2010芯片水平 芯片2016

2010年进口芯片多少片

进口芯片3500.4亿美元

2010芯片水平 芯片2016

仅2016年1月份到10月份，在进口芯片上一共花费了2271亿美元，合1.2万亿币。是花费在原油进口上的两倍！占进口产品相当大的比重，远远超过机械、粮食等其他大宗商品。

缘由分析：随着智能时代的到来，物联网、人工智能、AI、VR、智能生态家居等迅速发展，这一切都离不开其中小小的芯片，大到电脑手机的CPU，小到公交卡身份证里的IC芯片，巨大的需求量面前，国内正真拥有自主产权的芯片却少之又少，例如国产龙芯，华为麒麟，小米澎湃等，其中用于大量商用的又只是其中一小部分，而芯片中大多也涉及国外成熟的核心技术，加上起步晚，研发成本高，发展速度限制，性能因素价格因素，人才短缺等，使得大量需要芯片的企业不得不依靠进口。

计算机芯片的发展

01

芯片的核心都是一小片 IC

之前的例子 只做了一个晶体管，但现实中光刻法一次会做上百万个细节芯片放大是这样的，导线上下交错，连接各个元件。尽管可以把光掩膜投影到一整片晶圆上但光可以投射成任意大小，就像投影仪可以投满荧幕一样。我们可以把光掩膜 聚焦到极小的区域，制作出非常精细的细节，一片晶圆可以做很多 IC整块都做完后，可以切割然后包进微型芯片。微型芯片就是在电子设备中那些小长方体，记住，芯片的核心都是一小片 IC。

随着光刻技术发展，晶体管变小 密度变高1960 年代初，IC 很少超过 5 个晶体管，因为塞不下。但 1960 年代中期 市场上开始出现超过 100 个晶体管的 IC。1965年，戈登·摩尔看到了趋势：每两年左右，得益于材料和制造技术的发展同样大小的空间，能塞进两倍数量的晶体管！这叫 摩尔定律。然而这个名字不太对因为它不是定律，只是一种趋势，但它是对的芯片的价格也急剧下降1962年平均50美元，下降到1968年2美元左右。如今几美分就能买到 IC。

晶体管更小密度更高 还有其他好处。晶体管越小，要移动的电荷量就越少能更快切换状态 耗电更少，电路更紧凑 还意味着信号延迟更低， 导致时钟速度更快。 02

微型处理器

1968年，罗伯特·诺伊斯 和 戈登·摩尔联手成立了一家新公司，结合 Intergrated(集成) 和 Electronics(电子) 两个词，取名 Intel， 如今的芯片制造商。Intel 4004 CPU，之前介绍过是个重要里程碑。发布于1971年 是第一个用 IC 做的处理器，也叫微型处理器。因为真的非常小！它有2300个晶体管。人们惊叹于它的整合水平整个 CPU 在一个芯片里。

而仅仅 20 年前，用分立元件会占满整个屋子，集成电路的出现尤其是用来做微处理器，开启了计算 3.0。而 Intel 4004 只是个开始，CPU 晶体管数量爆发增长，1980年，3 万晶体管；1990年，100 万晶体管；2000年，3000 万个晶体管；2010年，10亿个晶体管。在一个芯片里！我的天啊！

为了达到这种密度，光刻的分辨率从大约一万纳米，大概是人类头发直径的 1/10，发展到如今的 14 纳米比血红细胞小 400 倍！

当然，CPU 不是受益的元件大多数电子器件都在指数式发展：内存，显卡，固态硬盘，摄像头感光元件，等等。如今的处理器，比如 iPhone 7 的 A10 CPU 有33亿个晶体管。面积 1cm x 1cm，比一张邮票还小。现代工程师设计电路时，当然不是手工一个个设计晶体管这不是人力能做到的。

03

2 个大问题

1970年代开始，超大规模集成(VLSI)软件用来自动生成芯片设计，用比如 "逻辑综合" 这种技术可以放一整个高级组件，比如内存缓存，软件会自动生成电路，做到尽可能高效。许多人认为这是计算 4.0 的开始，坏消息是，专家们几十年来一直在预言摩尔定律的终结。现在可能终于接近了，进一步做小，会面临 2 个大问题:

用光掩膜把图案弄到晶圆上因为光的波长，精度已达极限，所以科学家在研制波长更短的光源，投射更小的形状。

当晶体管非常小，电极之间可能只距离几个原子电子会跳过间隙，这叫量子隧道贯穿，如果晶体管漏电，就不是好开关。

科学家和工程师在努力找解决方法，实验室中已造出小至1纳米的晶体管，能不能商业量产依然未知，未来也许能解决。

美国通过“芯片法案”，芯片市场目前情况如何？

美国半导体产业迎来历史性时刻。8月9日，即将影响美国芯片产业未来发展的《芯片与学科法案》得以签署。此后，美国国内将提供520亿美元用以补贴芯片制造产业的发展。在一开始，这会对芯片市场将造成一定程度的负面影响，因其在一定程度上抑制了芯片市场的发展；而之后，便是因祸得福。

早在2020年，美国就较之前更加重视半导体产业，不仅让芯片的头号厂家台积电放弃与第二大客户的合作，相应地还邀请其到美国建厂，重视程度可见一斑，不可等闲视之。

然而，美国的这些动作仅仅是个开始，其后续一直在讨论进一步的芯片补贴。也就是说，520亿美元的补贴只是其中的一小部分，仅仅只是用来推动其国内芯片制造业进步的，芯片的其他行业就不止这个数了。

看到这个消息，其国内众多芯片制造商，瞬间极度狂喜，毕竟如动物一般，度过漫长的冬天，好不容易活到了春天，是会有些较于平常的初始兴奋的，这很正常。

而美国的这些相关措施，一开始会对造成负面影响；持续一段时间后，则会促使我国芯片在创新研新方面摆脱外来的限制，从而走的更远。

而更进一步来看，美国的这些措施将会导致其日后在市场不景气，甚至失去市场。而这样，会导致我国的市场需求将由国产研发的芯片来进行满足，所以，长远来看，这是一件好事。但现在的芯片市场，大部分是靠外来的芯片，并无法实现大规模的自主生产。

即便短期的技术无法满足需求，但随着一定的时间发展，芯片的技术研发也会逐渐走上相应的轨道，进而一步步走向成熟。届时芯片市场一片大好。

国产芯片的起步很晚，几乎是国外已经有成熟技术了我们才开始搞芯片，所以在发展上一直不尽如人意。由于信号链芯片相较于电源管理芯片的设计更为复杂，我国芯片方面的发展水平跟国外还有很大距，所以我们一直没有核心技术，非常依赖国外的芯片进口。

的芯片事业也在高速发展中。华为今年预计投入1200亿元在芯片方面，而这样的投入效果下，海思芯片加速“破冰”。除了手机处理器，华为海思还有路由器芯片、电视芯片等等，其中海思自研的电视芯片已经开始被业内厂商采用。发展的还算可以

芯片市场目前的情况很好，非常有发展空间

2010 LED芯片产量排行

国内LED芯片产量排行：

1。厦门三安

2。杭州士兰明芯

3。山东浪潮华光

4。大连路美

5。厦门乾照

6。上海兰光

7。武汉华灿

8。武汉迪源

9。广州晶科

10。江门真明丽

大陆是三安，是亿光、晶电、隆达

麦克风阵列【基于迷你阵列麦克风技术的手持通信产品设计】

手持产品结构的空间限制越来越多，扬声器越来越小，要求的声音越来越大，抑制各种各样的噪声和回声(视频免提通话时的线性、非线性回声)，在噪声环境下实现清晰的语音通信，是一个面临解决的问题。

美国富迪科技(ForteMedia)公司推出的FM2010芯片是基于迷你阵列麦克风(SAM)专利技术的，采用空间滤波技术、远／近距离定向拾取声音信号、抑制声学噪声、消除声学回声的低功耗低成本的单芯片。本文将介绍迷你阵列麦克风技术在手持通信产品中的设计要点、FM2010芯片主要功能，及其在GsM手机中的典型应用。图是手持模式的抗噪声示意图；图是免提模式的抗噪声示意图。

迷你阵列麦克风技术设计要点

SAM技术可以采用Uni-MIc(主麦克风)和Omni-MIC(参考麦克风)两个麦克风组成迷你阵列麦克风，采用背对背摆放或者边对边摆放，如图3所示。利用两种麦克风物理特性的异，通过FM2010芯片处理以后，形成锥形的拾音束，形成空间的滤波器，用以抑制非稳态噪声。麦克风的特性、结构设计和FM2010的参数调整决定了锥形拾音束的方向、角度和抑制非稳态噪声的效果。

1麦克风的选择

建议使用4mm的Uni、Omni麦克风。Uni-MIC的灵敏度为-40dB±3dB；频谱在300Hz跌落小于8.5dB，3.4kHz提升小于3.5dB；指向性为心形，方向性0°和90°灵敏度别大于4dB，0°和180°灵敏度别大于10dB。Omni-MIc的灵敏度为-40dB±1.5dB；频谱在300Hz～3.4kHz平坦。使用山东潍坊怡力达(IEA)的uni麦克风B4015uL403和Omni麦克风B4015AL-398。

2结构设计

结构设计的关键问题在于Uni麦克风的特性保持、锥形拾音束的方向，如果有免提通话功能，还需要更多考虑喇叭、麦克风减振和麦克风气密性问题。锥形的拾音束的方向决定了抑制非稳态噪声的方向，所以应该保证有用信号在拾音束内，否则会被当作噪声而被抑制。因此在产品外形设计时，应该充分考虑Uni麦克风的方向。结构设计应该保证Uni麦克风在装入麦克风套筒和整个机壳以后，0°和180°灵敏度别大干6dB，灵敏度和频率特性基本不变。麦克风减振可以减小非线性回声，气密性可以减小线性回声，提高系统的信号回声比。

3经过FM2010处理后的信号

迷你阵列麦克风拾取的信号和经过FM2010处理以后输出的信号比较如图所示。声源距离迷你阵列麦克风0.3m，声强为83dB(SPL)。测试信号分别为Uni麦克风0°和180°、Omni麦克风0°和180°、线路输出(Lout)迷你阵列麦克风0°和180°拾取的信号经过FM2010处理以后输出的信号。从图中可以看出，同样大小的信号，在拾音束内(0°)和拾音束外(180°)终输出的信号可以相20dB。也就是说，只要非稳态噪声在拾音束外，相对于有用信号，将被抑制20dB。锥形的拾音束有效作用范围为2m。SAM锥形的拾音束的角度取决于Uni麦克风的指向特性和FM2010的参数调整，图为实际测试SAM的锥形的拾音束方向图。

FM2010在GSM手机中的应用

FM2010采用低功耗小尺寸设计，功耗不到25mW，片内集成DSP、CODEC、ROM和RAM，适合移动手持设备应用。

以TI的手机平台为例，FM2010和模拟基带处理器主要接口有4个：RECEIVER回声消除的参考信号(HS REF)、免提喇叭回声消除的参考信号(HF REF)、阵列麦克风电源及控制(MIC PWR)、阵列麦克风信号经FM2010处理后的输出信号(LOUT)。FM2010和数字基带处理器主要接口有6个：时钟信号(13MHz)、SHI接口选择控制(SHI_S)、SHI接口(SHI)、直通模式选择控制(IRQ_ANA)、复位控制(RESET)和省电控制(PWD)。

Uni麦克风和Omni麦克风拾取的信号经可编程增益放大器放大、模数转换和高通滤波后送语音处理器处理(线性回声消除、非线性回声消除、VAD检测、噪声抑制处理麦克风音量设定)，输出的语音数据经数模转换后将麦克风信号从线路输出端单端输出送到TWL3014／16模拟基带处理器麦克风输入端(MICIP／MIClN)，经过上行链路处理送数字基带处理器OMAP733／750处理。GSM手机接收到信号经解调以后，经过信号数字基带处理器OMAP733／750信道解码，机密处理以后得到数字音频信号送TWL3014／16模拟基带处理器，经过下行链路处理从受话器(HSO)和耳机(EARP／EARN)输出，一路送受话器，一路送外部功放放大，驱动免提喇叭，同时两路信号分别送FM2010的线路输入端输入，模数转换和高通滤波转换成语音数据，送语音处理器处理作为回声参考信号。典型应用如图所示。

FM2I]110在GSM手机中的工作模式可以根据需要来设置，主要有测试模式、手持消噪模式、免提会议模式、免提个人专用模式。测试模式主要用于手机音频测试(Acoustics)，此时设置FM2010进入到直通模式(IRQ_ANA)，FM2010只将Uni麦克风信号放大，不做其他任何处理，从线路输出引脚输出；手持消噪模式FM2010工作在Uni和Omni麦克风两个麦克风SAM模式，用来消除通话环境下的稳态和非稳态噪声；免提会议模式用在小型多人会议模式，此时FM2010工作在麦克风反转模式，FM2010放大处理Omni麦克风的信号，消除通话环境下的稳态回声，从线路输出引脚输出，麦克风可以拾取全方向的信号；免提个人用模式可以针对一个人使用的会议场合或视频通话。

OMAP733／750对FM2010的控制流程：通过SHI接口、PWD、RESET、ANA_IRQ控制引脚实现对FM2010的操作。整机上电以后，首先将PWD置高，ANA_IRQ置低，复位以后，送参数给FM2010，主要是时钟源、时钟频率、DSP工作速率，然后将芯片进入到省电模式。通话模式是根据是否有电话打入、打出或是录音操作，唤醒FM2010，复位后根据手持／免提模式，送FM2010相应模式参数。对于手持消噪模式，需要送麦克风数量、麦克风增益、麦克风音量、消回声参数和VAD参数。对于免提会议模式、需要送麦克风数量、麦克风增益、麦克风音量、麦克风反转、消回声参数(主要包含对方小声讲话、正常讲话、大声讲话时)。免提个人专用模式调试方法基本同手持消噪模式，回声消除参数需要更多调整。通话结束后，关闭FM2010的CODEC，将FM2010设置到省电模式。如图9所示，GSM手机音频测试模式主要用于手机测试目的。进入测试模式以后，FM2010工作在直通模式，此时内部DSP对麦克风输入信号不进行任何处理，Uni麦克风输入信号经过可编程增益放大器放大后，直接从LOUT放大器输出，可以通过SHI接口在线麦克风放大器和LOUT放大器增益参数。

FM2010 SHI接口控制时序：SHI接口工作在从模式，由外部提供时钟信号，时钟频率400kHz，在对FM2010进行模式和参数设置时，首先是发一个传送开始状态，接着送1字节SHI设备地址cO，2字节同步字FCF3，然后是控制命令字3B，2字节参数地址，2字节参数数据， 重复然后是控制命令字3B，2字节参数地址，2字节参数数据，后启动命令控制命令字3B，2字节参数地址1E 3A，2字节参数数据0000结束，让FM2010正常运行。