半導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)實(shí)際上可以追溯到很久以前。

 

   1833年，英國科學(xué)家電子學(xué)之父法拉第最先發(fā)現(xiàn)硫化銀的電阻隨著溫度的變化情況不同于一般金屬，一般情況下，金屬的電阻隨溫度升高而增加，但巴拉迪發(fā)現(xiàn)硫化銀材料的電阻是隨著溫度的上升而降低。這是半導(dǎo)體現(xiàn)象的首次發(fā)現(xiàn)。

 

   不久，1839年法國的貝克萊爾發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體和電解質(zhì)接觸形成的結(jié)，在光照下會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓，這就是后來人們熟知的光生伏特效應(yīng)，這是被發(fā)現(xiàn)的半導(dǎo)體的第二個(gè)特征。
 

   1873年，英國的史密斯發(fā)現(xiàn)硒晶體材料在光照下電導(dǎo)增加的光電導(dǎo)效應(yīng)，這是半導(dǎo)體又一個(gè)特有的性質(zhì)。半導(dǎo)體的這四個(gè)效應(yīng)，(jianxia霍爾效應(yīng)的余績──四個(gè)伴生效應(yīng)的發(fā)現(xiàn))雖在1880年以前就先后被發(fā)現(xiàn)了，但半導(dǎo)體這個(gè)名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯首次使用。而總結(jié)出半導(dǎo)體的這四個(gè)特性一直到1947年12月才由貝爾實(shí)驗(yàn)室完成。

 

   在1874年，德國的布勞恩觀察到某些硫化物的電導(dǎo)與所加電場的方向有關(guān)，即它的導(dǎo)電有方向性，在它兩端加一個(gè)正向電壓，它是導(dǎo)通的；如果把電壓極性反過來，它就不導(dǎo)電，這就是半導(dǎo)體的整流效應(yīng)，也是半導(dǎo)體所特有的第三種特性。同年，舒斯特又發(fā)現(xiàn)了銅與氧化銅的整流效應(yīng)。半導(dǎo)體芯片行業(yè)近兩年出現(xiàn)大規(guī)模并購風(fēng)潮背后的原因何在?洶涌而來的物聯(lián)網(wǎng)浪潮帶給芯片產(chǎn)業(yè)怎樣的沖擊?為何一邊是芯片公司對應(yīng)用市場的迷茫，而另一邊硬件產(chǎn)品開發(fā)者卻又找不到合適的芯片?

 

   芯片產(chǎn)業(yè)并購“瘋”潮背后的困境與焦慮

 

   半導(dǎo)體芯片行業(yè)在2015年發(fā)生史上規(guī)模最大的并購“瘋”潮之后，2016上半年稍微平息，到下半年又“瘋”波再起，接連出現(xiàn)幾樁大規(guī)模的并購案例，包括高通收購NXP、ADI收購凌力爾特(Linear)，瑞薩收購Intersil。

這背后透露出整個(gè)半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的困境與焦慮。在互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，芯片技術(shù)決定了終端產(chǎn)品的升級換代，芯片有清晰而廣大的產(chǎn)品應(yīng)用市場。他們是整個(gè)消費(fèi)電子市場的金字塔頂端。

 

   但是，臺式機(jī)電腦出貨量已經(jīng)連續(xù)8個(gè)季度下降，智能手機(jī)市場飽和，增長趨于停滯。更重要的是，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來臨宣告了芯片產(chǎn)業(yè)輝煌地位的終結(jié)。物聯(lián)網(wǎng)碎片化的應(yīng)用導(dǎo)致通用處理器芯片不再通用，僅僅智慧家庭產(chǎn)業(yè)就可以細(xì)分為如此眾多的垂直細(xì)分市場，使得芯片廠商對自己芯片的定位和應(yīng)用迷茫，尖端技術(shù)卻找不到用武之地，只能用并購的規(guī)模化效應(yīng)來暫時(shí)化解這種困境.

 

   趨勢一：碎片化、定制化代替標(biāo)準(zhǔn)化芯片

 

   傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)由底層IP架構(gòu)定義，芯片公司只需關(guān)注上游IP設(shè)計(jì)和下游方案開發(fā)公司，至于這顆芯片最終用在什么具體產(chǎn)品上，對芯片的設(shè)計(jì)影響不大。而實(shí)際上，在互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，芯片的應(yīng)用相對固化和泛化，一顆核心芯片十幾萬甚至上百萬的銷量并非鮮見。

 

   但是到了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，應(yīng)用的碎片化導(dǎo)致很難再有一顆芯片會(huì)有如此廣泛的應(yīng)用，需要由具體的產(chǎn)品應(yīng)用來提出對芯片定義的要求。芯片公司不僅要知道客戶(模塊商、方案商)在哪里，有什么需求，還需要知道客戶的客戶(硬件產(chǎn)品開發(fā)商)在哪里，有什么需求。

 

   甚至最終的產(chǎn)品開發(fā)商會(huì)越過模塊商、方案商對芯片提出定制化要求，而這種芯片定制化的趨勢將會(huì)越來越明顯。因?yàn)槭袌錾系拇媪啃酒�難以滿足物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用需求，定制化可以保證設(shè)計(jì)出來的芯片是最終產(chǎn)品所需要的。比如，海爾最近向燦芯定制了一款用于空調(diào)上的Wi-Fi通信芯片，因?yàn)楦咄ǖ耐�款芯片針對消費(fèi)電子市場開發(fā)，不適合家電市場。

 

   在未來物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，為了適應(yīng)碎片化的應(yīng)用市場，芯片公司在芯片定義上將逐漸喪失主動(dòng)權(quán)，更可怕的是，芯片的定價(jià)權(quán)可能會(huì)隨同定義權(quán)一起喪失。

 

   趨勢二：IP與特定功能算法的深度結(jié)合

 

   物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用強(qiáng)調(diào)場景化，即使是同一類芯片，應(yīng)用于不同的場景，對芯片要求也隨之改變。比如同樣是視頻芯片，用于監(jiān)控?cái)z像，環(huán)境光線是漸變的，對畫面動(dòng)態(tài)范圍要求不高;而用于運(yùn)動(dòng)相機(jī)和車載視頻，由于位置不斷移動(dòng)，環(huán)境光線變化明顯劇烈，對畫面動(dòng)態(tài)范圍要求就會(huì)高很多。

 

   另外，很多物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備(比如智能可穿戴設(shè)備、智能家居設(shè)備)并不需要處理大量的數(shù)據(jù)。芯片的處理性能不是最關(guān)鍵的，反而芯片與具體應(yīng)用、具體場景的結(jié)合更重要。比如用在智慧養(yǎng)老場景下的加速度傳感器跌倒算法、用在智慧安防場景下的多人紅外感應(yīng)算法等。

 

   因此芯片設(shè)計(jì)需要從應(yīng)用出發(fā)，考慮如何支持應(yīng)用于實(shí)際場景的功能算法，算法與芯片的結(jié)合將越來越深度化。目前，一些芯片公司已經(jīng)看到了這樣的趨勢，不僅做芯片設(shè)計(jì)，還結(jié)合芯片的應(yīng)用場景開發(fā)對應(yīng)的算法。

 

   比如瑞芯微推出圖像處理器芯片RK1108，內(nèi)置CEVA的DSP核，支持自己開發(fā)的圖像優(yōu)化算法，如靜態(tài)和動(dòng)態(tài)降噪、在弱光環(huán)境下自動(dòng)提升畫面清晰度等。同樣，君正推出的視頻圖像處理芯片T10，也支持自己開發(fā)的一些列算法，如運(yùn)動(dòng)偵測、物體跟蹤、人臉檢測、車牌識別等，而且君正還在不斷加大算法開發(fā)的力度。

 

   趨勢三：智慧家庭潛力巨大，服務(wù)反向定義芯片

 

   智能手機(jī)的爆發(fā)替代電腦，給半導(dǎo)體行業(yè)帶來了又一次的繁榮。如今智能手機(jī)行業(yè)巔峰已過，智慧家庭產(chǎn)業(yè)逐漸興起。這將是比智能手機(jī)大10倍的又一新興市場，同樣會(huì)給半導(dǎo)體行業(yè)帶來又一次更大的繁榮。

 

   但是，智慧家庭產(chǎn)業(yè)比智能手機(jī)復(fù)雜得多。手機(jī)只是一個(gè)產(chǎn)品，所有的技術(shù)和功能都只由這一個(gè)產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。智慧家庭涉及到的產(chǎn)品品類眾多，連接的硬件單品數(shù)量龐雜。同時(shí)，智慧場景的實(shí)現(xiàn)由家居單品動(dòng)作逐漸過渡到多產(chǎn)品組合聯(lián)動(dòng)，安防、健康、教育這些與服務(wù)相關(guān)的場景更需要云端的支持。

 

   這種分層級的生態(tài)架構(gòu)對芯片的要求各不相同。終端電器設(shè)備完成特定的生活功能，芯片定義需要內(nèi)置特定的功能算法。比如智能洗衣機(jī)除了常規(guī)的電機(jī)控制，還需要識別出衣物的材質(zhì)，決定針對不同材質(zhì)衣物的最佳洗護(hù)模式。

 

   家庭中樞除了家庭網(wǎng)關(guān)之外，還有一類可以控制多個(gè)電器實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的智能場景。這涉及到計(jì)算能力在終端與云端的分配，并非所有的信息分析和判斷都交給云端處理。比如領(lǐng)耀東方的Smartbox產(chǎn)品，它可以控制家中的環(huán)境電器(包括風(fēng)扇、空調(diào)、凈化器、加濕器等)，通過傳感器檢測家庭空氣質(zhì)量，然后控制環(huán)境電器協(xié)同工作，營造出舒適的空氣環(huán)境。

 

   類似于Smartbox這樣的家庭中樞，介于終端設(shè)備與云平臺之間，它不需要云平臺強(qiáng)大的運(yùn)算能力和大數(shù)據(jù)處理能力，也不像終端設(shè)備執(zhí)行具體功能。它使用的芯片需要與聯(lián)動(dòng)模型算法結(jié)合，讓多個(gè)智能家居產(chǎn)品之間能夠協(xié)調(diào)工作。

 

   云平臺除了要做大數(shù)據(jù)處理，也需要與線下O2O結(jié)合提供增值服務(wù)。從家庭服務(wù)出發(fā)倒推出實(shí)現(xiàn)方案，以方案來定義芯片的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。尤其在醫(yī)療健康領(lǐng)域，這種反向定義更為明顯。比如，統(tǒng)捷公司提供的針對老年人的一整套醫(yī)護(hù)方案，他們將中醫(yī)號脈診斷的專家經(jīng)驗(yàn)算法模型化，以算法模型為基礎(chǔ)選擇需要檢測的人體體征參數(shù)及其精度，然后定義芯片如何實(shí)現(xiàn)，最終開發(fā)出能夠檢測出算法模型所需要的人體體征參數(shù)。

 

   這種由服務(wù)需求出發(fā)提煉出專家算法，并以此定義芯片的方式會(huì)更加普遍。因?yàn)椋�在智慧家庭領(lǐng)域，與智能硬件相關(guān)的服務(wù)才是最有價(jià)值的。 
 

   傳統(tǒng)芯片產(chǎn)業(yè)由技術(shù)到產(chǎn)品的technology marketing思維在物聯(lián)網(wǎng)與智慧家庭產(chǎn)業(yè)里逐漸失效，需要由“產(chǎn)品—服務(wù)—盈利模式”的應(yīng)用思維來重新定義芯片設(shè)計(jì)與開發(fā)，能與具體應(yīng)用場景和服務(wù)深度結(jié)合的算法芯片才具有長久的生命周期。否則，技術(shù)、資金、時(shí)間資源大量投入也換不回用戶的稱贊和訂單。