1.新應用推動半導體大幅增長, 高端代工, ASIC, NRE是成長焦點
集微網消息, 隨著新應用誕生, 帶動半導體需求大幅成長. 全球去年共有62座新晶圓廠建廠, 今年估達42座, 其中許多都位於中國大陸, 設備需求強勁. 人工智慧與自動駕駛汽車等高端半導體代工, 以及衍生服務特殊應用新片 (ASIC) 與委託設計 (NRE) 等是成長焦點, 對全球廣大的IC設計Fabless廠而言, 高端半導體幾乎等同於台積電代工業務, 台積電被外資視為全球CP值最高的AI股.
群益投顧指出, 蘋概股每年強弱競逐股價起起落落, 大多數台股蘋果供應鏈利潤水準低, 占蘋果產品成本比率亦低, 但概念股鍍金後股價漲勢淩厲, 例如3D感測穩懋去年股價大漲2.87倍.
今年1月下旬起, 市場預期都轉向關注今年推出的3款iPhone (OLED與LCD兼有) 傳聞規格, 蘋概股股價反應也都是領先新機實際推出3~ 6個月以上, 例如iPhone X供應鏈的行情在iPhone X上市前6個月啟動, 以此類推.
關鍵零組件在去年底iPhone X的Face ID達到高峰, '劉海' 區域包含紅外線鏡頭, 泛光照射器, 接近感測器, 環境光度感測器, 揚聲器, 麥克風, 鏡頭以及測繪點投射器功能, 3D感測可能用在非蘋高端手機, 機場通關, 無人商店, 辦公室出勤, 甚至奧運維安警戒等, 未來世界就是具備感測搜集數據與大數據的網路環境.
其他關鍵零組件則包括努力降低成本擴大產能的OLED, 以及Micro LED, 未來將應用在AppleWatch, 頭戴顯示器屏幕, 車用顯示屏幕等.
2.光子晶片橫空出世, 28歲MIT中國青年科學家直取AI算力霸業
英國牛津大學在 2017 年發表了用於計算的光子晶片的研發成果, 其研究人員使用了特殊的相變材料與整合光路, 類比人腦的神經突觸作用, 設計 '光子突觸' , 其理論運行速度是人腦的千倍.
實際上, 麻省理工學院的研究團隊與合作研究者也有類似的發現, 他們在更早的 2016 年提出了使用光子代替電子為理論基礎的計算晶片架構, 由於光和透鏡的交互作用過程本身就是一種複雜的計算: 傅立葉變換——利用這個原理, 並使用多光束幹涉技術, 就可讓相關係尋反應所需要的計算結果. 而這種晶片架構就被該研究團隊稱為可程序設計納米光子處理器.
2017 年 6 月, 麻省理工學院研究團隊針對可程序設計納米光子處理器提出了一份論文, 並且發表在《自然-光子》雜誌上. 該論文的第一作者及通訊作者, 出生在杭州的沈亦晨目前為 Lightelligence 的聯合創始人兼 CEO, 並且是《麻省理工科技評論》所評選出來的 2017年 35 名 35 歲以下中國科技創新青年之一.
光子計算在處理一些 AI 演算法時有獨特的優勢
圖丨2017 年《麻省理工科技評論》中國區 '35 歲以下科技創新 35 人' 入選者, Lightelligence 的聯合創始人兼 CEO沈亦晨
Lightelligence 目前在沈亦晨的帶領之下, 全力研發光學晶片的相關技術, 包含晶片設計, 核心演算法, 傳輸, 周邊等, 欲打造一個完整的光學計算生態. 由於 Lightelligence 研發的技術將可能徹底改變計算的生態, 因此獲得高度關注, 其中包括將雲端計算視為核心發展項目的百度, 以及多位美國半導體行業高管, 都因為看好光子晶片的未來性, 而成為Lightelligence的早期投資人.
沈亦晨對 DT 君表示, 由於其在麻省理工學院博士班的科研項目就是以納米光子為主, 剛好在 2015 年時, AI 應用快速起飛. 眾所周知, 除了數據以外, 硬體對 AI 的應用也是非常重要, 所以開始有了把光子應用在計算環境中的構想.
但為何 2015 年之前沒有人想過要把光子效應用來進行神經網路的計算呢? 沈亦晨表示, 這是因為過去神經網路計算並不流行, 而傳統的邏輯計算並不是光子計算最擅長之處.
事實上, 光子晶片或許將會是未來最適合用來作為 AI 計算的硬體架構, 這是因為光的特性先天適合線性計算 (AI 計算裡最重要的部分) , 這包含了高維度的並行計算. 相對的, 雖然量子計算近來也因為 AI 而受到關注, 但量子計算還是比較偏向擅長解碼或搜索的領域, 另外在量產的生態上也還不太成熟, 但潛力卻不容小覷.
從傳輸走向計算, 光子晶片將成終極計算解決方案?
從 2006 年開始, 英特爾推出首款標準 CMOS 工藝的電子混合矽雷射器之後, 電和光這兩個截然不同的物理現象終於成功被湊在一起. 往後數年, 基於此技術的超高頻寬光學傳輸架構更成為高性能數據中心的最愛, 藉此有效降低了大量數據傳輸造成的系統瓶頸.
2015 年, IBM 研究人員, 發表了針對光子計算的新實驗性技術, 通過把矽光子數組整合到與 CPU 相同的封裝尺寸中. 矽光子技術的問題一直在於晶片的光學介面, 不過 IBM 的光子解決方案能被應用於系統單晶片 (SoC), 以廉價的標準連接器 (edge connector) 在晶片之間傳輸光, 或是只要將 CMOS 晶片邊緣接在一起就能進行晶片對晶片的通訊.
這些光子晶片的發展主要是作為解決傳統晶片與晶片之間, 或晶片與存儲系統之間的互連問題. 而憑藉整合度高的光子晶片的發明, 取代了過去龐大複雜的光傳輸架構, 且速度能更快, 延遲更低.
然而, 真正把 '光子' 帶往計算領域, 甚至架構成 '光子晶片' 的概念, 卻是近兩年才逐漸被發掘出來.
由於半導體晶片技術雖依靠新應用與演算法的整合, 能做到的事情也越來越多, 但實際上晶片架構本身還是基於同樣的邏輯之下, 且受限於半導體工藝, 計算能力, 規模以及功耗, 成本形成難以均衡的四角關係.
這時, 業界也開始積極尋找能突破現況的新計算技術. GPGPU, 神經網路晶片, DSP, FPGA 都在不同的時期被提出來, 擅長解決特定應用計算領域, 但這些晶片並沒有解決根本的問題, 也就是其基於半導體結構所面臨的物理特性限制.
圖丨光子突觸作用原理
由 AI 所帶起的計算需求不斷膨脹, 促進了處理架構持續推陳出新, 譬如英特爾未來將結合 CPU 與 FPGA 計算能力, 藉以應對更複雜的應用情境; 英偉達則是在其最新一代的 GPU 方案上大幅強化推理性能. 除此之外, 亦有不少希望能夠針對特定計算推出更適合的新架構, 比如說類神經網路晶片 (NPU), 量子計算機 (Quantum computing), 以及最新的計算概念: 基於光子迴路 (Photonic Circuits) 的計算架構.
實際上, '光' 被使用在計算環境中已經有超過數十年的曆史, 過去主要用以在不同晶片或存儲設備間傳輸數據之用, 而因為相關的傳輸技術成本太高, 且必須搭配昂貴的周邊才能顯現出其效益, 也因此, '光' 的傳輸從沒有被普及到消費市場, 導致我們對這個事實沒有太明確的認知.
然而, 計算則是另一層次的問題.
圖丨SMART Photonics的光子晶片
用很簡單的概念解釋光子計算晶片, 就是在晶片上使用了無數個光學開關器, 作用就類似半導體晶片中的邏輯柵, 利用不同波長, 相位和強度的光線組合, 在複雜的反射鏡, 濾波器以及稜鏡結構所組成的數組中進行資訊處理.
矽光子和微電子一樣, 都是基於矽材料的半導體架構. 而矽作為光學通信傳輸方面的應用已經相當普及, 由於光的快速反應和並行特性, 能瞬間傳輸大量數據, 因此被普遍應用在數據中心的伺服器上. 也因為光子傳輸過程穩定, 並行能力強, 且糾錯設計相對簡單, 傳輸和轉換所需要的能量極小, 所以採用光子計算的架構理論上可以做到相對低的功耗表現. 其次, 光子晶片理論上也能做到規模極小的應用上, 比如說移動設備中.
光子晶片可沿用目前成熟的半導體工藝技術, 而目前仍處於實驗階段的光子晶片僅需要老舊的微米級工藝就可達到大幅超越既有半導體晶片的計算能力, 也因此未來工藝微縮空間極大. 而憑藉晶片密度的增加, 性能還能大幅成長, 甚至有機會徹底改寫摩爾定律的限制.
沿用 CMOS 工藝是光子計算最大優勢, 但目標非取代傳統半導體計算
圖丨CMOS
沈亦晨表示, 由於光子晶片基本上還是以目前的 CMOS 製造工藝為基礎, 相對於量子計算使用的特殊工藝, 在成本或量產技術方面都要更有優勢, 雖然目前實驗室中的光子晶片在密度上還比不過傳統半導體晶片, 但已經比量子晶片好很多了.
而光子晶片的效能取決於架構和演算法, 比如說同時使用多少路不同波長的光來進行組合, 或者是在晶片中使用的光學訊號的頻寬, 以及光電轉換時的瓶頸, 但是單從光的物理特性上來看, 在合適的演算法上要做到傳統半導體晶片的百倍速度是不會有太大的問題的.
當然, 理論上光子晶片可以做到規模很大, 也可以做到很小, 但因為光不適合做非線性運算, 另外光晶片的整合度和尺寸還是會有一定的規範, 要完全取代半導體晶片還是有很大的難度.
從晶片, 演算法到周邊的生態正在發展中
沈亦晨強調, 目前 Lightelligence 的光子晶片發展已經完成實驗室階段的展示, 在演算法, 匯流排以及存儲方面都有相對應的設計正在進行, 當然, 計算晶片最重要的還是生態, 這點也需要更多科研機構和公司加入到擴展光學計算這一領域來共同建立.
因為主力產品是晶片, 所以核心部分在於演算法和硬體的結合, 以及相對應的晶片指令以及編譯程序, 而 Lightelligence 的工作就是要讓開發出來的晶片可以應用到目前市場上流行的框架中, 比如說 TensorFlow, Caffe 等.
另外, 由於光子計算在傳輸或者是存儲有其特殊性, Lightelligence 也在開發相對應的周邊設計. 當然, 沿用目前的存儲系統雖可加快落地商用速度, 但可能就會限制光子計算的性能表現, 因此這部分未來還是會以搭配針對光子計算優化的設計為目標, 才更能凸顯光子計算的整體優勢.
如今 Lightelligence 團隊正努力改善光子計算的相關生態, 目前當然還不成熟, 不過業界對於高性能計算, 甚至更好的神經網路計算架構有著非常高的期待, 相信其光子計算架構落地之後, 可以大大加速整體 AI 計算生態的變革.
沈亦晨表示, 不論是特定用途, 或者是針對通用計算能力, 這個都會是晶片架構發展的不同過程的選擇. Lightelligence首先還是會以技術或應用場景比較成熟的光子晶片應用著手, 然後再逐步去擴大可應用的範圍. 同時也在努力開發光子晶片前後端的技術, 為未來不同的計算場景進行更好的適配.
沈亦晨強調, 總體來講, 在實現光子計算的路上還有很多重大的工程改進需要完成, 但和過去的種種光子計算的嘗試相比, 現在可能是最好的時機, 也是最接近實現的一次.
3.高通開始著手研發6G? 高通公司研發主管稱: '可能會有6G'
高通公司的Durga Malladi在高通的一個會議上討論了6G的可能性.
在美國從Verizon到Sprint的運營商紛紛轉向開啟全美第一個5G服務時, 一些管理人員已經在討論移動通信領域下一步可能會發生什麼了.
高通公司的Durga Malladi在回答有關這個話題的問題時說: '可能會有6G' . 考慮到他是高通公司負責研發的高管, Malladi的這番言論意味著高通內部可能已經開始在進行某些研究, 高通公司被公認為是世界領先的無線技術創新者之一, 也是最近完成的5G NR標準的關鍵貢獻者.
但是, Malladi同時指出, 圍繞6G網路標準目前並沒有具體的計劃; 而且Malladi解釋說, 那些開發5G標準的公司在設計5G標準時也是按照支援未來的演化需求, 目的是要確保它將足夠靈活, 以支援未來的重大變化和升級; 這可能也是在否定遷移到6G的必要性.
'我們可能會做另一個G, ' Malladi在高通資助的這個活動中解釋說.
高通公司的高管並不是唯一一個將視野超越5G的人.
'我們的5G無線測試也進展順利, 我們的6G測試也是如此, 這是我們預先定義的使用未許可和授權頻譜的小型蜂窩基站架構的整合, 與我們先進的DOCSIS路線圖交互操作, 以建立和提供高容量, 低延遲產品, 'Charter公司的首席執行官湯姆Rutledge在他的公司最近季度財報電話會議上說.
Rutledge繼續說: '說到5G, 固定的, ...你必須記住5G只是在一定的速度上以某一種格式來提供數據, 但是, 有很多方法來獲得速度, 因此當然有5G的替代品, 這就是為什麼我們現在談論6G, 5G並不是提供高容量低延遲網路的唯一方法. 那麼, 什麼是5G固定網路? 對我來說, 這聽起來就是一種無線下降成本超過有線下降的成本的技術. 你需要些什麼, 例如你必須把它連接到網路, 就像所有的有線線路連接一樣. '
當被問及Rutledge對6G的評論時, T-Mobile的高管在他們每個季度的電話會議上都嘲笑這個概念, 並且一直嘲笑像Charter和其他有線電視公司遲到參與無線技術的遊戲中, 因此他們提出了 '6G' 的概念.
此外, 高通公司的Serge Willenegger在公司的新聞發布會上表示: '目前6G還為時過早' .
作為高通的高級副總裁兼4G / 5G和工業物聯網的總經理Willenegger補充說, '網路的經濟性' 需要改變, 需要轉向未來的6G標準. 他說: '在這一點上, 這是更哲學的思考. 但是我們肯定會考慮在未來的6, 7, 10年內該如何支援這個行業的發展. '
4.索尼發布首款像素並行ADC高密度背照式CMOS映像感測器
據麥姆斯諮詢報道, Sony (索尼) 近日宣布開發出了一款具備全局快門功能的146萬有效像素背照式CMOS映像感測器. 其新開發的像素並行 (位於像素下方) 模數轉換器 (Analog-to-Digital Converter, 以下簡稱ADC) , 能夠瞬時將所有像素同時曝光的類比訊號並行轉換為數字訊號. 該項新技術發佈於2018年2月11日在美國舊金山舉辦的ISSCC (國際固態電路年度會議) .
採用傳統列級ADC方案的CMOS映像感測器, 通常是逐行從像素讀出經過光電轉換的類比訊號, 而由於逐行讀出所帶來的時間漂移, 通常會造成映像失真 (焦平面失真) .
索尼新推出的這款CMOS映像感測器在每個像素下方都具有一個新開發的低電流, 緊湊型ADC. 這些ADC能夠瞬時將所有同時曝光像素的類比訊號轉換成數字訊號, 並暫時存儲在數字存儲器中. 這種架構消除了由於時間漂移所帶來的映像失真, 使其能夠提供全局快門功能, 是業內首款具有像素並行ADC的一百萬像素以上的高密度背照式CMOS映像感測器.
相比傳統列級ADC方案, 這款新的CMOS映像感測器包含了近1000倍數量的ADC, 這意味著電流需求的大幅增長. 索尼通過一款新開發的緊湊型14位ADC解決了這個問題, 這款新型ADC在低電流運行時能夠提供業內最佳的性能.
新型CMOS映像感測器中的ADC和數字存儲器都堆棧整合在底部晶片中. 頂部晶片上的每個像素之間採用了Cu-Cu (銅-銅) 互聯, 2016年1月, 索尼全球首次將該技術實現了大規模量產.
此外, 索尼還為這款CMOS映像感測器開發了一種新的數據傳輸結構, 以實現ADC處理所需要的大規模讀出數據高速傳輸.
5.Intel完成Skylake平台幽靈漏洞修複: 敦促用戶儘快更新
在Spectre和Meltdown漏洞反反覆複很久之後, Intel公布了最新的工作動態.
上周早些時候, Intel已經面向OEM廠商分發了部分Skylake處理器(U-, Y-, H-, -S系列產品)的新微代碼, 這次是正式版, 而其它平台則依然處於Beta測試階段, 需要進一步的驗證妥當.
預計很快, 陸陸續續的BIOS更新將會分發, 不出意外的話, 應該可以完美地解決掉Spectre V2攻擊了.
此前, 因為造成系統高頻重啟, Intel撤回了對二代酷睿SNB到八代酷睿CFL的修複補丁.
當然, 由於是一項系統工程, 而且波及的產品最早可以上溯到2009年的45nm老酷睿i7, 所以要想實現100%的零漏洞, 應該會需要相當一段時間.
另外, Intel也警示, 基於上述漏洞的變種也在演化, 他們會持續關注安全進展. 目前安卓手機中的音樂軟體, 大部分都是可以進行試聽或者下載, 但因資源較少的問題, 許多用戶還是喜歡下載第三方音樂軟體. 2月7日, 魅族Flyme官方在論壇發布公告, 表示將會停止Flyme的線上音樂服務.
據了解, 因為業務調整, Flyme系統中的音樂客戶端將停止提供線上播放和下載服務, 但不影響本地音樂的播放, 停止時間為2018年3月5日.
官方還稱, 如果已開通 '會員' 且尚未到期的用戶, 那麼剩餘有效會員時間將折算回魅幣並退回至Flyme賬號, 這一點還是比較良心的.
6.聯亞光電將利用自有VCSEL開發3D感測解決方案
據麥姆斯諮詢報道, 台灣GaAs (砷化鎵) 外延晶圓製造商聯亞光電 (LandMark Optoelectronics) , 目前正在與手持設備製造商合作, 利用其VCSEL (垂直腔面發射雷射器) 器件開發3D感測解決方案, 相關產品預計將在2018年5~6月開始出貨.
聯亞光電期望其VCSEL產品銷售將在其2018年總營收中佔到5~10%.
同時, 聯亞光電宣布由於來自中國大陸的客戶對10G PON (Passive Optical Network, 無源光纖網路) 外延晶圓器件的需求反彈, 其1月合并營收達到了743萬美元, 實現月同比上漲0.95%, 年同比上漲80.34%.
據透露, 2018年上半年其10G PON產品的出貨量將持續樂觀, 並計劃在第三季度開始規模量產新的矽光子器件, 將進一步幫助公司實現2018年的營收增長.
聯亞光電創立於1997年6月, 主要從事生產以砷化鎵 (Gallium arsenide) 和磷化銦 (Indium phosphide) 為基板的Ⅲ-Ⅴ族材料化合物外延晶圓. 公司由有機金屬氣相外延 (OMVPE) 技術製造的各種外延晶圓產品, 經後段晶片製造與封裝後, 可廣泛應用於光纖通信, 消費類產品以及工業領域.