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2017年第11期(发布时间: Nov 20, 2017 发布者:腾飞)  下载: 2017年第11期.doc       全选  导出
1   2017-11-20 15:50:54.473 赵伟国:紫光模式的落脚点在于“自主创新” (点击量:151)

近两年来,曾以“大手笔”并购而闻名于世的紫光集团,发展模式正在做出调整:以往资本市场上挥舞并购大旗的紫光身影正在淡出,转而出现的是不断攀升的研发投入。对此,紫光集团董事长赵伟国指出:“企业发展的外部环境正在改变,紫光的应对手段自然也会随之变化。但是紫光的发展目标没有改变,紫光的战略核心也不会改变。紫光通过并购切入芯片产业,并且提出了自主创新+国际合作的发展模式,而目前的工作重点已经完全转向自主研发。”

释疑“紫光模式”

自从紫光集团于2013年以17.8亿美元成功收购展讯通信、2014年以9.1亿美元收购锐迪科以来,“国际并购”成为外界对紫光集团最直观的认识。

然而,仔细推敲,所谓的“紫光模式”并不只是简单的“买买买”。其实,细究起来,紫光集团自身并没有正式提出过一个“紫光模式”,现在业界流传的相关论述,分散地来源于赵伟国在论坛的演讲或者媒体的采访。“资本是逐利的,产业发展需要资本的支持,资本投我们,我们拿钱去做产业,资本再到资本市场去套利。”这是2015年赵伟国在某论坛上公开演讲时说的。在这两年的采访中,赵伟国提出了紫光的“一二三”,一是指一个定位,紫光集团要成为世界级的高科技产业集团;二是指两条路径,自主创新加国际合作;三是三个结合,企业战略与国家战略相结合,高校资源与市场机制相结合,国际人才与本土团队相结合。

所以,如果真要总结出一个“紫光模式”的话,那就不应当仅仅停留于“并购”这个层面,至少应当包含两大要点,即“自主创新加国际合作”以及“企业战略与国家战略相结合”。其中,自主创新才是根本。赵伟国认为,无论资本的运作还是国际并购都只是手段。“集成电路产业是非常花钱的,分析集成电路的行业特性,可以用‘资本密集、人才密集、技术密集和全球竞争’加以概括。在这样的行业中要想健康发展下去,必须有大规模的资金投入和智力资本投入做保证,没有资本市场的支持,光靠政府项目,显然无法满足发展的需求。所以赢得资本的支持非常重要。”赵伟国说。

紫光从事资本运作的目的,是发展实体经济。“资本是逐利的,借助资本的力量,让其赢利。我们则借助资本的力量发展了集成电路产业,进而把产业的利润作为反馈,支撑资本对产业的持续投入。”赵伟国表示。

在谈到三星的发展经验时,赵伟国指出:“三星是一个科技资本财团,芯片业务只是三星的一部分业务,三星的金融和实业为芯片产业的发展提供了巨额资金。所以紫光要借鉴三星的经验,成为一个以芯片和云网为主导业务的综合性科技财团,这样紫光才有可能完成振兴中国集成电路产业的大业。”

而说到当前国际国内环境的变化,赵伟国表示:“集成电路这个产业,不仅市场规模庞大、应用广泛,而且一旦领先,则利润丰厚,所以美、日、韩,以及中国台湾对中国大陆集成电路企业的阻击,既有政治因素,也有经济因素,采用的是典型的‘双重标准’。”

但是紫光也在随之进行调整。“外部环境改变,紫光的应对手段自然也会随之变化。但是,紫光的发展目标没有改变,紫光的战略核心也没有改变。”赵伟国说。紫光的目标是打造世界级的高科技产业集团,资本运作是为了服务于实体经济的发展。

“重科技”集群初具雏形

事实上,从赵伟国2009年入主紫光集团以来,紫光的发展极为迅速。当时的紫光集团,旗下虽然拥有多家子公司,但是缺乏核心技术和主导性产业,资产规模仅13亿元左右,年营收只有3亿元,利润为负。然而,到了2017年,紫光集团的资产规模已经接近2000亿元,收入约600亿元。今年7月21日,在工业和信息化部的指导下,中国电子信息行业联合会发布了“2017年(第三十一届)中国电子信息百强企业”,紫光集团入列中国电子百强榜单,名列第13位,较2016年的第18位又登高了5级台阶。

最关键的是,紫光集团明确了公司的主营业务和发展方向。在赵伟国看来,中国科技企业的发展道路主要有两条:一条是类似国际科技产业巨头的“重科技”路线,通过技术研发驱动内生增长;另一条则是商业模式创新路线,依靠商业变革重新创造增长动能。“美国拥有一批类似GE、谷歌、波音、高通、英特尔、IBM的技术型公司,而中国缺乏的就是‘重科技’企业。”赵伟国表示。而在赵伟国的规划中,紫光集团就是要成为一家在世界版图上拥有一席之地的自主创新的科技企业。

自2013年6月至今,紫光集团投入巨资,通过并购,分别将展讯、锐迪科、新华三招入麾下;通过自主投资,启动建设了长江存储;通过资本对接,与英特尔、惠普、西部数据等全球巨头形成战略合作伙伴。经过这一系列的运作,紫光逐步搭建起了“从芯到云”的产业链条。

而在这个“重科技”产业链条的布局中,芯片占据着重要的地位。在赵伟国看来,紫光投入集成电路产业有三个原因。从国家层面来看,当前大力发展集成电路产业,是国家战略,是国家信息安全和国家产业安全的需要,是中国科技产业崛起的关键,也是中国成为一个真正意义上的大国和强国的关键。2015年全球集成电路产值3450亿美元,中国进口了2300亿美元;2016年全球集成电路产值3500亿美元,中国进口了2270亿美元。目前中国本土的集成电路制造大概占全球产值的10%,其中中国企业的产值大概占5%,另外的5%是三星、英特尔等外企在华工厂创造的。

从产业安全的角度看,中国芯片进口比例超过2/3,若国际局势发生变化,那么中国超10万亿元的电子信息产业,乃至整个中国的现代工业将面临灾难性的影响。从产业层面看,发展集成电路产业关系到电子信息产业的核心竞争力,芯片作为核心部件,攫取了电子信息产品的绝大部分利润,直接决定了中国电子信息企业的竞争力。集成电路在现代工业大厦中相当于钢筋骨架。没有本土芯片产业,独立自主的现代工业和信息产业也就无从谈起。

谈到紫光集团层面,赵伟国用了一句生意上的俗话“不熟不做”。“紫光并不是一开始就选择了半导体。一开始,我看了很多个行业,包括生物医药领域。但是,总是缺乏感觉,发现自己不熟的行业还是看不明白,心里很没谱。对一个行业没有感觉,是不能进入的。李嘉诚有一句话叫做‘不熟不做’,我个人很认可这一点。到最后,我还是发现只有对IT业才最有感觉。”

近年来,紫光在海外的并购虽然遭遇了部分挫折,但依然在以集成电路为核心的“重科技”道路上取得了快速发展。资料显示,2016年紫光面向全球提供的芯片超过25亿颗,全球有近7亿部手机使用的是紫光的芯片,紫光的芯片还在智能卡、电视、物联网等多领域取得了巨大发展,深圳紫光同创成为国内可编程逻辑器件的主要供应商之一;同时,紫光开始进军芯片制造业,在武汉总投资240亿美元的国家存储器制造基地一期工程一号厂房已于9月28日提前封顶;此外,紫光还在规划推进南京、成都的芯片制造基地建设。尽管在不同领域的规模上、实力上与世界高科技巨头仍然存在差距,但是现在的紫光集团已经逐步搭建起了一条从“从芯到云”的泛IT产业链条,并逐步成为以集成电路设计(展讯、锐迪科、紫光国芯)、存储(长江存储为主)、IT信息系统(H3C)为主导的高科技企业。

对标英特尔整合芯片业务

受移动互联网与物联网的影响,全球集成电路产业调整力度正在加大,2015年至2016年出现的大规模半导体整合并购正是这一趋势的现实反映。2017年虽然缺乏大型并购案,却并不意味着产业调整已经结束。相反,各大公司正在加紧内部整合。

对于紫光来说,以2013年对展讯、迪锐科的私有化为开端,紫光以集成电路产业为先导,构建起了从“芯”到“云”的产业链。但是,目前为止,这个通过收购构成的产业链仍然显得相对松散。因此,未来与国际产业趋势一致,紫光将对展讯、锐迪科、紫光国芯、长江存储等不同板块的业务进行进一步强化与整合,加强自主研发力量,以便与集团的“云”端业务(如世纪互联等)和“网络”业务(如新华三等)有机结合起来。

这一点从紫光旗下几家核心企业近年来的发展轨迹,可以一窥端倪。2013年展讯被收购前,产品线单一,主要面向2G和3G TD-SCDMA(不涵盖3G WCDMA和4G LTE)领域,产品类别为基带芯片和射频芯片,终端方案多为功能型手机产品。收购后,展讯已经迅速改变了单一产品(2G/3G功能机)、单一市场(集中在中国的TD-SCDMA市场)的局面。

目前展讯的产品不仅拥有完整的覆盖2G( GSM/GPRS/EDGE )、3G( TD-SCDMA/WCDMA ) 和4G( TD-LTE/FDD-LTE ) 的基带及射频芯片,无线连接芯片也已实现规模商用,其中WiFi/BT通过了三星等终端厂商的质量认证;GPS和北斗芯片年出货量超过2亿颗,为我国北斗定位系统的大规模商用奠定了坚实的产业化基础。此外展讯还携手锐迪科拓展物联网市场,业务聚焦于NB-IoT/eMTC、蓝牙音箱等连接技术和产品。

紫光国芯,外界对它的认识多集中在定向增发与存储器芯片研制之上。事实上,紫光国芯深耕集成电路相关领域多年,在智能芯片市场中具有竞争力,芯片产品涵盖身份识别、移动通信、金融支付以及智能终端等。

随着物联网市场的发展,其在网络信息安全领域拥有很大的拓展空间。紫光国芯旗下的紫光同创是目前国内可编程逻辑器件的主要供应商之一,2016年9月正式推出国内首款内嵌高速接口(Serdes)的千万门级高性能FPGA芯片,无论从规模还是性能角度看,在国内都具有领先水平。

至于长江存储,总投资超过240亿美元,以生产存储器芯片为主,是中国集成电路行业单体投资最大的项目。根据公开消息,长江存储科技已经研发出了国产32层的3D NAND闪存,预计2018—2019年间量产。除长江存储之外,在芯片制造领域,紫光集团还规划了在成都、南京的投资,未来10年三大基地的总投资规模将达到1000亿美元左右。“Intel、台积电、三星每年在芯片制造上的资本开支各自都超过了100亿美元,达不到每年100亿美元的投资规模,根本就进入不了芯片制造的第一集团;10年1000亿美元的投资,平均每年也就是100亿美元,这个行业不仅技术要先进,而且必须有产能,有了产能才有话语权。”赵伟国说。

综合上述情况来看,紫光公司进一步整合芯片端业务,朝着“移动网络和物联网整体解决方案提供商”方向发展的意图非常明显。如果拿紫光与英特尔对标,就可以发现两者在产业布局上具有一定可比之处。英特尔尽管长期占据全球最大芯片供应商地位,然而近年来其对旗下各业务板块的整合力度非常大。一方面,英特尔利用其在数据中心领域的垄断地位,采取全面产品覆盖的策略,巩固服务器芯片占有率,同时积极发展网络通信芯片、NAND Flash芯片,同时布局人工智能与自动驾驶。2015年与2017年,英特尔发起的两项超百亿美元的收购案(2015年以167.5亿美元收购FPGA大厂Altera,2017年以153亿美元收购以色列科技公司Mobileye),都是为转型智能汽车和物联网领域发展的“数据公司”所采取的重要策略。

“如果一个市场不能生成数据、分析数据或使用数据来提供增值服务,英特尔就不会进入。”英特尔CEO科再奇道出了其推行“数据驱动”战略的宗旨。

而赵伟国日前在接受媒体采访时的一段表述亦值得关注:“大家知道现在是互联网时代,网络无处不在,信息无处不在,其实背后是芯片无处不在。紫光是一个站在互联网背后的企业,我们为整个信息产业和互联网产业提供基础性产品和关键技术的服务。”

发动“三合一”的力量

在海外并购不利的情况下,紫光集团加快了在国内不同产业集聚区的布局。2月12日,紫光南京半导体产业基地开工建设。该项目由紫光集团投资建设,主要产品为存储芯片制造,占地面积约100万平方米。除了建设高达300亿美元的芯片工厂以外,紫光集团还将投资约300亿元建设配套的IC国际城,包含科技园、设计封装产业基地、国际学校、商业设施、国际人才公寓等综合配套设施。

3月31日,紫光集团与天津滨海高新区管委会签署合作协议,在津建设金融租赁公司、信息大数据平台、公共云数据管理中心、互联网智慧园区、高科技产业研发基地,并共同发起成立技术转移基金。双方将发挥各自优势,从六个方面深化战略合作,实现互利共赢。

4月22日,紫光集团与四川成都天府新区成都管委会签署紫光IC国际城项目合作协议,瞄准我国高端集成电路产品设计、制造等薄弱环节,建设半导体制造工厂、紫光科技园与国际社区等子项目,汇聚全球高端科技产业链,打造世界一流的半导体产业基地。

6月16日,紫光集团与昆明市政府签订战略合作框架协议,紫光集团将投资不低于60亿元,在昆明市建设紫光芯云产业园。根据协议,紫光芯云产业园将在信息化技术领域进行一系列布局,增强产业集聚度和人才吸引力,具体包括在集成电路、互联网设备制造等领域,发挥紫光集团龙头企业的引领作用,吸引产业上下游企业在产业园落地;建设大数据、云计算、集成电路等产业的区域性研发基地。

受西方国家加紧对华集成电路投资并购审批的影响,今后一段时间中国IC企业对外收购将更加困难。受此影响,紫光集团将目光瞄准了国内。在赵伟国的发展规划中,地方政府将是一股不可缺少的支持力量。如果细究的话,这其实也是紫光的重要发展模式之一。“国家战略推动、地方大力支持、企业市场化运作”,武汉长江存储、南京存储器项目的建设都采取了这一模式。

其实,除了政策与资金上的考量外,这些位于国内电子信息产业聚集区的产业园区,未尝不是紫光对产业生态的布局。这些产业园区一旦建成,将会聚集大量的电子信息企业。它们是未来物联网产业的一环,既是数据的制造者,也是数据的消费者。这些企业的有机整合,将构成庞大的生态体系,成为未来发展的基石。

2   2017-11-05 20:37:37.737 全球半导体行业销售额达到历史最高水平 (点击量:0)

代表美国在半导体制造,设计和研究方面的领先地位的半导体行业协会(SIA)今天宣布,2017年第三季度全球半导体销售额达到1079亿美元,创下该行业有史以来的最高季度销售额,相比上一季度同比10.2%。2017年9月份的销售额为360亿美元,比2016年9月总计294亿美元增长22.2%,比上个月350亿美元增长2.8%。所有月度销售数据均由世界半导体贸易统计(WSTS)组织编制,代表三个月移动平均数。

SIA总裁兼首席执行官John Neuffer表示:“9月份全球半导体销售额同比大幅增长,截止到9月份,今年迄今的销售额比去年同期高出20%以上。该行业在第三季度的季度销售额是有史以来最高的,全球市场有望达到2017年以来的最高收入。”

3   2017-11-20 15:49:51.34 微软开发HoloLens人工智能芯片 并将用在其他设备上 (点击量:1)

微软近期透露,下一代HoloLens增强现实头显将会搭载专用的人工智能芯片。不过目前看来,微软对于这种订制芯片有更远大的计划,很可能会在其他设备中使用这些芯片。

微软设备业务企业副总裁帕诺思·帕纳伊(Panos Panay)在接受CNBC采访时表示,该公司仍在努力开发HoloLens的芯片组。关于这一芯片组是否会被用于更广泛的微软产品,帕纳伊给出了肯定的回答。此外他还表示,这些人工智能芯片有可能会授权给合作伙伴使用。

他表示:“我认为,我们在Surface和芯片开发中所做的最重要工作之一是探索机会,确保我们掌握Surface内部的技术,并提供给合作伙伴,让所有人都有机会使用这些技术。”

微软表示,HoloLens 2中人工智能芯片的最终目标是加入专门的计算能力,去完成图像识别和语音识别等复杂任务。这有可能给HoloLens带来独特的功能和更快的处理速度,而不需要将数据发送到云平台去处理。

在HoloLens之后,我们很可能将看到这些技术被用于其他产品,包括微软及其合作伙伴开发的PC。有趣的是,在这样的情况下HoloLens变成了一块试验田。

4   2017-11-20 15:50:36.377 全球硅晶圆供应告急!12英寸99%依赖进口,晶圆自给任重道远! (点击量:0)

硅晶圆供需缺口越来越大
据悉,硅晶圆一直是我国半导体产业链的一大短板,目前国内企业只能达到4~6英寸硅片的性能需要,并少量供应8英寸市场,12英寸硅晶圆基本是空白。
然而一旦供需失衡,未来国内一些新建的晶圆制造企业或者中小型晶圆厂就有可能陷入产能开出却无晶圆可用的尴尬局面。
物联网及车用电子显然带动了2015——2020年半导体市场成长,全球硅晶圆市场,8寸与12寸硅晶圆产品因需求极度热络强劲。目前,台积电、联电等代工龙头企业日前已与日本信越(ShinEtsu)、SUMCO等硅晶圆主要供应商签订1~2年短中期合约,其中12英寸硅片签约价已提高到每片120美元,相比去年年底的75美元上涨60%。
12英寸缺货已成国内企业一大“心病”
硅晶圆,简单的说就是指制造半导体集成电路所需的硅芯片,由于形状是圆形,所以称为晶圆。其价格在去年触到了近11年来的低点,随后缓慢企稳回暖。进入2017年,全球硅晶圆各大供应商开始进入缺货状态,包括中芯、三星等企业均开始出手大抢货源,中小企业更是不惜加价购买。
去年国内企业在4~6英寸硅片(含抛光片、外延片)上的产量约为5200万片,基本可以满足国内4~6英寸的晶圆需求。
具备8英寸硅片和外延片生产能力的则有浙江金瑞泓、昆山中辰(台湾环球晶圆子公司)、北京有研总院、河北普兴、南京国盛、中国电科46所以及上海新傲,合计月产能为23.3万片/月。
至于12寸硅晶圆片,目前我国还不具备生产能力,只能依赖进口。
发展国内硅晶圆供应刻不容缓
目前,全球300mm硅片实际出片量已占各种硅片出片量的65%左右,但国内的产量几乎为零。显然,硅晶圆的短缺,已成为国内一个刻不容缓的难题。
而国内厂商也在加紧增加多条先进半导体芯片厂,同时也开始了国际化进程。此前福建宏芯就曾有意收购全球第四大硅晶圆供应商德国Silitronic公司,但由于其他一些因素而没有成功。
不过,虽然目前我国在半导体硅晶圆制造工艺上还不足以与国外厂商抗衡,但随着中国在半导体领域的投入,尤其以北方华创、中微、福建宏芯、上海新昇等为代表的厂商的崛起,我国企业必将打破国外垄断。

5   2017-11-20 15:51:27.747 英特尔与阿里巴巴深化合作 以数据驱动未来变革 (点击量:0)

2017年中国杭州的云栖大会上,英特尔公布了与阿里云的多项合作成果,进一步优化了数据性能,提升了数据在安全性和智能化处理方面的能力,极大地满足了数据驱动业务的需求。英特尔和阿里云双方将积极合作,致力于挖掘数据价值,为国内外用户带来更多行业领先的基于云架构的产品和服务。
英特尔公司数据中心事业部副总裁兼数据中心战略规划总经理Robert C. Hays出席了杭州2017云栖大会,分享了英特尔和阿里云在大数据分析、数据安全保护以及人工智能等方面所作的努力。
英特尔与阿里云密切合作,显著提升了大数据分析的性能,以及阿里云MaxCompute大数据平台服务的可扩展性。双方的合作涵盖了软硬件优化。硬件优化方面借力于英特尔最新发布的至强可扩展处理器带来的架构优势(例如,AVX-512英特尔高级矢量拓展指令集512),而软件优化聚焦在有效的内存分配,任务并发的智能调配,网络带宽的智能配置。通过优化,MaxCompute大数据平台上的Big Bench端到端大数据应用测试基准达到了100TB的海量数据,7830 QPM(QPM,每分钟处理的请求量),再一次取得了业界领先的优异成绩。这无疑将进一步推动阿里云大数据业务的快速发展,也再一次确立了阿里云在大数据方面的业界性能标杆地位。
阿里云和英特尔也推出了基于英特尔SGX(软件防护扩展指令)技术的中国首个云服务主机。在金融服务和医疗保健等行业,提升云端数据保护和安全性至关重要,必须符合严格的合规要求,确保用户个人信息的安全和保密。基于英特尔SGX技术的云服务提供强大的数据安全性能,能够有效保护客户数据资产的完整性和可用性。
2017年年初,阿里云与英特尔、零氪科技联合宣布启动天池医疗AI 大赛,用人工智能和云计算技术加速精准医疗的发展,惠及人类的医疗健康大业。该比赛旨在帮助医生通过使用AI技术分析医学图像和筛查肺结节,提升肺癌早期筛查的精度和效率。经过对2800多个参赛团队的筛选,主办方在2017云栖大会上公布了比赛结果,北大信息科学技术学院LAB2112团队获得天池医疗AI大赛第一季决赛的第一名。
此外,英特尔宣布阿里云在阿里云F1中部署英特尔FPGA加速云。客户能够在云端开发和部署加速器解决方案,用于AI推理,视频流分析,数据库加速以及其他需要大规模计算的领域。

6   2017-10-29 22:39:15.357 英特尔资本为15个以数据为重点的新创公司创造了6000多万美元的新投资 (点击量:0)

英特尔公司,全球投资组织英特尔投资公司(Intel Capital)今天宣布在15家技术创业公司中投资6000多万美元。该公司在英特尔首席执行官展示会上介绍了创业公司的CEO和创始人,英特尔首席执行官展示会在英特尔新闻室进行网络广播。最新的一批新投资组合使英特尔投资公司的年初至今的投资额达5.66亿美元。

英特尔资本副总裁兼英特尔投资公司总裁Wendell Brooks说:“世界正在经历数据爆炸。到2020年,道路上的每一辆自主车辆每天都会产生4 TB的数据。一百万辆自驾车的汽车每天能产生30亿人相同数量的数据。随着英特尔向数据公司转型,英特尔投资正积极投资于技术领域的创业公司,这有助于扩大数据生态系统并寻找重要的新技术”。

7   2017-11-05 20:31:02.387 IDC预测2021年全球流动性支出将达到1.72万亿美元 (点击量:0)

国际数据公司(IDC)近期更新的“全球半年度移动支出指南”显示,预计到2021年,全球移动解决方案支出将达到1.72万亿美元。

尽管2016 - 2021年预测期间年度增长预计将放缓,但IDC仍预计在移动相关硬件,软件和服务方面的支出将达到2.7%的复合年增长率(CAGR)。全球移动支出于2017年将达到1.58万亿美元,比2016年增长4.3%。

在整个预测中,美国将占所有流动支出的近四分之一,成为2021年最大的地区市场,达到近3,920亿美元。中国大陆将是整体支出的第二大国(2021年为3370亿美元),其次是日本,巴西和英国。在五年预测期内,流动性支出增长最快的国家是委内瑞拉(8.2%CAGR),印度(8.0%CAGR),菲律宾(7.0%CAGR)和秘鲁(6.7%CAGR)。

8   2017-10-29 22:33:05.587 由新加坡国立大学科技家领导的研究团队在内存技术方面处于领先地位 (点击量:0)

由新加坡国立大学(NUS)科学家率领的国际研究团队率先开发出一种新颖的有机薄膜,它支持一百万次读写周期,比商业闪存消耗的功耗要低1000倍。

新颖的有机薄膜可以存储和处理1万亿次循环的数据,并且具有甚至比目前的60平方纳米的尺寸更小的潜力,其潜力可能小于25平方纳米。

NUS纳米科学与纳米技术研究所所长(NUSNNI)主任兼教授T Venky Venkatesan说:“我们发明的新颖特性为灵活轻便设备的设计和开发奠定了新的领域。我们的工作转移了行业传统观看有机电子学的范式,并将这些技术的应用扩展到新的领域。”

这种新型内存装置的发明首先在2017年10月23日的“自然材料”杂志上在线报道。

9   2017-11-20 15:50:20.2 Improving efficiency of V-band indium gallium nitride transistors and MMICs (点击量:1)

HRL Laboratories in the USA has reported V-band (57-64GHz) aluminium gallium nitride (AlGaN) double heterojunction field-effect transistors (DHFETs), claiming “to the best of our knowledge, the best combination of power and PAE reported to date at this frequency [59GHz] for a solid-state device” [M. Micovic et al, IEEE Electron Device Letters, published online 17 October 2017].

The work was supported by Boeing Co. Potential applications in the V-band millimeter-wave radio frequency (RF) electromagnetic radiation band include 5G wireless, collision avoidance radar, and satellite and unmanned aerial vehicle (UAV or ‘drone’) cross links. Increasing efficiency of such devices reduces the thermal management complexity of systems.

The semiconductor materials (Figure 1) were grown on silicon carbide (SiC) by molecular beam epitaxy (MBE). Silicon carbide is presently the material of choice for III-nitride transistors due to its high thermal conductivity.

Figure 1: Schematic cross section of scaled GaN DHFET.

The Al0.08 Ga0.92 N buffer also acted as a back-barrier for the device, suppressing hot-electron diffusion and increasing electron confinement in the GaN channel layer through polarization effects. The source and drain regions were etched back and n+ -GaN selectively re-grown by MBE for low-resistance access to the channel. The source-drain spacing was 1.4μm.

The T-gate fabrication involved plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) silicon nitride passivation, tri-layer resist electron-beam lithography gate definition, dry etch of the silicon nitride for the gate foot, gate metal evaporation, and metal lift-off. The gate metal was protected with a second PECVD silicon nitride passivation layer. The 40nm gate was centered between the source and drain. Previous research by HRL suggests that this gate process flow minimizes current collapse effects from high-frequency signals.

The wafer was thinned and metal applied to the back side, giving an RF and direct current (DC) ground plane. Through-substrate vias were used to connect grounded terminals and passive components to the ground plane. The thinning was down to 50μm, compatible with monolithic microwave integrated circuit (MMIC) technology.

Devices consisted of 4x50μm finger gates, giving a total gate width of 200μm.

The maximum drain current under 10V drain bias was 1.45A/mm. The peak transconductance was 660mS/mm. The threshold and pinch-off voltages for 1mA/mm drain current were -1.04V and -2V, respectively. The negative voltages indicate normally-on depletion-mode behavior.

The 1mA/mm device breakdown was more than 55V when the gate was at -5V. In pulsed operation, current collapse of about 40% was observed. This was greater than in the previous work by HRL on less aggressively scaled devices with 140nm gate length. Also, the barrier layer was thicker – 22nm. The researchers blame surface and passivation traps, arising from the passivation interface being much closer to the channel. The collapse unfortunately reduces the output RF power relative to the available DC input.

The team comments: “Despite relatively high DC to pulsed current collapse of reported devices, we show in this work that aggressive scaling of GaN HEMT results in excellent power performance at V-band.”

With 12V drain bias and 267mA/mm quiescent drain current, testing over the range 50MHz-110GHz gave cut-off and maximum oscillation frequencies of 140GHz and 280GHz, respectively.

A pre-matched 4x50μm-wide transistor circuit was used for V-band power characterization. Measurements at peak power-added efficiency (PAE) gave an output power of more than 23.5dBm (1dBm = 1mW) with associated power gain of more than 5.5dB over 57-64GHz. The maximum power of 25.5dBm was at 59GHz, where the power-added efficiency was 41%. The team comments: “The circuit-level PAE of 41% compares favorably to the highest PAE numbers reported for three-terminal solid-state devices in this frequency range (InP HEMT).”

At the device level, the PAE was 48%. Further measurements and calculations gave associated drain efficiency (DE) of 57%, associated power of 26.17dBm (1.88 W/mm) and associated power gain of 8.1dB. Varying the drain bias between 4V and 16V, the peak PAE was greater than 35% (45% for 6V-16V).

The circuit peak PAE output power was 19dBm (0.4W/mm) at 4V drain, increasing to 27.64dBm (2.9W/mm) at 16V. At the device level, the 16V-bias output power was 28dBm (3.17W/mm) at input power drive 1 dB past the peak PAE point.

The researchers comment: “These results show that a 40nm GaN DHFET is a very attractive device for envelope-tracking V-band power amplifiers, because it maintains excellent PAE over a broad range of drain bias voltages even at fixed matching conditions.” Envelope tracking adjusts the power supply in RF transmission power amplifiers to maintain peak efficiency.

The HRL devices have performance comparable with the best reported high-efficiency transistors and MMICs at V-band (Figure 2).

Figure 2: Comparison of V-band PAE versus output power of best reported high-efficiency transistors and MMICs.

The team concludes: “We anticipate that power performance of the reported GaN DHFETs can be potentially improved by roughly 40% by reducing current collapse using improved surface passivation techniques.”

10   2017-11-20 15:51:11.837 美国大学研究脑力控制无人机:以脑电波通讯 (点击量:0)

美国一家研究机构正在研究用大脑操控无人机。
据美国《财富》网站22日报道,美国亚利桑那州大学的人机界面与控制实验室正在开发一种脑力控制的无人机导航界面,用脑电波来指挥一群无人机工作。
目前的无人机主要通过操纵杆或者手机操控,这意味着一位飞行员只能够同时操控一架无人机。借助脑机接口技术,一位飞行员就能够同时操控多架无人机,让它们形成一个编队,或者让它们分散在不同的飞行路线上。
根据美国国防部先进研究计划署(DARPA)提供的项目摘要,该研究的最终目的是找到人类大脑“感知多代理系统信息”的运行机制,继而从中提取“控制命令”。换句话说,科学家们正在试图建立一个系统,让一个人可以控制一群无人机,并且这些无人机还能接收不同的命令,做出不同的行为。
该项目的负责人Panagiotis Artemiadis介绍,该研究将分为几个步骤进行:“首先我们对人类进行训练,以便他们能够想象出这些行为。然后我们训练出一种算法,将这些行为与大脑不同部分的激活联系起来。”
Artemiadis认为,开发这套脑力控制系统有着很现实的优势,它可以让一个操作员同时控制多个看似独立的无人机执行不同的任务。大脑操控的无人机能够提升搜索和救援任务,能够比单一无人机更有效的搜索更大区域范围。
譬如,利用无人机同时检查100台风力涡轮机,或者更高效地进行搜索和救援任务;无人机机群或许也能够用于帮助人们扑灭野火,它们能够追踪大火的速度,并且为现场急救员和消防员提供大量的照片和数据,这是目前的技术无法做到的;在大型集会的现场,无人机机群能够进行实时监控,并且向监管部门发送更广区域范围内的实时视频记录。
Artemiadis称,这种“集群控制”的行动模式是从鸟类和鱼类等自然群体的行为中获得的灵感。“我们可以提取与所期望的集体行为相关的信息,比如以特定的编队飞行,这在普通的人工控制界面上是不可能实现的。”
据介绍,按照上述研究,无人机与人将通过脑电波的传送来实现通讯。
“只要有一个集中控制器可以将命令传达给无人机,脑群控制算法甚至可以扩展到同时控制成百上千的无人机。” Artemiadis说道,目前他已经成功完成了同时控制3台无人机的测试。
Artemiadis的无人机研究受到美国国防部先进研究计划署和美国空军科学研究办公室的资金支持。美国国防部先进研究计划署认为,脑力控制的无人机编队是相当安全的,它的实现只是个时间问题。