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东芝:马达消耗的电能约占总用电量的一半

2016/04/01
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存储器行业正处在一个微妙时刻。工艺上,14 或 15 纳米闪存接近硅工艺极限,三星、东芝与英特尔均推出自己的三维闪存工艺,期望以此延续摩尔定律,继续保持成本优势;市场上,中国高调杀入,多地争相投资存储器产业,传言将有总额度数百亿美元的资金投入到 DRAM 与闪存方面;企业间,关系错综复杂,波诡云谲,紫光宣布停止注资西部数据,西部数据仍然决定要完成收购闪迪的交易,英特尔将大连工厂改造为闪存工厂,意图通过 3D Xpoint 技术取得突破。

东芝参加 2016 慕尼黑电子展

那么,全球存储器的重要玩家、与闪迪合作密切的东芝怎么看当前的存储器市场?闪迪交易案再生波折该怎么看?中国杀入存储器行业会对现有格局有何影响?2016 年慕尼黑电子展上,东芝电子(中国)董事长兼总裁田中基仁正面回应了这些疑问。

中国投资存储器市场是好事

由于紫光撤资,西部数据收购闪迪所需的 190 亿美元要靠自己来筹集。虽然西部数据宣布已经筹到了资金,但这种交易在没有交割完成之时,或许还会有变数。不过田中基仁的态度,与 2015 年深圳高交会回复与非网记者类似问题时并没有太大变化:交易不会影响闪迪与东芝在闪存设计生产上的合作,东芝与闪迪在消费电子市场是竞争对手,西部数据若成功收购闪迪,将与东芝在存储产品线上形成全面竞争。

“目前双方在闪存方面的合作是各出一半,即闪迪出 100 亿美元,东芝也会投 100 亿美元。如果被西部数据成功收购,闪迪的资金将变得非常充裕,这样东芝与闪迪在下一代设备方面的投资会得到保障,这对东芝闪存业务的发展将是非常有利的。”

 对于中国开始在存储器行业重点投入,东芝也表示了开放的心态。“我们非常欢迎中国厂商加入这个行列,因为大家都知道中国市场十分巨大,如果中国厂商进入存储器行业,一定能够开拓出更多的市场,”田中基仁说道,他对与中国厂商的合作也充满了期待,“东芝接受 OEM 订单,为本土厂商提供材料,由他们去进行生产或者组装来供应市场。”

对于新供应商涌入所导致的竞争加剧,东芝并不畏惧,“闪存竞争激烈,无论三星、东芝、美光还是英特尔,每年都要在设备方面投入大量资金,同时需要不断地投入研发,从资金门槛和研发难度来讲,目前世界上能够进入这个市场的厂商有限。通过常年高额的技术和设备投资,东芝有信心保持在存储市场领先的地位。” 据田中基仁介绍,从去年开始东芝已经向客户提供 3D 闪存样片,2016 年 3 月东芝会提供第二代 48 层三维 BiCS(Bit Cost Scalable)闪存芯片样片,这一代 BiCS 芯片也将在 3 月量产。“采用浮动栅(Floating Gate)工艺,东芝现在做到 15 纳米,再缩减尺寸会比较困难,所以通过 3D 存储器工艺来试另外一条路,希望在这条路上我们能够实现新的摩尔定律。”

只卖存储产品,东芝电子(中国)就没有存在的价值

东芝电子的主要营收来自存储器业务,数据中心尤其是智能手机的存储业务是东芝的根本,但田中基仁并没有大树底下好乘凉的思想,“这(存储器)是东芝全球的一个强项,能够提供闪存的厂商有限。哪怕我们不太努力,人家也会找上来,如果只卖存储器产品,东芝电子(中国)就没有什么存在的价值。”

田中基仁想让东芝电子(中国)体现更多价值的领域是车载与工业电子。对于汽车电子这样一个增量市场,如今被所有重要半导体厂商盯上,东芝的优势又在哪里呢?

车载存储是东芝在汽车领域安身立命的基础,随着车联网与无人驾驶技术的发展,车用存储市场会越来越大,无论是车载级 SSD 还是车载级 EMC 存储,东芝都有明显的优势,优势大到不需要在展会展出。

车载存储之外,高级驾驶辅助系统ADAS)是东芝发力的另一支点。东芝的 ViscontiTM处理器专门针对 ADAS 系统中对于视频处理的需求进行了优化,高配版 ViscontiTM二代具有四个内核,集成了行人识别加速器与高速图像处理硬件加速器,可同时实现行人检测、交通标志识别、车辆检测与车道检测四个功能。ViscontiTM也为功耗进行了优化,虽然图像处理需要的计算量很大,但是东芝独有的图像处理引擎与硬件加速结构使得 ViscontiTM在功耗方面表现出色,据东芝半导体和存储产品公司技术市场部总监吉本健介绍,ViscontiTM的功耗仅相当于竞争对手类似产品的“五分之一到四分之一”。

在车载虚拟仪表方面,东芝也希望继续扩大战果。东芝的 CapricornTM芯片占据欧洲市场 30%-40%的份额,目前已经累计出货一千万颗。高级驾驶辅助系统的普及与新能源汽车的发展,使得车载仪表也在不断进化,传统机械仪表难以满足现代汽车信息显示需求。东芝的 CapricornTM是虚拟仪表控制芯片的佼佼者,集成了步进电机驱动电路的 CapricornTM不但可以支持模拟仪表(最多 5 路),虚拟仪表支持的尺寸也越来越大,本次展会展出的 12.3 吋虚拟仪表方案可应用于客车等大型汽车。

“到 2020 年,车载与工业电子要占到东芝电子(中国)总销售额的 30%。”这是田中基仁定下的目标。

马达消耗的电能约占总用电量的一半

虽然新能源汽车风头很劲,但与传统汽车的市场份额差距仍然很大,纯电动汽车销量占汽车总出货量的比例不足 1%,因此目前的汽车节能减排任务,其实主要还在传统汽车改进方面。而传统汽车降低油耗,除了采用涡轮增压等方式提高发动机效率,最主要的方式就是把以往发动机直接驱动的模块更改为用电机(马达)驱动。

例如,将方向盘液压助力系统更改为电动转向助力系统,或者将油泵、水泵从发动机驱动更改为马达驱动,这些改变都会降低油耗。据统计一台车使用的马达数量在 30 至 150 个之间,因此把汽车马达驱动电路的功耗降低对于节能减排的影响非常大。

吉本健介绍,通过东芝独创的“矢量引擎”技术,可以将马达驱动的效率大幅提高,节能效果非常好。除了在汽车上的应用,东芝的马达驱动芯片还可以广泛应用在工业设备、家电、甚至数据中心的散热系统上。

“一台大型服务器通常会安装八个风扇,采用东芝的马达驱动电路,比传统马达驱动可以省电 40%,”吉本健说道,“马达的耗电量差不多占到总用电量的一半,特别是工业、制造业上,驱动马达所需的能耗占了总能耗的很大比例。”

“怪兽级”产品专为节能减排而生

环境污染已经成为中国的社会问题,除了在发电源头上采用更环保的方式,提高生产制造中的能源利用率对现阶段的中国更为重要。据蒋庄德院士的数据,2014 年中国单位 GDP 能耗为世界平均水平的 2 倍左右。只有降低在生产制造中的能源浪费现象,中国的环境压力才能从根本上得到解决。

如果东芝可以将其在汽车马达驱动节能减排方面的经验复制到工业领域,对于中国的很多制造业来说,或许可以将现在的能耗水平大幅降低。

除了马达驱动,来自日本的东芝自然不乏提高能效的产品与方案供客户选择,这次展会上展出的栅极注入增强型晶体管(IEGT)与碳化硅(SiC)产品都是应用于工业领域的半导体器件。尤其是 IEGT,是一款值得关注的“怪兽级”产品。

IEGT 是东芝对于 IGBT 的改进产品。相比 IGBT,IEGT 的关断性能更好,因此可以降低设备静态功耗。耐压性更高(已量产型号可承受 4500V),饱和导通后压降更低,可以降低器件本身的热损耗,开关速度也比较快,同时 IEGT 具备防爆结构,安全性能也得到了提升。

IEGT 适用于铁路机车牵引、新能源发电与电力输配电等场景,东芝举了一个工业输电的例子。“IEGT 已经被国家电网采用,在长距离直流输变电场景,采用 IEGT 可以大幅减少输变电过程中的能源损耗。”田中基仁对于 IEGT 的前景充满信心:“东芝在大功率大电流半导体器件领域有非常大的优势,我们花了很多心思,投入了大量资源,这是东芝的强项!”。

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