“奇招”与新意并出,富士通6大创新方案迎2020产业回暖!

“奇招”与新意并出,富士通6大创新方案迎2020产业回暖!

随着NB-IoT正式划入5G标准与5G网络规模化商用,万物互联的未来正不断加速,物联网产业逐渐形成碎片化、垂直化的市场分布,纵观数据采集、边缘计算、传输链路等各个领域,无不呈现“百家争鸣”的发展态势。尽管2019年被称为半导体行业寒冬,在不久前的ELEXCON 2019上,不少国内外厂商均表示了对2020年产业回暖的信心,积极推出众多垂直应用市场的解决方案。例如,知名厂商富士通电子推出了6大创新解决方案,聚焦多个热门领域应用,以创新技术抢占市场先机!

“奇招”之变电噪声为宝,开创性真赝验证方案不用加密

FRAM存储器可谓富士通的传统优势项目,经过20年的市场考验,从汽车、工业到医疗领域,在关键数据存储的应用场景下,富士通FRAM成为了兼具高性能与可靠性的优先选择。不过,在ELEXCON 2019上,富士通FRAM却本色出演了“新角色”,这就是——开创性的无加密算法(频谱)真赝验证解决方案!

图1:富士通开创全新的真赝验证方案

众所周知,每一种材料都拥有自身独特的频谱特性。在研究FRAM的过程中,富士通发现FRAM的物理频谱特性具有无规律、难以被模仿的特性,因此可替代传统的加密算法,利用FRAM的工作噪声信号来实现设备之间的验证。“在两个设备连接通信时,主机与子机的FRAM工作噪音信号频谱将进行对比验证,例如抓取8个频谱点,只有两者在8个抽样点的振幅、相位均一致的情况下,方表示验证通过!”富士通电子元器件(上海)有限公司产品总监冯逸新表示,“这是业界首创的全新验证方式,相比传统的加密算法具有更高的安全特性,应用场景包括打印机与墨盒、PCB与外围IP、FA机床、医疗诊断设备、终端与专用电池等。”

手掌静脉识别方案出新意,富士通竞逐百亿市场空间

尽管人脸、指纹等生物识别方式已广泛应用,但伴随“3D打印面具攻破人脸识别”、“橘子皮破解指纹识别”等安全隐患曝光,具备更高安全等级的生物识别方式——手掌静脉识别,逐渐受到了更广泛的关注。

根据前瞻产业研究院对生物识别市场规模的预测,2020年全球生物识别市场规模预计将达到250亿美元。其中,指纹识别市场份额占比虽然最高,但已呈现下降趋势。2020年,静脉识别占比预计将达到12%,其中手掌静脉潜力巨大,将获得180亿人民币的市场空间。

富士通推出了用于身份认证的手掌静脉识别模块,采用近红外线感应器捕获手掌静脉的分布图,并帮助企业(如银行)建立每个用户独特的手掌静脉数据库;后续通过登录每个用户的手掌静脉数据,就能达到生物识别功能的管理。“这款手掌静脉识别模块具有不易伪造,高识别率,识别速度快,非接触性等优点,拥有极高的认证精度,本人拒绝率为0.01%,他人误识率更在0.00001%以下,可快速便捷地精准识别个人身份,达到更好的体验。同时,模块厚度仅为13mm,体积较前一代产品缩小了三分之二,为进一步应用到小型设备中提供可能性。”现场工作人员介绍。据悉,日本已有部分银行ATM机采用富士通手掌静脉识别方案来实现生物识别功能,可见手掌静脉识别方案对于安全等级要求高的金融行业,有着无可比拟的优势。

图2:新一代生物识别方式——手掌静脉识别

图3:手掌静脉识别特征

超强待机秘诀,Ambiq MCU瞄准可穿戴应用

可穿戴设备在近两年的市场表现可谓风生水起,Gartner报告显示,2018年全球可穿戴设备支出为324亿美元,2019年支出预计可达410亿美元,同比增长27%。预计到2020年,全球可穿戴设备支出将高达520亿美元(约3700亿人民币)。然而,当下可穿戴设备仍然面临续航的难题,例如待机一两周亟需充电,且充电时间较长,因此也阻退了一大批潜在消费者的购买热情。

图4:搭载Ambiq MCU的智能可穿戴设备

那么,如何提高可穿戴设备的续航能力?或许从MCU着手是一个不错的选择!富士通电子元器件(上海)有限公司产品高级经理章堃称:“Ambiq MCU拥有工作频率低、工作电流小的特点,例如Apollo 3系列在96MHz工作频率下、工作电流仅6uA/MHz,Apollo 4系列的工作电流更是进一步降低至5uA/MHz以下。凭借低功耗的优势,可打造待机数个月的可穿戴方案。目前,Ambiq MCU产品已成功打入国内最大的两家可穿戴OEM厂商的供应链,累计出货量达到了数亿。”

案例佐证,业界最高品质的高性能RFID标签

除了上述提及的数据采集、边缘计算等解决方案,RFID作为数据记录的标签功能正是物流追踪、库存管理等IoT细分领域追捧的热点。对此,富士通推出了全新的超高频硅胶RFID水洗标签,据称也是业界最高品质的高性能RFID标签!高性能主要体现在:可适用于高达60bar的高压脱水、高压灭菌消毒等工作环境;符合国际标准“ISO/IEC 18000-63及EPC Gen2”认证;100%非磁性材料,因此可用于医疗领域,并获得了符合MRI(磁共振成像)设备要求的产品认证,可在1.5-3.0 Tesla的MRI环境下使用。

图5:业界最高品质的RFID水洗标签

换言之,这款RFID标签可内置或粘贴在医疗病服等物品上,从而准确记录病服在使用、清洗、灭菌的整个流程,确保了医疗用品的安全循环使用。工作人员告诉笔者:“富士通RFID水洗标签采用了UHF技术,读取距离超过2米,并且一次可读取上百枚标签,属于低成本的RFID标签,成功案例比如在上海迪士尼的演出服饰中已经得到初步的应用。”

座舱虚拟仪表一体化方案+设计工具,一次打包

此次展会上,富士通还展示了基于Socionext(索喜)第四代高性能车载SoC “Miranda”的三合一解决方案,支持高清全液晶仪表、360°全景成像与ADAS辅助系统等应用,其中专为ADAS设计的VPU视觉处理器更是一项专利认证技术。整体方案目前已在日系、德系车厂的一些高端车型中采用。

图6:软硬件结合的一体化汽车虚拟仪表方案

值得一提的是,与上述虚拟仪表方案一同展示的,还有独特的CGI Studio设计工具。CGI Studio是一款高效、通过车规级验证的虚拟仪表UI设计工具,可帮助工程师快速构建HMI界面。据介绍,CGI Studio具有简易上手的优势, UI工程师利用这一平台,可在一、两个星期内构建一款UI方案。同时,CGI Studio进行了跨平台的移植与兼容,无论是基于索喜、TI、NXP、英伟达等硬件平台,或是Linux、Windows、安卓等操作系统,均可以完美支持。

出货潜力稳增,富士通继电器演绎“高品质”实力

作为汽车电气元器件保驾护航的关键产品,汽车继电器已成为除传感器以外应用最多的器件。伴随汽车电气化、智能化水平的不断提高,从以往低端燃油车单车使用30-35颗继电器,逐渐转向智能化高端车单车使用超过60颗继电器,并广泛应用在新能源汽车及燃油车EPS、IBS、Junction Box、Airbag等设备,可见继电器的市场潜力仍在上升。

图7:富士通拥有丰富的继电器产品线

富士通是继电器行业的关键厂商,其产品线包括信号继电器、汽车继电器、轨道车辆继电器、功率继电器等丰富的范畴。例如E1系列继电器产品主打新能源汽车充电桩、OBC等应用市场,由于其无极性的特点,在实际OBC应用中仅需一颗继电器,就能完成便携式充电器与放电器的功能,而以往的做法则需要两颗,特别适用于户外供电的需求。

更多如面向高端园林工具的FBR59系列继电器,在双电池包供电的电路设计中,最高可承受150安培的电流冲击,是业界同类耐受150安培电流的继电器中、体积最小的一款。笔者了解到,这款继电器的标称使用寿命是10万次,但其实这是在150安培大电流冲击下的数值;在常规70安培的电流下,该继电器的使用寿命高达30万次,远远超过标称的数值。在标称数值的背后、始终保持高可靠的特性,这正是富士通对于产品高品质、高质量追求的一个缩影。

独辟蹊径 富士通布局嵌入式系统存储

独辟蹊径 富士通布局嵌入式系统存储

全球内存市场几年前价格疯涨对于IT产业业者大概仍然心有余悸!随着这场“芯片战争”的硝烟而起的是,中国存储行业海量投资的相关产线纷纷上马,并预计在今年逐渐开花结果,即将可能形成中美韩三国争霸的局面,存储产业未来的风云变幻也将更加风谲云诡。特别是随着5G部署落地、人工智能、大数据和物联网的普及,数据存储已经进入长期向上稳定增长的通道。根据预测,2023年人类数据的产生将会超过103个ZB(数据单位量级GB\TB\PB\EB\ZB)! 

在存储技术领域,低容量密度的嵌入式系统关键数据存储一直似乎风平浪静,其中利用铁电晶体的铁电效应实现数据存储的FRAM技术波澜不惊的从一个小众产品变成覆盖几乎绝大部分应用领域的存储技术。在1980年代首个试验成功的FRAM电路问世,其通用功能就被认为可以取代DRAM、SRAM和EEPROM等常规存储器,从早期Ramtron、Celis半导体、Hynix、Macronix、英飞凌、三星、三洋、TI、东芝等诸多豪强入局“厮杀”,到如今“剩者为王”的少数FRAM大厂并存,FRAM技术在过去数十年的竞争中不断突破与发展,最终逐渐登上主流行业与应用的“C位”! 

富士通半导体,正是业界知名的FRAM方案提供商之一。在不久前的一次采访中,富士通电子元器件(上海)有限公司产品管理部总监冯逸新告诉笔者:“富士通FRAM的优势总结起来就是一组数据:10兆次、20年、37亿颗!10兆次代表了富士通FRAM产品本身性能优异的高读写耐久度,20年则是富士通专注FRAM、成功量产与不断创新的宝贵经验,37亿颗表示了量产以来的累计出货量。毫无疑问,富士通FRAM正在广泛赋能各行各业的创新应用!”

深耕计量领域,FRAM赋能八千万表计产品

工业领域可以说是富士通FRAM的“传统优势项目”,从早期发力工业三相电表、特殊产业设备,到现在“寻常百姓家”随处可见的水电气热等智能表计,富士通FRAM具有竞争力的性价比优势,进一步加速其推广至更广泛的工业应用。“FRAM铁电存储器在智能电表行业已经作为标准存储器被广泛采用,其高达10兆次的数据读写耐久度确保了电表的数据可靠性,以1秒写入一次数据计算,智能电表的使用寿命可长达10年,”冯逸新向笔者透露,“富士通FRAM面向全球电表客户累计交货8千万片,在中国与海外市场的占有率非常高,已经被威胜集团、Itron、林洋能源、海兴电力、西门子等业界主流的电表供应商所采用。”

与此同时,富士通FRAM也逐渐打入无锡聚成、浙江威星、EMERSON、E+H、TEPLOKOM等全球范围的智能水气仪表主要供应商,成为准确记录和存储关键数据的标准元件。与电表直连电源不一样的是,水气表的解决方案必须依靠电池供电,因此功耗成为了关键。富士通FRAM拥有工作电流小、功耗低的优势,在解决方案中采用FRAM意味着电池可以小型化,而且能延长电池寿命,简化电路系统设计,降低整体BOM成本。

图1:富士通FRAM逐渐被全球范围的智能水气仪表供应商采用

针对严苛环境下的特殊工业应用,富士通还在2018年推出了工作温度低至零下55℃的FRAM铁电存储器MB85RS64TU,进一步延伸以往零下40℃产品的极限低温,维持在该特性上远超竞争对手的优势。可以说,这款产品特别适用于在极寒地区挖掘天然气与石油资源的设备,以及测量设备、流量计及特殊机器人等,成为了富士通探索极端应用场景的一次重大突破!

IoT存储器风口之争,FRAM这些特性成为关键

随着万物互联时代的到来,物联网对终端设备的数据存储能力提出了全新的挑战,如确保数据可靠、数据快速读写以及超低运行功耗等,存储器产品又一次遇上了风口!当被问及FRAM在IoT领域的应用时,冯逸新称:“FRAM在IoT中很重要的一个应用是RFID,FRAM RFID具有耐辐射性、低功耗与快速读写的三大显著优势,可以确保IoT应用中数据的可靠性,富士通正在RFID行业与全球领先的标签/inlay 制造商开展紧密合作。”

图2:富士通FRAM RFID产品系列,赋予嵌入式设备全新价值

值得一提的是,富士通FRAM RFID技术作为物流库存管理中替代条形码的最优解决方案而广为人知。类似的如零售行业中采用FRAM RFID技术的电子纸,仅在显示数据改写时才消耗电能,因此不需要电池就可直接驱动,这正是FRAM低功耗的优势!

另外,由于富士通FRAM RFID具备抗辐射性,在医疗领域需要放射线杀菌的应用场景中具备突出的优势。医药品、生化制剂、血浆制剂、医疗器材等在嵌入FRAM RFID后,能够追溯整个产品的放射线杀菌过程,帮助医药产品的管理更加高效和安全。冯逸新总结道:“在要求高可靠性、抗辐射等高端医疗设备中,FRAM有着近乎100%的应用,并不断拓展新的技术!” 

高温特性获得突破,汽车关键信息存储获青睐

2017年开始,富士通先后推出适用于汽车电子应用的FRAM产品MB85RS256TY、MB85RS128TY、MB85RS64VY 和MB85RS2MTY,这几款器件可在高达125℃的高温环境下运作,专为汽车产业和安装有电机的工业控制设备而打造,并在同年验证通过了严苛的汽车行业AEC Q100标准规范。

图3:富士通率先推出工作温度达125℃的车规级FRAM产品

冯逸新称:“汽车产业正在经历史上最大幅度的转型,一方面是新能源汽车的普及,另一方面则在于自动驾驶技术的突破。这两款FRAM产品是针对汽车产业变革而尝试突破的创新产品,富士通研发人员从内部回路开始重新设计,使得产品工作温度范围扩大至-40~125℃,进一步提高了产品的可靠性。”

新能源汽车与自动驾驶技术的发展,要求车载电子控制系统对于存取各类传感器数据的需求持续增加,因此高效能非易失性内存技术的需求愈发凸显。FRAM拥有高速随机存取、高读写耐久度、非易失性等优势,可完美适配此类应用。富士通车规级FRAM产品可支持如胎压监测(TPMS)、安全气囊数据储存、事故数据记录器(EDR)、电池管理系统(BMS)、汽车驾驶辅助系统(ADAS)及导航与信息娱乐系统等应用中实时且持续的数据储存。经过仅仅两年时间的市场推广,富士通车规级FRAM产品就成功打入了东风、金龙、宇通、上汽通用五菱、华晨宝马、一汽、御捷、江淮、奇瑞等整车厂的诸多Tier-1、Tier-2供应链,市场表现十分出色!

FRAM与NRAM、ReRAM并举,富士通差异化市场竞争策略

事实上,除了以上领域富士通FRAM已经广泛应用在更多的领域,包括医疗、工业等等。为满足更多差异化应用需求,富士通近年来还投入开发与试产下一代高性能存储产品——纳米随机存储器NRAM及可变电阻式随机存取内存ReRAM。前者兼具FRAM的高速写入、高读写耐久性,又具备与NOR Flash相当的大容量与造价成本并实现很低的功耗,富士通NRAM的第一代产品、16Mbit的DDR3 SPI接口产品最快将于2020年底上市;后者已经成功推向市场并量产,首款8Mbit的MB85AS8MT一大特色是极低的平均电流,在5MHz工作频率下仅需0.15mA读取数据,这让需透过电池供电且经常读取数据的装置能达到最低功耗。“简略地讲,FRAM用于数据记录;ReRAM可替代大容量EEPROM;NRAM 用于数据记录和电码储存,还可替代NOR Flash。” 冯逸新总结道。擅长以差异化独特性能产品打市场的富士通即将建立更完善的嵌入式系统存储产品阵列,势必将在存储行业再次快速拓展新局面。