汽車和AI，是當(dāng)前半導(dǎo)體市場最為人矚目的兩大增長引擎。FPGA作為靈活可編程的半導(dǎo)體產(chǎn)品，也在兩個熱點市場有著差異化的應(yīng)用空間。

中小型FPGA在車用場景有三大作用

在電氣化、智能化趨勢下，單車芯片用量由傳統(tǒng)燃油車時代的 600 至 700 顆/輛增長至約2000 顆/輛，分布在智能汽車感知、決策、執(zhí)行的方方面面。在電動汽車和智能駕駛場景中，功率、MCU、算力芯片有著很高的聲量。其實，在提升駕駛體驗和功能安全方面，中小型FPGA也發(fā)揮著不可忽視的作用，正在越來越多地應(yīng)用于ADAS、信息娛樂、功能安全等系統(tǒng)，以及傳感器、智能后視鏡等產(chǎn)品。

“汽車主機廠對于半導(dǎo)體等元器件的期許，并不是基于它們讓車輛跑出更高的速度，而是打造差異化的駕乘體驗和安全功能。”Lattice（萊迪思）首席戰(zhàn)略和營銷官Esam Elashmawi 向《中國電子報》記者表示，“在初始階段，我們的汽車業(yè)務(wù)量比較小，但每年的增長率非常高，增速已經(jīng)遠遠超過工業(yè)、通信、計算等行業(yè)應(yīng)用。”

如今的車輛除了傳統(tǒng)的中控顯示和儀表盤，還涉及空調(diào)控制、導(dǎo)航、電子后視鏡等分布在汽車各個位置的屏幕。如果為不同規(guī)格的屏幕分別配置顯示芯片，會使車載顯示的配置和連接變得復(fù)雜。而FPGA可編程的優(yōu)勢，使通過同一芯片適應(yīng)多種屏幕成為可能。今年7月，Lattice推出了面向車載信息娛樂顯示屏互連和數(shù)據(jù)處理功能的解決方案，支持顯示屏互連和處理、多顯示屏互連等功能。“我們的FPGA具有靈活性，可以滿足并且匹配不同尺寸、不同分辨率的屏幕，如此一來，下游客戶不需要根據(jù)屏幕的尺寸和分辨率再去定制相應(yīng)的處理芯片。”Esam表示。

隨著汽車搭載的傳感器越來越多，F(xiàn)PGA在數(shù)據(jù)融合處理方面也有著用武之地。曾經(jīng)，車載處理器只需要處理少量傳感器的數(shù)據(jù)，如今單車搭載的傳感器多達10個以上。FPGA作為可以編程IO的芯片，能夠更加靈活地調(diào)用傳感器和信息輸入，對數(shù)據(jù)進行匯總和預(yù)處理，再傳輸給原有的車用處理器進一步處理或者直接生成結(jié)果并輸出到車載顯示器上。

此外，F(xiàn)PGA還能夠在一個容易被忽略但是起到重要作用的領(lǐng)域發(fā)揮作用——車用芯片之間的橋接和功能補充。雖然頭部車用半導(dǎo)體供應(yīng)商都在推出整合的方案，但依然存在同一輛車搭載了不同品牌、不同功能的半導(dǎo)體，導(dǎo)致接口不統(tǒng)一的情況。FPGA可以在不同的芯片接口之間起到橋接作用。另一方面，當(dāng)汽車需要增強特定的功能或者為關(guān)鍵設(shè)備添加冗余，也可以通過FPGA實現(xiàn)。“在汽車上有許多功能安全的需求，要求設(shè)備具有冗余性，比如儀表盤上關(guān)鍵信息的顯示、車輛速度、車輛警報等。在這些方面，F(xiàn)PGA的靈活性可以帶來優(yōu)勢，而且FPGA能夠?qū)⒏鞣N功能整合到一起，優(yōu)化整體的物料成本。”萊迪思亞太區(qū)總裁徐宏來表示。

FPGA在兩大AI場景均有發(fā)展空間

FPGA可以反復(fù)編程的特性，契合了人工智能算法持續(xù)演進和升級的趨勢。“人工智能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型隔段時間就會迭代變化，F(xiàn)PGA的好處在于，開發(fā)者可以隨時將更加新銳、效率更高的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型重新編程到FPGA,而不需要像ASIC芯片那樣進行重新設(shè)計。因此FPGA可以無條件地適應(yīng)未來的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。”Esam表示。

AI應(yīng)用主要分為兩大類，一類是在數(shù)據(jù)中心運行的大型生成式AI，另一類是筆記本電腦等設(shè)備搭載的邊緣式AI。全球前兩大FPGA廠商賽靈思和Altera的大型FPGA，已經(jīng)通過AMD和英特爾的異構(gòu)計算體系，為AI應(yīng)用提供算力。同時，中小型FPGA也正在從AI應(yīng)用中受益。

在數(shù)據(jù)中心，Lattice的FPGA搭載于CPU式、GPU式以及AI服務(wù)器中。在AI浪潮到來前，Lattice在該市場的收入也在持續(xù)增長。據(jù)Esam介紹，2019 年 5月，Lattice在服務(wù)器市場的搭載率約為 25%，如今搭載率已經(jīng)超過了100%。同時，每一代服務(wù)器產(chǎn)品都會帶來更多功能，有著更高的ASP（平均售價）。搭載率和ASP共同驅(qū)動著Lattice在服務(wù)器市場的成長。而AI專用服務(wù)器有著更高的FPGA搭載率，將為Lattice等中小FPGA企業(yè)帶來更多的機遇。

而在邊緣設(shè)備上，F(xiàn)PGA被應(yīng)用在工業(yè)自動化、汽車等終端AI上。曾經(jīng)，Lattice的產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)市場，如今筆記本電腦廠牌也開始采用Lattice用于人工智能算法的FPGA芯片。“幾年前終端設(shè)備市場還沒有規(guī)模化采用FPGA，現(xiàn)在終端廠商開始使用 FPGA。終端設(shè)備市場規(guī)模比服務(wù)器市場大 20 倍，每年的出貨量大約在2.5億到3億臺。這對于我們來說是一個完全嶄新的市場, 也是新的增長驅(qū)動引擎。”Esam說。

芯片供應(yīng)商若要更好地支持下游產(chǎn)品、IT基礎(chǔ)設(shè)施廠商追趕技術(shù)更迭迅速的AI浪潮，除了提供硬件，也需要提供軟件工具支持。Lattice推出了實現(xiàn)AI應(yīng)用的sensAI、實現(xiàn)嵌入式視覺的mVision、實現(xiàn)工廠自動化的Automate等軟件解決方案。接下來，Lattice會向上游延伸，與 IP合作伙伴、生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴進行進一步的合作，將預(yù)制IP編程到FPGA 中，以支持工業(yè)、汽車、通信、計算等行業(yè)所需的特定功能。

“FPGA行業(yè)的獨特性就是芯片占其中的50%，剩下的50%是相關(guān)的軟件工具，在這方面需要大量的積累和長期不斷的投資。”徐宏來表示。

FPGA芯片清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強有力的支持。

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