日媒:中國半導體的修煉之道

來源:本文由公眾號半導體行業觀察(ID:icbank)翻譯,原作http://eetimes.jp,謝謝。

日媒:中國半導體的修煉之道|半導體行業觀察

擅長“小型化”的日本廠家

過去,電子產品的進步主要是以半導體為中心的“小型化”的發展(也就是所謂的“摩爾定律”),同時附加很多功能;如今,電子產品的進步主要是體現在當今發展到頂點的智能手機、以智能手錶(Smart Watch)為代表的可穿戴設備(Wearable Device)。這些產品都是通過電池驅動且具有較高的計算(Computing)功能,另外,也具備攝像、運動(Motion)、氣壓、溫度等多個傳感器。

智能手機(Smartphone)和智能手錶(Smart Watch)的“智能(Smart)”同時具備兩層含義:“智慧、聰明”和“小巧、輕薄”。

曾經的日本通過在全球範圍內製造更小型的產品,創造並擁有了較高的質量,得以引領全球技術的發展。日本曾通過電子計算機、手錶、攜帶式收音機、音樂播放器(Player)、緊湊型數碼相機(Compact Digital Camera)、集成電路錄音機(IC Recorder)等一系列的優秀的電子產品拓展了世界市場。20世紀90年代的大部分時間,筆者都是在美國的硅谷度過的,當時的美國及許多國家的電子產品的商店都充斥著日本產品。

所謂的小巧、輕薄——“輕薄短小”是日本產品的壓倒性的絕對優勢和特點。

現在我們通過各種途徑獲得了90年代、2000年以後的等距今20-30年前的具有歷史性(Historical)意義的產品,並進行定期分解。並不是為了與今天的產品進行對比,而是為了彙總當時機械地(Mechanical)組合的產品如何被今天的電子產品所取代的。

即使是今天日本的產品依舊具有“輕薄短小”的特點,很多產品依舊很優秀。但是,一些粗糙、不精緻的產品也隨處可見。

圖1 是中國產的手機,可以實際用作通過通話和通信,其大小約是3個100的日元硬幣,幾乎小到難以使用。但是,就這在樣小巧的產品中卻安裝了用於通信的芯片、雖簡易卻具備可以進行簡單的運行程序的處理器,雖然不能用於主要用途(Main Use),但是可以用於緊急情況(Emergency)下。

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圖1:中國正在竭盡全力開發“輕薄短小”的產品。(圖片出自:Techanalye Report)

像以上這樣的智能手機正誕生在中國。真的能賣得出去嗎?——沒問題!問題在於是不是想賣,正是因為有生產這一產品的土壤存在,才得以生產和銷售。實際分解一下此產品,框體和基板等雖然尺寸小巧,卻和正常尺寸的產品一樣都被精心地安裝在手機裡。

如今,“輕薄短小”成了中國的“看家本領”!

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如手掌般大小的智能手機

圖2 是於2019年1月銷售的中國深圳廠家Anica

Technology的超小型智能手機——“K-TOUCH i9”,有數家這類智能手機在中國銷售產品。其尺寸約是一般智能手機的一半左右,顯示屏約為3英寸左右,重量約為3g左右,但智能手機應具有的基本功能都具備。是“第二手機(Second Smartphone,如果想要兩部手機的話,第二部手機就是Second Smartphone)”的不錯選擇!我們公司購買了兩部手機分別用於分解和實際使用(近日,第二部也被分解了),小巧、攜帶方便,並且尺寸合適。

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圖2:“K-TOUCH i9”的外觀。(圖片出自:Techanalye Report)

當今智能手機的主戰場是搭載6英寸以上的顯示屏、攝像頭的“多眼化”,為此,在智能手機“大型化”的同時兼具正好盡收於手掌的尺寸,剛好可以在電車等交通工具中舒適地操作。

OS(Operating System操作系統)是Android 8.1。雖然體積小,但也配備了之前流行的單眼500萬像素的攝像頭,也配有Wi-Fi、Bluetooth、LTE通信。

在智能手機的最前線幾乎看不到任何日本廠商的身影,所以有不少日本人認為,真想買一部這樣的手機當做“第二手機”!

圖3是“ K-TOUCH i9”的外觀及分解圖。它與一般的智能手機一樣,頂部是SIM 卡槽(Card Slot),底部是與外部連接的端子。基板和電池重疊於內部。此照片是取下電池後拍的。進行處理通信和Android系統等的基板基本和智能手機的尺寸一樣大。內部由金屬護罩(Shield)分割4個區域的功能:Processor處理單元、通信擴大(Amplifier)單元、Wi-Fi/Bluetooth通信單元、SIM卡。左側的內部排線是通信天線。

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圖3:“K-TOUCH i9”分解圖。(圖片出自:Techanalye Report)

製作地十分精細(分解後便知!),並且各個細節都連接的恰到好處,要拆卸和分解還花費了不少努力。

首先,分解需要花費努力的產品,其生產和組裝需要更多的時間和精力。雖然也有一些地方拆掉幾個螺絲就可以分解,不過此款智能手機做的還是非常細緻的。為了應對例如手拿著手機走路(微振動)、無意觸摸(觸摸屏等)、偶爾墜落等這些惡劣的使用條件,也採取了對應的技術措施。

圖4是“K-TOUCH i9”被取下金屬護罩(Shield)後的基板的樣子,基板採取的單面安裝,即僅在一面安裝電路(半導體和被動元件)。所以手機才這麼輕薄。

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圖4:“K-TOUCH i9”搭載的具有代表意義的中國芯片。(圖片出自:Techanalye Report)

主處理器(Main Processor)是臺灣的MediaTek(聯發科)產的。用於通信的收發器(Transceiver)和電源IC、Wi-Fi通信等的芯片都和處理器是配套的(Kit)。也就是說這是在一個平臺上的靈活運用。由中國生產的芯片把以上這些“團團圍住”:用於通信的功率放大器(Power Amplifier)、音頻芯片(Audio Chip)、觸摸屏控制器(Touch Panel Controller)、電池充電器(Battery Charger)等。除了圖4以外也有很多地方使用了中國產的芯片和零部件。作為手機的大腦——處理器是臺灣產的,手機的四肢是中國的芯片。

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分解“K-TOUCH i9”

圖5是“K-TOUCH i9”的芯片分佈圖。左側是地區(總部所在地)、右側則是僅關注中國芯片的功能分佈圖。“K-TOUCH i9”的幾乎8成的芯片都是來自中國或者臺灣廠家。

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圖5:“K-TOUCH i9”搭載的芯片的地區分佈圖及功能分佈圖。(圖片出自:Techanalye Report)

雖然在此並未列出,但我們的報告中定會記錄BOM(Bill of Material,即物料清單)表,不僅僅包括芯片的型號及名稱、功能,還有芯片廠商的地區,此款手機的芯片除中國大陸和臺灣外僅採用了美國的芯片。此外,此款美國芯片其實完全可以被中國或者臺灣取代。

從半數以上的中國芯片的功能分佈來看,中國芯片的功能分佈很平衡。像處理器這樣的數字產品(Digital)方面,HiSilicon、Allwinner Technology、Rockchip等具有較高的實力且被人們熟知,為了最大限度地靈活運用這些數字(Digital)功能,模擬(Analog)和功率(Power)半導體是不可或缺的。另外,音頻、電池、傳感器、通信這些哪一個離開了模擬都無法運作。

不僅是數字(Digital)方面,在模擬(Analog)和功率(Power)的芯片方面,中國半導體廠商的分佈也很平衡。而且,“K-TOUCU i9”大部分重要功能都是採用了中國的芯片。此外,集模擬和數字為一體的“1 Chip”化的“數模信號芯片(Mixed Signal Chip)”也是中國產的。

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邁向“輕薄短小”的最佳捷徑就是半導體

從此次的分解我們可以看出,中國半導體制造商不再是生產“點”、“線”,毫無疑問是在製造“面”!這不僅體現在智能手機上,通過拆解中國的無人機(Drone)、IoT(物聯網)小型設備(Gadget)、中國智能音響(Smart Speaker)、無線(Wireless)產品、汽車導航系統(Car Navigation System)等就可以瞭解中國的生產。

邁向“輕薄短小”的最佳捷徑,毫無疑問就是半導體!中國正竭盡全力地加強推進半導體技術,同時中國有手握著實現更加“輕薄短小”的“大門票”!

日本是要丟棄“輕薄短小”了?還是把注意力轉移到質量?是二選一還是兩者皆取?筆者認為,追求產品的“輕薄短小”是進一步提高產品質量的最佳捷徑之一,並不是減少零部件數量,也不是簡易組裝(關於這一點,今後筆者會做詳細說明)。

刻意做得複雜、並且提高質量,還是追求簡易、質量一般?對生產商來說,究竟哪一個是正確的戰略呢?此時,我們應該深思。


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