編者語：幾十年來，摩爾定律的生產力效益一直是半導體行業發展的驅動力，由此催生了超快速數字處理器、更寬帶寬，以及大幅提升PC、手機等數據傳輸量大、存儲量大的應用的生產力所需的超大存儲器。然而，IC產業的經濟學和社會的進步正給半導體行業帶來革命性轉變。

恩智浦半導體首席技術官（CTO）Rene Penning de Vries

　　半導體產業正面臨著雙重挑戰：一方面，利用先進CMOS技術開發SoC的成本飛漲；另一方面，體積的繼續縮小將把摩爾定律推向末路。

　　同時，消費者所要求的附加價值不再是更多產的消費電子設備，而轉變為成新型智能產品。全球老齡化趨勢帶來了對醫療設備和食品安全的需求。環保意識的提升需要智能“綠色”解決方案。交通領域，IC創新可確保安全，克服交通擁堵，還可為在路上的人們提供實時信息、娛樂和服務。

　　這些應用，以及許多其他應用，通常都是通過整合現有CMOS技術和“新摩爾定律“的技術而實現的?！靶履柖伞暗募夹g包括模擬混合信號、高壓和超低功耗等。向多技術設備的轉變還將影像設計和架構方法、建模和特性及系統架構。最終，現有的聯合研發模式將發生改變，新的生態系統將形成。

　　從CMOS驅動的技術融合到技術多樣化的革命性轉變，為半導體制造商帶來了新的差異化途徑，以及更誘人的新業務機遇。

　　擁有多技術產品開發經驗的廠商，以及恩智浦半導體之類的生態系統的驅動者，才能在這些新興市場占據一席之地。

　　從生產力到優質生活的革命性轉變

　　半導體產業是個相對年輕的產業，自摩爾定律首次預測硅片上晶體管的數量每18個月翻一番以來，半導體設備制造商一直追求的都是生產力收益。 事實證明，這一定律確實沒錯。生產率已經降低了晶體管的成本，以至于如今消費應用所需支付得起的SoC可能包括幾億個晶體管。這一巨大的生產力收益成就了今天我們隨處可見的電子應用。

　　現在摩爾定律走向末路了么？回答是否定的，但是生產時晶體管的密度增加了，開發相應工藝的成本也隨之增加。結果是，如今最成本經濟的IC解決方案不一定基于市場上最?。ㄒ沧畎嘿F）的CMOS技術。

　　航空業也上演了從性能到經濟學驅動產品開發這一轉變。革命型的協和客機（Concorde）數十年來速度不斷加快，盡管最高時速打破記錄高達每小時2000公里，還是沒能成為空中客機的新標準。從巴黎飛到紐約，Concorde僅需3個小時，本以為Concorde將因此設定新的行業新標準。然而，經濟學法占了單純性能的上風：過度油耗造成機票價格上漲，高至到難以承受的地步，最終Concorde只能藏于博物館。

　　航空業平均速度為每小時1000公里，這就是它的經濟學平衡點，這一速度已經保持多年，迄今未變。

　　這是否意味著航空業創新的終結呢？恰恰相反。創新轉向為乘客、機組人員和航線提供其他價值，而不僅僅是速度。飛機變得更安全，更舒適，更成本經濟，油耗更低，噪音更低。

　　恩智浦預計半導體行業也會發生類似的轉變，創新將從生產力轉向優質生活收益。和航空業類似，對于生活（生命）來說，還有比速度更重要的事情。

　　因此，主宰半導體工藝技術數十年的摩爾定律仍將在少數高產量領域發揮作用。一旦物理功能與經濟可行性交匯平衡，它將不復存在。

　　社會趨勢推動新摩爾定律技術的發展

　　社會發展趨勢為節能消費電子產品、和照明產品、醫療診斷設備、食品安全和交通管理系統領域提供先進IC的廠商帶來了巨大的商機。

　　這些市場的成長并未因經濟放緩而止步。因為多數芯片創新可帶來可觀的投資回報（ROI）；與降低能耗，減少醫療開支，減少交通擁堵帶來的經濟損失相比，產品成本很容易被扳平。這樣，在半導體領域，真正由需求驅動的創新可以自己為自己買單。

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　　創造定制化解決方案

　　如今市場越來越復雜，要求針對特定應用領域制定優化的解決方案。這就需要OEM、半導體廠商以及生態系統中的更多成員，進行更精誠的合作。

　　這將有助于加速創新，讓 OEM 有更多機會構建差異化優勢。從初期就開始協同合作，可以確保 IC 與 OEM 產品的完美整合，縮短開發時間與成本，盡早進入市場。

　　峰力聽力（Phonak）與恩智浦的合作就是一個很好的例子。峰力聽力采用恩智浦的超低功率無線技術，共同開發新一代的助聽器。這種磁感應技術不僅功耗低，也不會與身體組織互相作用，有別于傳統的射頻無線電。由于峰力聽力與恩智浦在研發階段就進行了真正意義上的合作，才得以快速開發產品，也更容易進入市場。我們著重于提供定制化零件，并讓客戶更主動地參與研發過程，因此能夠提供成功商用的產品，并藉此獲得絕佳的市場機會。

　　游戲規則仍然是：創新

　　半導體市場競爭十分激烈，毛利持續下降，投入超過20%的銷售收入的進行研發工作已經不再必要。不過出于成本考慮而暫緩創新，是行不通的。

　　我們很清楚，不論是先進的 CMOS SoC，或是漸行漸近的新摩爾定律的應用，創新都將繼續扮演半導體行業的驅動力。要適應已截然不同的經濟狀況，就必須采取創新戰略。

　　業界必須采取更靈巧的方式進行創新。創新不能恪守 CMOS 藍圖的既有路線，而必須通過現有及新興技術有創意的結合，創造專為客戶量身訂制的智能解決方案?；诙嘀丶夹g（新摩爾定律）的應用趨勢有助于創新，并且不需要先進 CMOS技術昂貴的 開發成本。

　　采用更靈巧的創新方式，也代表我們可以與客戶合作，創造量身打造的解決方案，并可降低成本，加速上市時間。采用更聰明的創新方式，還意味著我們需要將合作擴展到更廣大的產業生態系統，包括各個機構、大學、政府以及標準化組織。

　　創新仍將是半導體產業成功的必備條件，只不過這不是唯一的出路。公司若愿意追隨創新趨勢，抽身于不顧成本及功耗極限地對速度的無盡追求，將有機會創造利潤客觀的技術，不僅受益于公司自身，并最終受益于整個社會。

　　恩智浦的新摩爾定律創新成果

　　恩智浦已經針對新摩爾定律的元件與 IC積極開展研發與銷售工作。接下來我們將展示具體范例，闡釋新摩爾定律法則如何推動技術開發，并藉此創造有趣的商業機會，最終為日常生活創造更高的價值。

　　消費性電子產品的電源供應效能

　　不論是在運行或待機模式下，全球而言，筆記本電腦、臺式機等消費電子產品的電源供應單元都浪費了大量能源。

　　為解決這項問題，全球許多國家和地區都立法要求交流電源的功率模塊必須隨時維持高效運作，包括在待機時的低功耗模式下；此外還禁止使用傳統變壓器。要成本經濟地達成上述節能目標，必須采用特殊技術，在運行模式中納入智能功能，并從根本上提高定制化電源裝置的能效。

　　恩智浦的GreenChip系列產品即是成功范例，不但符合能源之星（Energy Star。能源之星是一項主要針對消費性電子產品的國際性能源節約計劃，1992年首先由美國政府推出，之后澳大利亞、加拿大、日本、新西蘭、中國臺灣、歐洲等地亦加入該計劃）的規范，還減少了二分之一的電源供應損耗。我們結合了優化的架構與設計，并搭配特殊的半導體技術，從全功率到待機模式，都一樣具備節能效果。摩爾定律應用的特點，就是將眾多功能整合至單一 IC，不過在此并不適用。我們采用了不同的 IC 技術，以達成優化的整體性能：在主要控制器與功率因素校正上整合高壓裝置，與這些裝置的接口采用高密度、高速、低電壓控制智能接口。最后我們在輸出控制器采用低至中壓技術，以在二級高壓電流的狀況下控制同步整流器。恩智浦獨特的技術解決方案，具備有史以來最出色的變壓效率，遠超過全球立法規范標準。

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　　照明

　　由白熾燈轉換為熒光燈 (CFL) 或燈管 (TL)，最高可節省 80% 的照明電力。目前已有部分有遠見的國家打算全面禁止銷售白熾燈。

　　傳統的CFL 與 TL 的驅動電子使用分立的電源元件，不過目前面臨這采用整合式解決方案的壓力。對專業市場而言，效率與成本無疑是必要條件，不過各種設備需要智能控制功能，鏈接環境照明與空間檢測，因此無線通信與控制成為重要因素。在低成本的 CFL 市場，IC 技術對于減少浪費、縮小體積，以及延長使用壽命而言，無疑具有相當大的吸引力。IC 驅動器也可以提供強化功能，例如發光相位控制、頻率控制、PFC，并兼容傳統的相位中斷式調光器控制。恩智浦的CFL驅動器采用高電壓 SOI（絕緣體硅芯片）技術制造，2個電源晶體管采用半橋式裝置。這種技術可以簡化設計，縮短上市時間，因此更容易整合復雜的管理電路和電源控制，而不必擔心閂鎖效應的風險。

　　LED照明解決方案具有體積小、電壓適應力強、節省能源、可控制色彩與亮度，以及使用壽命長等特點。LED 照明成本低，并采用了高度整合的驅動器電子，因此有望廣泛投入使用。

　　LED 燈與白幟燈的能效收益相近，但運行電壓相對較低，因此可提供更有效的交流/直流轉換，并具有輸出與色彩平衡控制等功能。

　　目前市面上已有透過標準 TRIAC 調光調整亮度的LED產品。LED 驅動器與控制器的進一步發展，旨在繼續降低能耗，減少發熱以縮小產品體積，以及PFC（調整 25W 以上的諧波失真）。

　　恩智浦其他成功的應用領域，包括移動應用的 LED 閃光燈、液晶電視的 LED 背光調光技術，可大幅節省超過 50%能源。

　　智能汽車鑰匙

　　如今的汽車鑰匙具有自動鎖死功能，并可通過單向通信進行遠程接入。根據最新的開發成果，汽車鑰匙已成為結合眾多功能與特色的系統。車主可通過鑰匙配備的LED，或是顯示器以及雙向通信功能，只要在操作范圍內，就可以于遠程檢查車輛狀態，例如上鎖或未上鎖。

　　鑰匙的標準化接口采用近距離無線通信(Near-Field Communication; NFC)技術，可實現多種功能。舉例來說，汽車位置、油量，或是胎壓，都可顯示在NFC手機上。如果手機包含 GPS 接收器，甚至可以幫助車主找到汽車。同樣的標準化接口，也可增加安全元素（例如恩智浦 SmartMX），利用汽車鑰匙進行付款。

　　汽車鑰匙功能的擴展功能不勝枚舉，可通過智能整合成熟的 CMOS、高電壓、模擬、射頻、MEMS、先進封裝等現有技術而合實現。

　　冷鏈：食品安全與保存

　　全球每年浪費的易腐性產品，總金額高達 350 億美元，其中包括食物、飲料、鮮花、藥品、疫苗、血液以及化學品。

　　所謂的冷鏈，是指這類產品從生產、運輸、儲存到抵達消費者的供應鏈，全程冷藏處理并進行控制。

　　通過在產品上使用智能標記，可以避免許多的浪費。產品與容器上的 RFID 標簽包含溫度、濕度、O2/CO2 濃度、酸堿值，光線強度等各種傳感器，若能實時監控這些數值，就可以在偏離安全值時啟動警告。如果能早點發現產品快到保質期，就可以確保產品安全，避免浪費。智能標簽使物流更符合成本效益，也減少了儲存空間。

　　近距離無線通信 (Near-Field Communication; NFC)

　　NFC技術近年來逐漸引人注目，有越來越多的機構例如銀行、交通運輸業者以及手機制造商，都希望在自己的業務中引入這項技術。

　　不過由于業界尚未建立統一的標準，NFC在手機制造商與移動運營商中的規模應用尚待時日。

　　恩智浦是NFC的共同發明者，我們一直處在推動標準發展的前沿，并努力構建業界生態系統，以帶動標準的發展，推動應用擴展。社會日趨復雜，消費者需要具備多重功能的設備協助簡化生活?；谶@一認識，恩智浦因此最近推出了首款標準化芯片，刺激市場發展。

　　該新芯片使SIM卡成為 NFC 設備的核心部件，確保非接觸式交易的安全，并承載 NFC 應用，以解決部分阻礙 NFC 發展的問題。不過恩智浦并不認為 NFC 的應用僅限于手機，因此我們與重要的 OEM 廠商合作，要將這項技術整合至筆記本電腦以及數字相框等更多不同的設備，以改進各種媒體的端到端（P2P）分享。

　　雖然 NFC 至今仍未成為主流技術，不過接下來的 12 個月，將是 NFC大展身手，發揮潛力的關鍵時刻。

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　　醫療應用的超低功耗技術

　　醫療電子是半導體發展最快速的領域之一。恩智浦的超低功率解決方案基于磁感應無線電技術及 CoolFlux DSP，可支持最新的助聽器產品。我們的芯片支持最高可達 298 kbps的數據速率，并具備雙向通訊功能，支持立體聲音頻流和雙耳處理等新型應用。集線器的使用可為MP3 播放器或移動電話配備無線連接功能，輕松與助聽器連接。此外，相較于射頻信號，短距離（50厘米以下）的磁感應無線電信號可節省更多能源；穿越身體組織時，信號強度的降幅也相當有限。磁感應無線電信號與人體組織的互相作用也遠低于傳統的射頻訊號，因此可降低組織損傷的風險。

　　其他超低功耗醫療應用，包括監控生命功能的體內傳感器、神經刺激與疼痛管理應用設備，以及心律管理設備。以上都是新摩爾定律技術提升生活質量，而不只是加快生活速度的成功典范。

　　智能電表

　　過去十年間，用于計量家用電力、煤氣、水力及暖氣的電機式設備，已逐漸更換為全數字電子儀表。這類儀表多半具有通信功能，可連接至自動讀表 (AMR) 或先進讀表基礎建設 (AMI) 網絡等所謂的智能計量網絡。

　　這一市場的主要推動力是電表應用。AMR/AMI 可幫助電力供應商降低帳務成本，并能更有效的管理電網尖峰負載；這是影響電力行業成本與容量的關鍵因素。

　　目前市場對電子煤氣表、水表及暖氣表的需求已經開始成長。政府之所以推動智能儀表的應用，是因為消費者可因此更了解他們的能源消耗模式，這在降低能耗方面已經顯現效果。此外，更好利用現有發電容量還可減少二氧化碳排放。

　　未來幾年，智能儀表將發展為建筑控制的家庭網關，連接所有室內儀表（包括煤氣表、水表、暖氣表及電表），并可通過雙向通信功能，提供保安或警報服務。

　　恩智浦正為這一不斷成長的市場提供關鍵的半導體元件，包括專用的電子儀表微控制器、實時時鐘、顯示驅動器，以及邏輯 IC與分立器件等標準產品；恩智浦還為預付費電子儀表解決方案，以及短距無線通信的 IMS 波段收發器提供接觸式與非接觸式讀卡器 IC。

　　車載信息通信系統

　　智能交通系統可大幅改善流動性，減少交通阻塞，并為可持續性發展做出貢獻。歐洲在道路收費與稅務系統的采用上意愿強烈。

　　政府的營收預期十分可觀，特別是在目前經濟狀況下。道路收費基礎設施建設，也可用于解決流動性與環保駕駛的挑戰。

　　安全要求日漸增加，因此也需要更快速的應急反應。歐洲緊急呼叫中心 (The European Emergency Call; eCall) 是歐洲政府著名的創新方案，要求歐盟地區銷售的所有車輛，都必須安裝 eCall 功能。這些進展需要低成本的車用信息通信解決方案。為最大限度降低系統成本，需要采用全新的微型架構。恩智浦為應對這一需求，設計了第一代車用單元平臺，稱為ATOP 2.5G。這是一種多核心的交鑰匙解決方案，應用于車載信息通信應用，結合了 GSM/GPRS、GPS、SRAM 、閃存、基于ARM7并支持 CAN、USB及多重序列的處理器間總線的微控制器供、符合銀行標準（Bank Standards）安全級別的安全控制器 SmartMX，以及 NFC 標準的 RFID 接口。所有這些均集成在一個BGA 封裝中，面積為 31x31毫米，高度則不到3毫米。

　　該器件不論是成本、尺寸、車內連接性還是能耗，都進行了優化。它配備了完全整合的標準軟件，確保通過 GSM 認證，符合汽車行業標準與政府的質量的要求。

　　基站

　　移動通信是人類的基本需求，人們需要隨時隨地進行溝通。手機的驚人增長即是證明，手機并不僅僅應用于通話，手機上網也愈演愈熱。這一成長與全球無線基礎建設的快速擴張相輔相成?；颈仨毺嵘齻鬏斨量蛻舻臄祿魅萘浚ǚ涓C容量）。這就要求3G與4G系統進行更復雜的信號調制，而這需要更高的輸出功率。

　　能源消耗與二氧化碳排放不斷困擾整個社會，因此基站也必須提升能源效率。不過這與上述更復雜的信號調制以及因此帶來的更高輸出功率的趨勢互相沖突。

　　為滿足這種沖突性需求，恩智浦正在開發應用于基站射頻區的元件，覆蓋數據轉換器（DAC 與 ADC）、使用小型信號區塊（混波器、LNA、VGA …）、射頻功率晶體管等。恩智浦應用于功率放大器的RF-LDMOS技術，可為3G、LTE 以及 4G 等先進的復雜信號調制應用提供最優異的性能，并擁有最出色的能效。恩智浦還將推出 GaN 技術，進一步實現更卓越的性能。

　　此外，恩智浦正投資研發功率放大器架構，以進一步降低能耗。例如，恩智浦即將推出一種集成的先進放大器——集成的Doherty，這將是RF功率領域首款同類產品。

　　長遠來看，隨著互聯網與手機電視點播等對帶寬需求較高的應用的發展，基站的蜂窩容量將繼續大幅提升。這將要求相位陣列基站等更先進的系統。恩智浦正在研究高性能構建模塊，以打造此類基站。恩智浦坐擁所有相關的先進技術，勢必在未來基站領域扮演領導者角色。