关键字： 摩尔定律  创新  数字处理器  单片机

作者：恩智浦半导体首席技术官（CTO）Rene Penning de Vries

智能汽车钥匙

如今的汽车钥匙具有自动锁死功能，并可通过单向通信进行远程接入。根据最新的开发成果，汽车钥匙已成为结合众多功能与特色的系统。车主可通过钥匙配备的LED，或是显示器以及双向通信功能，只要在操作范围内，就可以于远程检查车辆状态，例如上锁或未上锁。

钥匙的标准化接口采用近距离无线通信(Near-Field Communication; NFC)技术，可实现多种功能。举例来说，汽车位置、油量，或是胎压，都可显示在NFC手机上。如果手机包含 GPS 接收器，甚至可以帮助车主找到汽车。同样的标准化接口，也可增加安全元素（例如恩智浦 SmartMX），利用汽车钥匙进行付款。

汽车钥匙功能的扩展功能不胜枚举，可通过智能整合成熟的 CMOS、高电压、模拟、射频、MEMS、先进封装等现有技术而合实现。

冷链：食品安全与保存

全球每年浪费的易腐性产品，总金额高达 350 亿美元，其中包括食物、饮料、鲜花、药品、疫苗、血液以及化学品。

所谓的冷链，是指这类产品从生产、运输、储存到抵达消费者的供应链，全程冷藏处理并进行控制。

通过在产品上使用智能标记，可以避免许多的浪费。产品与容器上的 RFID 标签包含温度、湿度、O2/CO2 浓度、酸碱值，光线强度等各种传感器，若能实时监控这些数值，就可以在偏离安全值时启动警告。如果能早点发现产品快到保质期，就可以确保产品安全，避免浪费。智能标签使物流更符合成本效益，也减少了储存空间。

近距离无线通信 (Near-Field Communication; NFC)

NFC技术近年来逐渐引人注目，有越来越多的机构例如银行、交通运输业者以及手机制造商，都希望在自己的业务中引入这项技术。

恩智浦是NFC的共同发明者，我们一直处在推动标准发展的前沿，并努力构建业界生态系统，以带动标准的发展，推动应用扩展。社会日趋复杂，消费者需要具备多重功能的设备协助简化生活。基于这一认识，恩智浦因此最近推出了首款标准化芯片，刺激市场发展。

该新芯片使SIM卡成为 NFC 设备的核心部件，确保非接触式交易的安全，并承载 NFC 应用，以解决部分阻碍 NFC 发展的问题。不过恩智浦并不认为 NFC 的应用仅限于手机，因此我们与重要的 OEM 厂商合作，要将这项技术整合至笔记本电脑以及数字相框等更多不同的设备，以改进各种媒体的端到端（P2P）分享。

虽然 NFC 至今仍未成为主流技术，不过接下来的 12 个月，将是 NFC大展身手，发挥潜力的关键时刻。

医疗应用的超低功耗技术

医疗电子是半导体发展最快速的领域之一。恩智浦的超低功率解决方案基于磁感应无线电技术及 CoolFlux DSP，可支持最新的助听器产品。我们的芯片支持最高可达 298 kbps的数据速率，并具备双向通讯功能，支持立体声音频流和双耳处理等新型应用。集线器的使用可为MP3 播放器或移动电话配备无线连接功能，轻松与助听器连接。此外，相较于射频信号，短距离（50厘米以下）的磁感应无线电信号可节省更多能源；穿越身体组织时，信号强度的降幅也相当有限。磁感应无线电信号与人体组织的互相作用也远低于传统的射频讯号，因此可降低组织损伤的风险。

其他超低功耗医疗应用，包括监控生命功能的体内传感器、神经刺激与疼痛管理应用设备，以及心律管理设备。以上都是新摩尔定律技术提升生活质量，而不只是加快生活速度的成功典范。

智能电表

过去十年间，用于计量家用电力、煤气、水力及暖气的电机式设备，已逐渐更换为全数字电子仪表。这类仪表多半具有通信功能，可连接至自动读表 (AMR) 或先进读表基础建设 (AMI) 网络等所谓的智能计量网络。

这一市场的主要推动力是电表应用。AMR/AMI 可帮助电力供应商降低帐务成本，并能更有效的管理电网尖峰负载；这是影响电力行业成本与容量的关键因素。

目前市场对电子煤气表、水表及暖气表的需求已经开始成长。政府之所以推动智能仪表的应用，是因为消费者可因此更了解他们的能源消耗模式，这在降低能耗方面已经显现效果。此外，更好利用现有发电容量还可减少二氧化碳排放。

未来几年，智能仪表将发展为建筑控制的家庭网关，连接所有室内仪表（包括煤气表、水表、暖气表及电表），并可通过双向通信功能，提供保安或警报服务。

恩智浦正为这一不断成长的市场提供关键的半导体元件，包括专用的电子仪表微控制器、实时时钟、显示驱动器，以及逻辑 IC与分立器件等标准产品；恩智浦还为预付费电子仪表解决方案，以及短距无线通信的 IMS 波段收发器提供接触式与非接触式读卡器 IC。

车载信息通信系统

智能交通系统可大幅改善流动性，减少交通阻塞，并为可持续性发展做出贡献。欧洲在道路收费与税务系统的采用上意愿强烈。

安全要求日渐增加，因此也需要更快速的应急反应。欧洲紧急呼叫中心 (The European Emergency Call; eCall) 是欧洲政府著名的创新方案，要求欧盟地区销售的所有车辆，都必须安装 eCall 功能。这些进展需要低成本的车用信息通信解决方案。为最大限度降低系统成本，需要采用全新的微型架构。恩智浦为应对这一需求，设计了第一代车用单元平台，称为ATOP 2.5G。这是一种多核心的交钥匙解决方案，应用于车载信息通信应用，结合了 GSM/GPRS、GPS、SRAM 、闪存、基于ARM7并支持 CAN、USB及多重序列的处理器间总线的微控制器供、符合银行标准（Bank Standards）安全级别的安全控制器 SmartMX，以及 NFC 标准的 RFID 接口。所有这些均集成在一个BGA 封装中，面积为 31x31毫米，高度则不到3毫米。

该器件不论是成本、尺寸、车内连接性还是能耗，都进行了优化。它配备了完全整合的标准软件，确保通过 GSM 认证，符合汽车行业标准与政府的质量的要求。

基站

移动通信是人类的基本需求，人们需要随时随地进行沟通。手机的惊人增长即是证明，手机并不仅仅应用于通话，手机上网也愈演愈热。这一成长与全球无线基础建设的快速扩张相辅相成。基站必须提升传输至客户的数据流容量（蜂窝容量）。这就要求3G与4G系统进行更复杂的信号调制，而这需要更高的输出功率。

能源消耗与二氧化碳排放不断困扰整个社会，因此基站也必须提升能源效率。不过这与上述更复杂的信号调制以及因此带来的更高输出功率的趋势互相冲突。

为满足这种冲突性需求，恩智浦正在开发应用于基站射频区的元件，覆盖数据转换器（DAC 与 ADC）、使用小型信号区块（混波器、LNA、VGA …）、射频功率晶体管等。恩智浦应用于功率放大器的RF-LDMOS技术，可为3G、LTE 以及 4G 等先进的复杂信号调制应用提供最优异的性能，并拥有最出色的能效。恩智浦还将推出 GaN 技术，进一步实现更卓越的性能。

此外，恩智浦正投资研发功率放大器架构，以进一步降低能耗。例如，恩智浦即将推出一种集成的先进放大器——集成的Doherty，这将是RF功率领域首款同类产品。

长远来看，随着互联网与手机电视点播等对带宽需求较高的应用的发展，基站的蜂窝容量将继续大幅提升。这将要求相位阵列基站等更先进的系统。恩智浦正在研究高性能构建模块，以打造此类基站。恩智浦坐拥所有相关的先进技术，势必在未来基站领域扮演领导者角色。