汇顶科技多元产品矩阵成型未来增长可期!

发布时间: 2022-09-19 12:17:19 来源:obo体育官网入口 作者:BOB官方网站
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  5月19日,汇顶科技在深圳召开了主题为“智感万物·联接未来”的2022年度创新技术研讨会。经过数年的战略布局和持续高研发投入,汇顶科技开始摆脱过去过度依赖于指纹识别业务的局面,多元化产品矩阵也已成型,全面覆盖了传感、交互、连接、音频及安全领域。

  在此研讨会上,汇顶科技展示了基于其指纹和触控产品的丰富应用,还全面介绍了其在安全、连接、感知方面的新技术,并发布了全新的安全解决方案、新一代低功耗蓝牙SoC、3D ToF方案等新产品。

  近两年来,随着新冠疫情的持续,彻底改变了人们的日常工作与生活方式,推动了全球数字化、网络化和智能化发展的步伐。同时新冠疫情也推动了非接触式支付等应用场景的铺开,加速了NFC及手机eSE(embedded Security Element)安全芯片的普及。

  相较于目前较为常见的手机二维码支付来说,NFC+eSE安全芯片的解决方案更为便利(无需打开摄像头或支付软件,手机没电、关机、离线也可支付),同时也兼顾了用户对于安全的需求。

  特别是随着数字人民币、数字车钥匙、数字身份等应用的兴起,手机NFC和eSE市场将会迎来新的机遇。

  根据ABI research 统计数据,2021年全球有超过8亿部新增手机、可穿戴设备支持NFC功能,并且会保持较高的CAGR增长率。具体到NFC芯片市场,The Insight Partners数据显示,2021年全球NFC芯片市场规模预计为87.1美元,预计到2028年将大幅增长至178.2亿美元,年复合增长率达10.8%。

  对于eSE芯片市场,MarketsandMarkets最新数据也显示,全球嵌入式安全市场规模预计将从2022年的68亿美元增长到2027年的90亿美元,年复合增长率达5.9%。

  面对未来这两个百亿美元的市场,汇顶科技今年也顺势推出了旗下首款金融级eSE安全芯片GSEA0、首款NFC芯片,以及“金融级eSE安全芯片+COS操作系统+NFC”一站式安全应用解决方案。

  据介绍,汇顶科技首款的eSE芯片GSEA0是一款软硬件一体化的高端安全芯片。而为了研发这款芯片,汇顶科技组建了一支上百人的高水平核心安全产品研发团队,历时三年多自主研发,直到近期才正式推出,并成功获得了多项产品和认证的关键性突破。

  在存储方面,GSEA0配备超大安全存储,基于专属定制的安全Flash IP,带来超长原生寿命,同时结合硬件擦写均衡机制,可为关键安全业务数据提供数以亿计的擦写次数,大幅提升终端安全应用的可靠性。

  在算法方面,GSEA0全面支持主流国际标准算法、各种国密算法,同时集成了高强度真随机数发生器,支持高速流加密。

  同时,汇顶还自研了COS操作系统,支持多接口多通道多任务并行架构,兼顾了可移植与执行效率,同时全面覆盖了国际标准组织GlobalPlatform规范。

  “对于eSE安全芯片来说,芯片的本身的物理安全至关重要,要能够抗住测信道攻击、错误注入攻击等物理攻击手段。同时,芯片的设计环境也需要做到足够的安全,如果芯片设计资料流出去了,那么这个芯片自然也就不安全了。另外,在与芯片配套软件部分,也需要足够安全,这也是为什么我们自己来做eSE芯片的OS的原因。还有像算法本身的安全,芯片的开发、测试、生产这些环节也必须要足够的安全。总结来说,就是整个芯片供应链全部都要纳入到整个产品生命周期的安全管理,才能够达到足够高的安全。”汇顶科技高级副总裁、安全BU总经理叶金春解释到。

  基于汇顶科技在各个环节的严格把控,GSEA0在今年4月成功获得了全球安全领域高等级的SOGIS CC EAL5+安全认证。

  据了解,SOGIS CC 认证一共有7个等级,而民用产品当中的最高等级是6级,汇顶科技GSEA0达到了5+的级别也已经是足够的可靠,可以满足所有的金融安全和大多数国际证照应用的需求。而且,特别需要指出的是,GSEA0是一次性通过了SOGIS CC EAL5+安全认证。

  叶金春进一步指出,传统的芯片设计通常不太可能也不需要一次性就达到“完美”的级别,出现问题还可以进行进一步完善和迭代,但是eSE安全芯片则不一样,因为芯片做出来,需要去过安全认证,最快也需要6-9个月的时间,只要出现一个问题,那么这个6-9个月的时间等于就浪费了。如果多次出现问题,那么等于就是失败了。所以,这对于一次性把事情做对的能力要求特别高,这也反应了汇顶在这方面的实力和GSEA0的出色。

  除CC EAL5+外,汇顶科技GSEA0安全芯片还获得了EMVCo(国际芯片卡及支付技术标准组织)和NFTC(金融科技产品认证)两项重量级认证,同时满足国际、国内金融级安全标准。

  NFC是一种工作频段在13.56MHz的近距离无线通信技术,在门禁控制、无接触支付和汽车遥控钥匙等应用场景有着广泛应用。

  此次汇顶科技推出的GSC10正是一款全功能的NFC控制芯片,支持读卡器模式和卡模拟模式。并且近期还正式通过业界最为权威的NFC Forum认证,标志着该芯片的互操作性和射频性能已达到商用标准。

  据介绍,为了提升GSC10的抗干扰能力和灵活的适应性,其采用了超高TX发射功率,并且支持单端天线(无需传统的NFC差分天线)。

  “对于NFC来说,它的最大的挑战在于兼容性。因为NFC它是有协议的,但是实际在早期的时候,很多NFC reader厂商,他们在做产品的时候往往没有严格按照标准来做,也没有像协议符合性的检测,所以做出来的产品,比如公交、公交地铁的那些POS机,只能满足自己闭环应用,用配套的智能卡的时候没有问题。比如深圳发的卡,就是在深圳用,上海发的卡就是在上海用。但今天你要把这东西通过NFC做到手机上,而手机是随着人流动的,今天可以在深圳,明天可能会在上海,这个时候就要求这个手机NFC在当地都能刷卡。也就是说,你手机里NFC模拟的公交/地铁卡,要能适应所有的城市,所以这个兼容性就会变得非常复杂。”叶金春表示:“GSC10为了解决这个问题,在这方面也做了大量的工作。”

  为了推动eSE安全芯片GSEA0和NFC全功能芯片GSC10在智能手机、智能穿戴等市场的应用,汇顶科技推出了将两颗芯片封装在了一起,成为了GSN11。这样既可以满足智能手机、智能穿戴产品对于内部板级空间上的要求,同时也能够进一步控制成本。

  据叶金春透露,截止目前,汇顶科技的安全解决方案团队已经与国内多家头部的智能手机、智能穿戴产品厂商进行了对接。

  除了智能手机、智能穿戴市场之外,汇顶科技还希望推动GSN11在数字车钥匙、数字人民币和数字身份领域的应用。

  在当天的研讨会现场,汇顶科技还展示了基于GSN11芯片的数字人民币安全支付解决方案。

  虽然目前在NFC controller市场,NXP占据了多数的市场,剩下的市场则被意法半导体、三星和索尼占据。而在NFC+eSE芯片市场,也是NXP一家独大。但是,在汇顶科技来看,这却是一个蓝海市场。

  据叶金春介绍,NFC发展至今已有近20年的时间,市场也已经是比较成熟,但剩下的玩家并不多,头部厂商具有强势市场地位,也开始缺乏创新的动力,尤其是针对中国市场的应用创新和落地。同样,有能力供应手机eSE芯片的供应商也比较少,而NFC+eSE+COS的一站式解决方案就更少。所以对于手机厂商来说,可以选择的供应商有限,现有的芯片应用场景扩展空间有限,资质受限,议价空间也很小。

  在此背景之下,汇顶科技的GSEA0、GSC10和GSN11的推出,受到了很多客户的欢迎。

  不过,目前NFC专利主要在NXP、ST等厂商的手中,那么汇顶科技是如何解决专利问题的呢?

  对此,叶金春表示,汇顶科技的NFC和eSE的设计之初就在尽量规避竞争对手的专利,并且在产品上进行了自己创新,做了很多差异化。在这个过程中也形成了很多自己的发明专利,比如在一些新兴应用方面。未来,汇顶也会考虑去做一些专利的交叉授权。另外,需要指出的是,由于NFC已经发展多年,有不少专利已经快要到期。

  随着物联网市场的发展,智能穿戴、智能家居、智慧城市等无线连接应用领域正迎来巨大的市场空间。据IoT Analytics预测,2025年全球物联网连接数有望超过270亿,2021-2025年复合增长率高达22%。

  目前在局域物联网技术上,WiFi、蓝牙、Zigbee、LoRa是比较常见的连接技术,而在蜂窝物联网技术上,目前比较常见的则是NB-IoT、GSM、eMTC、Cat.1。而汇顶科技在物联网连接技术的布局上,则选择的是蓝牙BLE和NB-IoT。

  在汇顶科技看来,未来在BLE和NB-IoT等低功耗连接技术市场,前景更为广阔。根据ABI Research的预测数据显示,到2024年全球BLE设备的出货将达到19.13亿,2020-2024年的年复合增长率将达到24%。CounterPoint的数据显示,到2025年NB-IoT的连接数量将达到3.12亿个,2020-2025年的年复合增长率高达37.7%。

  早在2018年3月,汇顶科技通过子公司以1000多万欧元现金收购了蜂窝IP公司恪理德国有限责任公司(德文名称:CommsolidGmbH)。该公司可提供高度优化和容易集成的NB-IoT标准通信解决方案。而这笔收购也成为了汇顶科技进军物联网市场的开始。

  2019年5月,汇顶科技在全球蓝牙行业盛会Bluetooth Asia 2019(蓝牙亚洲大会)上,正式发布了旗下首款蓝牙产品GR551x系列,同时还展示了基于该系列芯片的各类创新应用场景,包括智能可穿戴设备、智能玩具、智慧家居、智能楼宇和低功耗蓝牙Mesh投显等。

  在此次2022年度创新技术研讨会上,汇顶科技正式发布了新一代BLE SoC GR5526系列,相对于前代产品来说,提升了图形处理能力和射频性能,外设也更加的丰富,同时功耗也更低。

  针对中高端可穿戴设备更高的屏显需求,集成了2.5D GPU,大幅提升图形处理效率,在454*454分辨率的显示屏上可达30+帧率,为消费者带来更极致的视觉体验。

  得益于超低功耗的系统架构设计,GR5526系列的蓝牙功耗相比上一代优化了近30%,可以为设备带来超长的续航体验。

  GR5526系列支持最新的蓝牙BLE 5.3标准,支持LE Audio,AOA/AOD定位,并且通过了BQB认证。另外,在射频性能方面,灵敏度可达-98db,抗干扰方面,C/I co-channel可达6db,可以帮助BLE设备更稳定快速的连接。

  在外设方面,GR5526系列配备了3路QSPI、6个I²C、6个UART等多达50个I/O。同时,GR5526系列还内置了安全模块,使得数据传输更加的安全。

  GR5526系列面向不同的应用需求,提供了4个型号可选,主要区别在于封装的类型以及是否配备8MB PSRAM和GPU+DC。

  据介绍,未来汇顶科技还将持续推出丰富的低功耗蓝牙产品,面向智能家居、电子标签等IoT创新应用的,具备更强射频性能的GR533x系列也即将推出。

  面向智能表计市场,汇顶科技NB-IoT方案GR8513采用了OpenCPU架构,凭借更高集成度、更简单易用及更优BoM成本等优势,获得参会行业客户的高度关注。

  具体来说,OpenCPU采用了AP&CP(应用和通信系统)解耦合的创新双核架构,可单独置位CP、AP可独立工作,在实现超低功耗的同时,确保整个系统运行和通信更稳定可靠。在外设方面,拥有多达56个GPIO。在SDK及开发工具方面,也是非常的简单易用。

  根据现场公布的数据显示,汇顶科技的NB-IoT芯片GR8513在OpenCPU架构下,在睡眠间隔500ms,轮询时间50us的情况下,平均电流仅9.4μA。

  另外,在通信性能方面,GR8513也可满足弱覆盖网络连接,PSM配置成功率、关机配置成功率远高于竞品,平均时延则比竞品更低。

  据透露,目前汇顶科技已携手知名行业伙伴成功落地基于该方案的智能水表案例,并正在向表计等更广泛的IoT行业应用全面推广。

  一直以来,汇顶科技在触控及指纹识别市场具有极高的市场份额。得益于过去在声光电传感技术领域的深厚积淀,在2020年之时,汇顶科技推出了其与心率和入耳检测等创新传感器的产品组合,主要面向体量相对较大的智能手表/手环、TWS耳机市场。而随着产品品类的持续丰富,也进一步扩展到了智能家电、AR/VR等市场。

  在此研讨会上,汇顶科技无线音频和传感器产品线高级总监同伟系统的对于汇顶科技的健康类传感器和智能交互传感器进行了介绍。

  汇顶科技的健康类传感器解决方案,覆盖了血氧、体温、心率、心电图检测,并支持HR、HRV、SpO2、ECG、体温多合一;智能交互传感器,则覆盖了佩戴检测、触控、按压、接近、体温检测等方面,并支持触控、接近、压感、温度多合一。

  此外,大健康时代来临,家庭健康监护需求愈发强烈,汇顶科技还推出创新血氧夹一体化解决方案,搭载医疗标准级别的血氧算法并配合上层相关应用,为用户提供有效的健康指引、疾病筛查和预警功能。

  同伟表示,汇顶科技的健康传感器解决方案具有高集成度、超低功耗(比如支持10uA级别运动心率检测、100uA级别连续血氧检测、10uA 级别交互检测)、完整解决方案、高品质等优势。

  汇顶科技的智能交互传感器解决方案,佩戴检测与接近感应具有低误触、低功耗、稳定性强、抗温漂,高灵敏度、检测距离远,支持多尺寸传感器等优势;触控传感器具有高分辨率,支持小至3mm²触摸传感器尺寸,支持手势丰富,支持高达500Hz触摸按键刷新率等优势;压感传感方面,具有高精度24-bit ADC,传感器要求低,检测灵敏高,Sensor适配范围广,支持触控压感一休化设计,高性价比等优势。

  自2017年苹果iPhone X率先引入3D结构光技术,采用人脸识别(FaceID)取代指纹识别(TouchID),引爆了3D人脸识别在智能手机端的应用,当时有不少安卓手机厂商纷纷跟进,但是在苹果带来的热度消退之后,安卓手机厂商对于3D结构光的热情也走向消退。相比之下,近几年来3D ToF技术的应用则变得越来越广泛,iPhone 12 Pro系列及13 Pro系列也都加入了后置的3D ToF相机。

  在此次研讨会上,汇顶科技也展示了其最新推出的ToF方案,具有高精度深度测量优势,可支持手机、机器人等丰富应用。

  据介绍,汇顶科技的ToF方案为iToF方案,集成了ToF图像传感器与激光驱动器,分辨率可达HVGA 480×360,识别距离可达5米,误差低于1%。同时还融入了汇顶科技的三大专利技术,使得该ToF方案具有阳光抑制、抗多机干扰、高动态范围的特性。汇顶科技还提供软硬件、光路设计、算法SDK等端到端完整解决方案,助推ToF技术在飞行器避障测高、人脸识别、汽车安全等更广泛领域的应用。

  比如在手机应用上,后置ToF方案搭配汇顶科技的自研稠密化算法,可满足照片背景精准虚化和夜景快速对焦的应用需求。根据第三方的数据显示,后置ToF可帮助夜景对焦速度提升6倍。

  汇顶科技公布第三方手机评测数据显示,基于汇顶科技ToF方案的手机后置应用,在背景虚化性能上优于苹果手机的后置ToF方案。

  在功耗方面,汇顶科技的ToF方案在基础深度计算、稠密化算法、场景重建等场景方面,功耗可以控制在300mW左右,并可保持1%的精度,优于苹果的dToF方案以及索尼的iToF方案(IMX316)的表现。

  针对不同的应用领域,汇顶科技推出了不同的ToF模组产品。比如针对人脸识别及人体识别有MOAI系列模组,其中MOAI-76F模组,最大识别距离1.2米,分辨率480×360,视场角76°×61°,精度小于3mm@1%。

  针对移动终端影像及AR应用的LENS系列模组。其中LENS-60S578模组,最大识别距离5米,分辨率256×192,视场角60°×45°,精度小于1%。

  针对机器人导航及避障应用的WALLE系列模组。其中WALLE-120F模组,最大识别距离2米,分辨率240×180,视场角120°×28°,精度小于1%。

  汇顶科技还特别针对扫地机器人应用推出了覆盖高中低端市场的三种解决方案。其“线阵+面阵”相结合方案支持扫地机器人所需的智能导航加避障二合一功能。

  据介绍,汇顶科技推出的 ToF 传感器凭借低功耗、高精度和良好的抗多机干扰等性能优势,已成功 Design-In 国内知名品牌客户。

  根据汇顶科技2021年年报数据显示,2021年在指纹产品和触控产品继续保持了领先的市场占有率的同时,健康传感器、智能交互传感器、连接(蓝牙、NB-IoT)、音频等新产品业务的营收也快速增长,在总营收当中的占比已经达到了16.24%,同比增加了7.95个百分点。客户群体也从原本比较集中的手机领域,逐渐拓展到PC、可穿戴、IoT、汽车等新市场领域。

  比如,在智能交互传感器方面,2021年该系列产品全年出货量持续发力,同比增长高于150%。在健康传感器方面,2021年全年出货量同比增长高于 300%。

  在连接产品方面,2021年全年汇顶科技蓝牙芯片出货量较2020年取得近5倍的增长,出货量突破千万颗的里程碑,不仅收获了知名终端品牌智能手环/手表、主动 笔的商用,更在大众市场大幅渗透,成功拓展电子货架标签、打印机、游戏手柄、遥控器等多个 细分市场应用。

  在音频业务方面,2019年8月,汇顶科技通过收购恩智浦NXPB.V旗下的语音及音频应用解决方案业务(简称“VAS”),进入了音频市场。经过近几年的研发投入,目前已经形成了包括智能音频放大器、语音和音频软件方案、TWS无线耳机解决方案,并获得了众多客户的采用。2021年,汇顶科技TWS耳机相关芯片出货量同比增长高于200%;在语音和音频软件方案上,汇顶科技的CarVoice产品已成功商用于多款主流车型以及Tier1车机厂商。

  而在新产品营收快速增长的背后,则是汇顶科技持续在研发上的高强度投入。2021年汇顶科技总研发投入达19.82亿元,同比增长13.01%。2015-2021年研发投入年复合增长率高达52.11%。与此同时,汇顶科技的专利也在快速增长,截至2020年3月底,汇顶科技的国内外专利(包括申请中与已获得的)累计已超6500项。

  进入2022年,随着汇顶科技健康传感器、智能交互传感器解决方案的进一步丰富,全新eSE+NFC一站式安全应用解决方案的推出,新一代蓝牙BLE、NB-IoT产品以及ToF传感器解决方案的商用,将助推汇顶科技新产品业务营收加速成长,逆转业绩下滑的颓势。同时也将改善汇顶科技的产品结构、营收来源、客户群体和应用市场,走向更加健康和均衡格局。