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中国半导体市场需求接近全球的1/3，且中国为全球需求增长快的地区。随着5G、消费电子、汽车电子等下游产业的进一步兴起，预计中国半导体产业规模还将快速增长。半导体产业关乎国家信息安全，但由于发展较晚、技术水平较低等原因，我国目前半导体产业主要依赖进口，国产化率仅1/3左右。以占有半导体产业80%以上市场份额的集成电路为例，根据半导体行业协会数据，2016年中国集成电路市场自给率仅36%。严重依赖进口，2016年我国集成电路贸易逆差达1657亿美元。根据SEMI预测，2019年中国集成电路供需缺口可达880亿美元。提高自给率迫在眉睫。

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信息安全发展历程无论分三阶段、还是四阶段，分类标准总是和信息技术的创新、媒体传输介质的改变、互联网的飞速发展、数字化的转型、法律法规的要求等分不开。笔者比较喜欢发布在51cto 上的Jack zhai的分法，从企业角度来说明安全保障理念的发展趋势。芯片设计所处的行业是非常典型传统型的，通常信息系统和研发环境都建立在企业自己的数据中心。起初，研发环境主要是以物理防护和网络层隔离的传统保护方式，人员管理制度也是粗线条的行政性管理为主；后来随着虚拟化、网络技术的发展，研发环境的安全措施和安全运维开始从业务流程和整个企业IT环境考虑，在物理防护、网络层隔离基础上增加了防火墙、VDI隔离；数据的保护也从单一文件、目录的权限管理发展为更广泛的访问控制；管理体系也从粗线条的行政管理到全面建立系统服务监控和审计流程，定期培训使用人员提高安全意识；同时从业务流程和数据流角度采取相应安全措施，防止数据泄露，安全防护体系开始立体化。

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晶体元件的负载电容是指在电路中跨接晶体两端的总的外界有效电容。是指晶振要正常震荡所需要的电容。一般外接电容，是为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。要求高的场合还要考虑ic输入端的对地电容。应用时一般在给出负载电容值附近调整可以得到精确频率。此电容的大小主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻。晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容)+△C(PCB上电容).就是说负载电容15pf的话，两边个接27pf的差不多了，一般a为6.5～13.5pF各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器. 晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联. 在晶振输出引脚 XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十 M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了. 这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是 0.5, 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量.

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1、小型化、薄片化和片式化：为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求，石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30～100倍。采用SMD封装的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已经上市。2、高精度与高稳定度，目前无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm，VCXO的频率稳定度在10～7℃范围内一般可达±20～100ppm，而OCXO在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。3、低噪声，高频化，在GPS通信系统中是不允许频率颤抖的，相位噪声是表征振荡器频率颤抖的一个重要参数。目前OCXO主流产品的相位噪声性能有很大改善。除VCXO外，其它类型的晶体振荡器高输出频率不超过200MHz。例如用于GSM等移动电话的UCV4系列压控振荡器，其频率为650～1700 MHz，电源电压2.2～3.3V，工作电流8～10mA。4、低功能，快速启动，低电压工作，低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势。电源电压一般为3.3V。目前许多TCXO和VCXO产品，电流损耗不超过2 mA。石英晶体振荡器的快速启动技术也取得突破性进展。例如日本精工生产的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm规定值范围条件下，频率稳定时间小于4ms。日本东京陶瓷公司生产的SMD TCXO，在振荡启动4ms后则可达到额定值的90%。OAK公司的10～25 MHz的OCXO产品，在预热5分钟后，则能达到±0.01 ppm的稳定度。

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城市道路照明是城市公共设施的重要组成部分，国家统计局数据显示，从2004年至2014年，我国城市道路照明灯数量由1053.15万盏增加到3000万盏以上，年均复合增长率超过11%。路灯的控制方式也从早的人工控制到定时、光感控制到智能化、系统化控制，以及与物联网结合，承载更多例如摄像头、Wi-Fi热点、环境传感器等等功能的智能且能接入互联网的智慧型“云”路灯。据调查数据，加上智能控制系统LED路灯能够在原来LED节能的技术上再节能10%~20%的能耗。而在智能化路灯系统的设计中，如何解决数据通讯的问题，如何选用一种既高速又稳定可靠的通讯方式。

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在半导体的研发中，AI Hardware（人工智能硬件）正在成为一种新的潮流。从入选国际学会VLSI座谈会（Symposium）的论文数量来看，2010年-2015年，AI Hardware（人工智能硬件）相关论文所占据的比例为还不及2%。2016年为2.75%，2017年增加至4.47%。2018年骤增至11.73%，2019年虽然与2018年几乎持平，也达到了12.64%。也就是说，入选VLSI的论文的1/8都是与AI Hardware（人工智能硬件）相关的。