现状。SoC设计工程师和微处理器开发商必须考虑多种协议的兼容和支持。

三、晶圆制造“异构化”集成将不同工艺节点的die通过2.5D/3D堆叠技术封装在一起,Chiplet或成后摩尔时代芯片设计和制造的新IP

高性能CPU、智能手机AP、GPU和FPGA一直是14nm以下最先进工艺节点的“尝鲜者”,TSMC的7nm工艺是当前最先进的量产技术,预计2020年5nm工艺将取而代之成为最高端工艺。在这一比建造航母还昂贵的工艺竞赛中,全世界只有TSMC、三星和英特尔三家公司在角逐了。接下来是3nm、2nm和1nm节点吗?即便有足够的钱投入研发,摩尔定律的物理极限也已经看到了尽头,那么半导体制造的未来出路在哪里?

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