
安全可靠已经成为赛普拉斯的基因,也是赛普拉斯制胜于汽车、工业和物联网市场的法宝。
2019 年 9 月 17 日,赛普拉斯(Cypress)在北京举行媒体沟通会。赛普拉斯半导体公司汽车电子事业部亚太区市场总监文君培、物联网运算与无线事业部中国区市场总监林明、存储事业部中国区市场经理曹敏出席,向与会媒体分享了汽车、工业、通信、医疗、物联网、消费电子等领域的数字化/智能化趋势、行业发展前景,以及赛普拉斯产品解决方案的要点和应用案例。沟通会前一天,Wi-Fi 联盟公布首批通过最新 Wi-Fi 6 认证的产品,赛普拉斯跟英特尔、高通、博通等公司一起,成为首批获得 Wi-Fi 6 认证的半导体公司之一。其车规级(Auto-Grade)的 Wi-Fi 6 芯片 Cypress CYW 89650 名列其中,是该类产品的唯一,为赛普拉斯的媒体沟通会提供了一个业界领先地位的注脚。Wi-Fi 6 基于 2019 年最新推出的无线局域网标准 IEEE 802.11ax,相对应的 Wi-Fi 5 基于 2012 年推出的无线局域网标准 IEEE 802.11ac。Wi-Fi 6 提供了几乎 4 倍于 Wi-Fi 5 的容量,可以为密集连接的 Wi-Fi 环境带来显示的改善。Wi-Fi 6 将开启一个全新的时代,它让连网设备具有更低的延时、更高的带宽、更多的并发数,可以支持更多的 IoT 节点。

当前,半导体无处不在,成为连接现实世界与数字世界的关键。半导体公司通常都有着庞大、复杂的产品目录,赛普拉斯也不例外,三位嘉宾的演讲,信息量巨大。这里,我们挂一漏万,先把书读薄再读厚。纵观赛普拉斯的产品与解决方案,可以归纳为「三头、两绪」。三头是存储、运算和连接,两绪是汽车和万物互联。而安全可靠是赛普拉斯产品与解决方案的基调和特色优势。
三头:存储、运算、连接
通常来说,存储、运算和连接是 IT/ICT 行业最基础的划分。在此,我们从这三个方面,看看赛普拉斯提供了什么样的解决方案。
1. 存储
存储芯片是赛普拉斯最早的拳头产品。赛普拉斯在 1982 年成立时,就是以存储芯片供应商的面貌出现的。赛普拉斯提供的存储芯片,不是人们在手机、笔记本等消费电子产品中使用的存储,这类产品通常由三星、东芝等公司提供。赛普拉斯主要提供高可靠、低功耗、耐久性的工业级存储,并且提供了业界最全面的存储产品组合,全面覆盖 NOR Flash、SRAM、NVRAM、eNVM 等。

赛普拉斯的存储芯片,在很多细分领域处于绝对领先的市场地位。例如,所有主流的汽车电子厂商包括大陆汽车、哈曼、三菱、松下、博世等等跟赛普拉斯都有合作;大家耳熟能详的工业自动化厂商海康威视、罗克韦尔、霍尼韦尔、施耐德、ABB 等等,网络与通信厂商华为、中兴、博科、爱立信、思科、富士通、安捷伦等,以及戴尔、惠普、IBM、波音、微软、佳能、东芝等等,都在使用赛普拉斯的存储芯片。在个别的细分市场,赛普拉斯的占有率甚至超过 90%。
关于赛普拉斯存储芯片的高可靠、低功耗、耐久性等特色和优势,我们在后面做进一步的介绍。
2. 运算
在运算方面,赛普拉斯的 PSoC 架构在全球嵌入式芯片领域享有盛誉。赛普拉斯的 PSOC 架构是 2000 年开始推出的。2015 年 3 月,赛普拉斯跟原富士通旗下的飞索半导体 (Spansion) 完成合并,进一步加强了在该领域的实力。近 20 年来,PSOC 架构的 MCU(微控制器)经历了 Arm Cortex M0 到 M4,从 8 位到 32 位,现在最新的架构是 PSOC 6,一路走来,深受市场认可。
PSoC 6 是一款专门针对物联网应用的微控制器。它有三个优点:一是功耗低。首先是一个超级低功耗的微控制器,按照 PSoC 6 同等的算力,它的功耗比市场上其它产品要低两到三倍,这意味着,它可以帮助客户延长 50-80% 的电池寿命。二是安全性高。除了基本的加解密引擎以外,PSOC 6 还设置了非常严谨的安全启动流程。而且,PSoC6 通过双核架构支持可信执行环境的机制。三是可编程性。PSoC 具有非常灵活的可扩展性和可编程性,内部集成了很多模拟/数字接口和可编程逻辑,可以提高产品上市的速度。

3. 连接
赛普拉斯很早就有低功耗蓝牙的产品。2016 年,赛普拉斯收购博通的物联网(IoT)业务,形成了无线连接芯片、尤其是 Wi-Fi 芯片领域的强大实力。
早在 1997 年,博通就推出了第一个 Wi-Fi 产品,到现在已经有 22 年了。Wi-Fi 的技术规范从 1997 年的 802.11,到目前市场上的 802.11ac,业界将其称为 Wi-Fi 5。如本文开头所述,赛普拉斯在最新的 Wi-Fi 6 规范方面,已经走在业界前列。

赛普拉斯在无线连接领域主要有三个优势:一是在技术细节上的雕琢。例如赛普拉斯的 RF(射频)设计,在发射功率和接收灵敏度方面非常优异,实现了网络范围、速率和稳定的业界最佳。二是世界一流的集成和功耗性能,在一个芯片上集成 Wi-Fi、蓝牙、功率放大器、低噪声放大器、电源管理单元、交换器、巴伦(平衡非平衡转换器)。赛普拉斯的 Wi-Fi+蓝牙 Combo 芯片在市场上备受欢迎,50% 的收入来自 Combo 芯片。三是多种无线协议栈共存的问题,赛普拉斯得益于十多年的技术积累,开发很好的共存算法和引擎,例如蓝牙和 Wi-Fi 共存,互相之间没有干扰,软件和硬件的结合也做得很好,产品非常稳定。四是提供了完整的软件开发工具,中间件、开发套件等,例如 WICED Bluetooth、WICED Wi-Fi,让客户可以快速地开发自己的应用。
此外,赛普拉斯的 USB-C 有线连接解决方案也在相应的市场拥有重要的一席之地。
两绪:汽车和万物互联
汽车和万物联网(IoT),是赛普拉斯 3.0 战略聚焦的两大重点增长领域。
1. 汽车:赛普拉斯有六大机会
当前,汽车领域有四大变革趋势:一是高度互联;二是驾驶自动化;三是人机交互;四是电力驱动。这些变革趋势跟半导体息息相关。
正在到来的汽车应用场景是这样的。汽车内部会有越来越多的电子控制单元(ECU),它们互相连接成为一个小型的网络,进行通讯和运算。人与车之间通过语音、手机 App 等形式进行大量的连接和交互,例如通过语音唤醒车上设施、通过手机 App 开启车门等。人们通过汽车的联网功能获取电影、视频等内容服务,司乘人员将个人设备上的内容投屏分享到车载屏幕,供同车人员欣赏。汽车与外界环境保持连接,进行充电,实现自动驾驶等。
如此一来,汽车便从机械化的交通工具变成了智能化的生活空间。大量的连接,大量的数据,大量的运算,对半导体的需求量会越来越大。根据测算,2018 年,一台汽车上的半导体部分大约占 300 美元到 1000 美元。到 2023 年,一台汽车上的半导体部分将占到 400 美元到 1500 美元。从 2018 年到 2023 年,相较于整体的半导体市场复合增长率只有 2% 左右,汽车半导体的年复合增长率将达到 7%。

从赛普拉斯的角度,可以为汽车提供车规级的 Wi-Fi、蓝牙/低功耗蓝牙、USB 连接,可以提供车规级的微控制器(MCU)、人机交互解决方案、存储产品,具有非常大的市场空间。目前,赛普拉斯的无线连接产品、USB-C 控制器、微控制器、人机接口控制器、存储都处于汽车领域市场占有率第一的位置。
赛普拉斯在汽车市场的一个重要策略是提供可扩展的平台化解决方案,交付全系列的芯片产品,提供车规级、高质量的部件,让客户实现软件重用,开发一套软件就可以用于入门级配置到高端配置、用于几代车型,甚至用于一个厂商不同的品牌系列。为此,赛普拉斯会在每个平台投入 6000 万美元到 1 亿美元,打造成熟的产品,极大地降低风险。
在全球汽车市场,赛普拉斯的产品解决方案有六大机会:一是仪表盘 MCU 市场,赛普拉斯的 Traveo II 目前占有率为 37%,未来每年的潜在市场机会约为 10 亿美元。二是在车身 MCU 市场,赛普拉斯目前占有率为 7%,未来的潜在机会预估每年达到 17 亿美元。三是 HMI 人机交互领域,赛普拉斯的 MCU 市场占有率为 46%,这个领域的业务机会预估 2023 年达到每辆车 31 美元。四是存储领域,目前赛普拉斯的 NOR 闪存占有率接近 70%,得到所有的自动驾驶平台、所有的自动驾驶处理器认可,50% 的自动驾驶平台完全采用赛普拉斯。这个领域的业务机会预估 2023 年达到每辆车 45 美元。五是无线连接,赛普拉斯目前市场占有率为 34%。这一领域的业务机会预估 2023 年达到每辆车 33 美元。六是有线连接领域,USB-C 充电将在汽车上普及,赛普拉斯的 USB-C 芯片的业务机会到 2023 年将逐步增长到每辆车 6 美元。
2. 万物互联(IoT)分一杯羹
PC 时代连接的设备数量是 1 亿级别,宽带网络时代连接的设备数量是 5 亿级别,智能手机时代连接的设备数量是 10 亿级别,现在进入了 IoT 时代,连接的设备数量是 100 亿级别。市场空间巨大,赛普拉斯决定抓住这个机会。
从 IoT 的角度,赛普拉斯将半导体需求划分为连接、运算、人机交互、软件四个方面。连接是赛普拉斯在这个领域的首要机会。因为如前所述,赛普拉斯在连接方面拥有 Wi-Fi、蓝牙/低功耗蓝牙、USB-C 有线连接的优势。

在 IoT 的云算方面,赛普拉斯将其划分为两个细分领域:一个是需要微控制器的应用领域,以赛普拉斯 PSOC 为主打;一个是人机交互领域,面向触控设备、穿戴设备、手机、数码相机、智能音箱、声控设备等,赛普拉斯除了提供 MCU 以外,还能提供触控芯片、触屏芯片、语音处理芯片等解决方案。

在软件方面,赛普拉斯为客户提供 IoT 开发套件,让客户可以快速开发出自己的应用。赛普拉斯提供一个软件包叫 ModusToolbox,它结合了赛普拉斯 PSOC 的编程工具 PSOC Creator 和无线连接开发工具 WICED 的功能,方便 IoT 客户使用。赛普拉斯提供丰富的中间件套件,支持亚马逊的微控制器操作系统 FreeRTOS,支持阿里的物联网操作系统 AliOS Things,方便连接亚马逊云、阿里云。ModusToolbox 将所有这些中间件、驱动程序都放在开源平台 GitHub 上,方便客户使用。

赛普拉斯还在 2018 年底收购了一家公司叫 Cirrent,提供 Wi-Fi 相关的软件和云服务,让 IoT 客户的产品更易用、更可靠、更安全。
安全可靠:赛普拉斯的特色和优势
前面谈到,赛普拉斯在公司成立之初,是为工业领域提供存储芯片。这些领域都对安全、可靠、耐久性有特别的要求。汽车不能因为芯片的原因影响启动和行驶,更不能因此造成安全事故;通信基站一旦安装完成,需要 7*24 小时不停运转,尤其是安装在珠峰这样环境的基站,在其使用寿命之内都不要发生故障;用于心脏起搏器的芯片,一定要能稳定运行到患者生命尽头。极寒、高温、腐蚀、撞击、省电,都是芯片在工业环境要经受的考验。

在这方面,赛普拉斯的产品以存储为首,提供了超常安全性、可靠性和耐久性的产品组合。赛普拉斯的存储产品有一个 PPM 考核指标,就是 100 万片中出现不合格产品的数量。以赛普拉斯车规 NOR 闪存为例,这个指标在 2015 年第四季度为 4,最近几年呈现逐年下降的趋势,2017 年第四季度下降到 1 下。2019 年的目标是下降到 0.5 以下。因为产品质量可靠,赛普拉斯获得了丰田汽车的最佳供应商奖。

在运算方面,前面谈到 PSOC 6 除了基本的加解密引擎以外,还设置了非常严谨的安全启动流程,这些都是为了保障车规级、工业级的应用。文章开头谈到的赛普拉斯最新通过 Wi-Fi 6 认证的无线连接芯片也是车规级的。
赛普拉斯特别提出强调的一个术语叫功能性安全,就是在各种环境下都要确保产品能够正常使用。此外,赛普拉斯还开发了新的技术,从芯片层面抵御黑客攻击。
黑客为了攻击一个重要设施,有可能把某个电路板(PCB)偷偷拿走,了解其通讯方式,模拟它的通讯,来了解其内部通讯机制。或者直接 PCB 上增加一个通讯模块,进行远程控制。赛普拉斯在产品中增加一个安全功能,当产品第一次启用时,存储芯片和主控芯片握手配对,在此之后,再也不会接受其它芯片的指令,从而实现最终的可靠性。
通过这些例子可以看出,安全可靠已经成为赛普拉斯的基因,也是赛普拉斯制胜于汽车、工业和物联网市场的法宝。
以上就是赛普拉斯本次媒体沟通会的主要内容,现实世界、数字世界、半导体世界、赛普拉斯产品解决方案的千头万绪,用一篇文章很难写清楚,这里以三头两绪把赛普拉斯这本书读薄,需要了解详细信息时,便可以按图索骥,把书读厚。