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自2016年開始，瑞芯微電子（簡稱“瑞芯微”）舉辦每年一度的“瑞芯微之春（夏）”技術(shù)開發(fā)者大會，介紹公司最新動態(tài)，開展廣泛的技術(shù)交流，為對接下游客戶需求提供了良好的渠道。今年4月23日，以“智享芯未來”為主題的第四屆瑞芯微開發(fā)者大會在福州舉行，瑞芯微董事長兼CEO勵民認為，Turnkey的時代正在逐漸遠去，瑞芯微將會與所有的合作伙伴一起共同迎接和建設(shè)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/AIoT的新時代。

他同時還公布了瑞芯微根據(jù)世界杯的周期定制的瑞芯微“世界杯”發(fā)展計劃，其第一個世界杯計劃是2002年日韓世界杯，也就是瑞芯微2001年創(chuàng)立到2004年的四年計劃，當時的業(yè)務重點是復讀機/收音機主控芯片；隨后的2006年“世界杯”計劃是MP4核心芯片；……今年，他們公布了2018年的“世界杯”計劃，那就是拓寬跑道，在深耕AP的同時，發(fā)展光電芯片、MCU、電源、連接芯片，以多產(chǎn)品矩陣迎接產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)/AIoT時代的來臨。

圖1：瑞芯微高級副總裁陳鋒。

對此，瑞芯微高級副總裁陳鋒也非常贊同，“在AIoT時代，終端應用將會很分散，不可能像以前那樣抓住一個‘爆品’應用，因此，我們需要打造一個產(chǎn)品矩陣來應對AIoT時代的挑戰(zhàn)?！?/div>

瑞芯微的“新跑道”

在此次開發(fā)者大會上，瑞芯微大秀肌肉，展示了他們未來四年的計劃和產(chǎn)品規(guī)劃。其中最為重要的改變就是大大拓寬了產(chǎn)品線，與在平板電腦時代，以AP產(chǎn)品為主線外，還加入了電源管理、無線連接、MCU和針對客戶需求的半定制ASIC產(chǎn)品線。此外，還布局了手機周邊的配套應用，在與國內(nèi)手機大客戶合作的過程中，形成了多品類芯片，涵蓋了電源、電池、語音等應用；其HDR、夜景、視頻處理等算法在國內(nèi)部分品牌的旗艦手機中得到了采用。

圖2：瑞芯微現(xiàn)在的產(chǎn)品線。

負責芯片研發(fā)的瑞芯微副總裁李詩勤表示，“瑞芯微現(xiàn)在的AP，跟大家熟悉的傳統(tǒng)AP是不同的，過去瑞芯微主要做平板電腦和電視盒子。而未來的瑞芯微AP將會主要針對一些新興市場，比如AIoT行業(yè)應用，這里包括新零售、汽車電子、智能安防、工業(yè)控制、智慧商顯等智能物聯(lián)硬件?！?/div>

電源管理芯片，以前主要是跟瑞芯微的AP搭配使用，但現(xiàn)在，已經(jīng)擴展到了快充、無線充電和電池保護，甚至未來將會進入電動類產(chǎn)品中。

值得一提的是，瑞芯微從去年開始布局無線連接方面的產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)推出單獨的WiFi產(chǎn)品，計劃今年會推出藍牙和WiFi+藍牙的Combo產(chǎn)品。

在MCU方面，據(jù)李詩勤介紹，瑞芯微將會從低功耗MCU和高壓MCU兩個細分市場切入，低功耗MCU產(chǎn)品將會采用Arm和RISC-V架構(gòu)。

2019年新產(chǎn)品布局

談到芯片設(shè)計，總是會繞不開工藝節(jié)點問題。在李詩勤看來，瑞芯微一直是一個在工藝上敢于吃螃蟹的公司，他們在2011年就有28nm工藝的芯片進行了量產(chǎn)。當然，他也強調(diào)瑞芯微雖然追求新工藝，也不“討厭“舊工藝?，F(xiàn)在瑞芯微還有些產(chǎn)品使用的是40nm工藝，這主要還是看功耗和成本的平衡。

圖3：瑞芯微AP芯片產(chǎn)品的工藝演進路線。

他舉例說，瑞芯微去年開始推出了22nm的FDSOI工藝人工智能芯片RK1808和RK3399PRO，在這兩個平臺上取得了不錯的性能和功耗平衡。

而去年下半年開始，瑞芯微著手進行了14nm和8nm工藝的研發(fā)，從目前的樣片測試情況來看，14nm工藝的產(chǎn)品相對于目前主流的28nm工藝產(chǎn)品來說，功耗降低了35%，性能提升了25%左右。今年第四季度，瑞芯微將會推出一款基于14nm的新一代智能視覺處理器產(chǎn)品RV1109。

圖4：瑞芯微新一代智能視覺處理器RV1109主要性能指標。

對于去年下半年開始準備的8nm產(chǎn)品開發(fā)，馬上也要出成果了。那就是預計明年第一季度將會推出的RK3399的下一代產(chǎn)品RK3588。

圖5：瑞芯微新一代旗艦應用處理器RK3588的主要性能參數(shù)。

做SoC芯片，還有一個繞不開的核心技術(shù)，那就是IP，瑞芯微憑借著這些年在軟件、算法和芯片設(shè)計上的積累，全面布局各種IP。

圖6：瑞芯微視頻編解碼IP研發(fā)方向。

首先是視頻編解碼。瑞芯微在最新的視頻編解碼器上，從用戶的主觀感受入手，在細節(jié)質(zhì)量上做了非常大的提升，包括自適應的編解碼，碼率的穩(wěn)定性，以及在超低碼率上的編解碼質(zhì)量等?！坝捎谖覀儾捎昧硕嗪说脑O(shè)計架構(gòu)，未來我們將很容易升級到8K@60FPS的編碼。在現(xiàn)在的設(shè)計中，我們已經(jīng)充分考慮了即將到來的8K的需求?！崩钤娗谡f。

在標準方面，除了支持H.265、H.264、VP9、AVS2、AV1等標準外，未來將會增加支持AVS3和H.266標準。對應的新產(chǎn)品是新一代機頂盒芯片RK3530。

圖7：新一代機頂盒芯片RK3530主要性能參數(shù)。

其次，在影像及神經(jīng)網(wǎng)絡處理IP研發(fā)方向上也有了更新。“歷時一年多，通過我們算法、應用和IC設(shè)計多個團隊的合作，根據(jù)我們過去的算法研究經(jīng)驗和產(chǎn)品的需求，從頭開始定義，精心打造出了最新一代的ISP IP。特別是我們的HDR算法。”李詩勤在演講中表示。

圖8：瑞芯微在影像及神經(jīng)網(wǎng)絡處理IP方面的研發(fā)方向。

在神經(jīng)網(wǎng)絡處理單元上的研發(fā)，瑞芯微也取得了不少的成就。李詩勤認為未來NPU在AP里面將會像CPU和GPU一樣不可或缺。“我們自己設(shè)計的NPU，具有可配置的運算能力，從1Tops到8Tops，甚至更高，全部的運算單元可擴展，可配置。支持INT8/INT16/FP16，能滿足不同的場景應用，未來還會擴展到INT4?！?/div>

此外，瑞芯微還自研了完整的工具鏈，可以兼容市面上流行的可用框架，讓客戶能夠很容易做模型設(shè)計和訓練。李詩勤表示，未來瑞芯微將會對現(xiàn)在的架構(gòu)進行優(yōu)化，提供面向功能的專用NPU。他解釋說，就是讓NPU可以跟影像處理ISP、視頻編解碼器等進行無縫對接。

這些IP將會集成進RV1108、RV1109，以及RK3530產(chǎn)品內(nèi)。

圖9：電源芯片技術(shù)發(fā)展方向。

李詩勤認為，電源芯片是瑞芯微除了AP之外，非常重要的一個產(chǎn)品線。到目前為止，其電源芯片出貨量已經(jīng)超過1億顆，其中快充控制芯片RK825超過了5千萬顆，不良率低于20ppm。

陳鋒也認為電源芯片是瑞芯微非常有成長潛力的一個產(chǎn)品線，除了原有的跟AP配套之外，瑞芯微在應用方向上進行了比較大的拓展，“將會有電池管理、快充、無線充電、系統(tǒng)整合的電源方案，包括結(jié)構(gòu)光的電源管理，屏下指紋電源管理等。其中有些產(chǎn)品正在工程送樣中?！?/div>

未來，瑞芯微電源芯片的發(fā)展方向有兩個：一是大功率，一是低功耗。大功率電源芯片，支持正負36V電壓輸出。目前已經(jīng)設(shè)計好的有正負15V電壓輸出，還有利用多相并聯(lián)技術(shù)去設(shè)計大電流的產(chǎn)品，最高可以達到12A。

低功耗MCU產(chǎn)品線，自然少不了低功耗電源模塊的支持。目前瑞芯微微安級待機功耗的DCDC產(chǎn)品和納安級待機功耗的LDO產(chǎn)品。

圖10：瑞芯微無線連接技術(shù)研發(fā)路線。

在無線連接芯片方面，瑞芯微目前有支持WLAN 802.11.b/g/n的RK912，已在小批量出貨中了。還有即將推出的無線MCU芯片RK2206，將主要面向低端語音控制和IoT應用。預計明年將會有更多的集成了WiFi和藍牙的MCU芯片上市。

圖11：瑞芯微新產(chǎn)品RK2206主要參數(shù)及量產(chǎn)時間。

圖12：瑞芯微的低功耗MCU技術(shù)研發(fā)方向。

對于MCU產(chǎn)品線，瑞芯微從超低功耗MCU切入，在工藝平臺上，使用22nm FDSOI工藝的MCU芯片電壓低至0.5~0.65V，“考慮到性價比，我們也會采用40nm ULP工藝，在該工藝平臺下，電壓低至0.8V，待機功耗可以做到跟22nm相同的數(shù)量級?！崩钤娗谠谘葜v中表示。

為了獲得超低功耗，瑞芯微的MCU產(chǎn)品采用了智能功耗控制技術(shù)，及自適應的時鐘關(guān)斷和電流關(guān)斷技術(shù)，同時通過數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，來減少跟外界數(shù)據(jù)的頻繁交換，大大降低系統(tǒng)的功耗。此外，在22nm工藝下有一個體偏置（Body Bias）的智能控制技術(shù)?！拔覀冊诮衲甑囊恍┬酒?，已經(jīng)采用了。與不使用體偏置技術(shù)相比，使用后，操作電壓低于0.5V，動態(tài)功耗降低接近40%，總功耗降低35%?！崩钤娗谥赋?。

圖13：瑞芯微高壓MCU研發(fā)方向。

在高壓MCU研發(fā)方向上，“55nm BCD工藝是我們未來的選擇方向，選擇該工藝的原因是它有比較好的功耗和成本優(yōu)勢?！崩钤娗诮忉屨f。

未來

在本次技術(shù)開發(fā)者大會上，瑞芯微董事長兼CEO勵民在最后對瑞芯微的未來發(fā)展做了展望，他表示，瑞芯微將會秉持開放合作的態(tài)度，與合作伙伴一起做好產(chǎn)品。堅持在“大音頻、大感知、大視頻和大軟件”領(lǐng)域不斷推進，爭取做出世界一流的產(chǎn)品。如果客戶愿意做出世界一流的終端產(chǎn)品，瑞芯微也很愿意一直陪伴。

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