冯明宪博士受邀参加“2023大湾区自动化产业高峰论坛”并做主题报告

文：王世权 编辑：田果

2023年6月17日，由深圳市工业和信息化局为指导单位，深圳市工业自动化行业协会主办，中国农业银行股份有限公司深圳市分行协办 ，“2023大湾区自动化产业高峰论坛”在深圳安蒂亚美兰酒店成功举办，亚太芯谷科技研究院院长，北京水木梧桐创业投资管理有限公司资深管理合伙人、深圳市芯榜信息科技有限公司执行董事冯明宪博士受邀参加并作“新时代半导体与工业自动化产业协作发展”主题报告。

下面就冯明宪博士的一些观点与大家分享：

1、晶体管的发明及应用拉开了现代工业自动化发展的序幕

成立于1945年的美国的ISA学会（以前称为美国仪表学会，后来改名为国际自动化学会，简称都是ISA），在其75周年的活动中回顾了75年来工业自动化技术的发展，列举了20项对自动化发展堪称里程碑的技术创新和发明，并遴选了20个75年来对自动化的发展起了举足轻重作用，堪称自动化巨头的人物。位列第一位的里程碑技术创新与发明是半导体和摩尔定律，而在前两位最重要的影响人物则是晶体管发明家约翰·巴丁与肖克利，除此以外，还有众多的半导体创新及相关人物均入选榜单之中，由此可见半导体与工业自动化发展之间的紧密联系。

20项对自动化发展堪称里程碑的技术创新和发明与20个对自动化的发展起了举足轻重作用的巨人

资料来源：亚太芯谷科技研究院

究其原因，是因为从大型计算机到嵌入控制器和传感器内的处理器，如此巨大的计算技术及衍生的工业自动化的进展，全都植根于晶体管的发明，后续的半导体技术创新又持续推动了信息技术革命与工业自动化产业向更深层次的智能化发展。

从图中可以看到，在工业自动化进入智能化发展阶段，半导体创新技术的关键性越发凸显，一方面是由于半导体性能的提升同步带动了工业自动化能够更高效的应用在更多的制造领域，另一方面是由于半导体是人工智能技术发展的基础，从而间接的影响了工业自动化的智能化发展。

因此，半导体在工业自动化的发展中扮演着重要的不可替代的角色。

2、工业自动化的发展阶段及特征

如果以晶体管的发明作为现代工业自动化发展的起点，则可以将工业自动化史分为三个阶段：

第一阶段是1940年代至1970年代，为机械自动化阶段，这个阶段以材料、机械加工与动力为主要特征要素，主要目的是提升自动化技术以实现生产过程的自动化控制、减少人工干预。在代表性国家及厂商方面，美国、德国、日本为技术与产业的引领国家，相应的代表厂商则包括通用、西门子、艾默生、三菱电机等。

工业自动化发展阶段及特征要素

资料来源：亚太芯谷科技研究院

第二阶段是1980年代至2000年代，为信息自动化阶段，这个阶段以数控机床、工业软件与以太网为主要特征要素，主要目的是通过网络信息技术，实现生产过程的信息集成和管理，提高生产效率、产品质量和控制系统的灵活性和可靠性。在代表性国家及厂商方面，美国、德国、日本依然延续着机械自动化时期的优势，引领此阶段技术与产业发展，相应的代表厂商则包括微软、思科、Autodesk、Rohm、恒和电机、丹纳赫等。

第三阶段是2010年代之后，为互联智能化阶段，这个阶段以AI、数据、数字孪生技术等为主要特征要素，主要目的是通过人工智能技术，实现生产过程的智能控制和优化，提高生产过程的自适应性和智能化程度。在代表性国家及厂商方面，中国崛起，并与美国共同引领全球工业自动化产业发展，相应的代表厂商则包括IBM、应材、台积电、英伟达、华为、汇川技术等。

可见，在工业自动化发展的三个阶段中，其驱动力量经历了由传统的工业制造向互联网、软件、半导体、人工智能、数据技术转变的过程。

3、半导体与工业自动化协作的关系

在工业自动化的发展历程中，半导体起到了重要的推动作用，但同时工业自动化的进步又反哺了半导体产业发展与技术创新，两者的关系正如一个双螺旋结构，互相促进，因此可以两者为核心构建一个协作发展的生态体系，如下图所示：

半导体与工业自动化协作发展生态体系

资料来源：亚太芯谷科技研究院

半导体与工业自动化是这个太极图的中心，设备、材料、数据、软件等基础配套通过工业自动化制造出半导体产品，之后半导体产品又通过工业自动化方式应用在终端的自驾车、无人机、机器人等创新应用领域，终端应用领域的技术创新又会带动更高性能的半导体需求与自动化产业进步发展，进而促进基础配套的同步创新。

在这个大循环体系外围，进口替代与转型升级是整个循环体系的驱动力，驱动着从基础配套、半导体、工业自动化到终端创新应用的产业发展与技术创新。

在这个大循环体系的核心，则是半导体与工业自动化的双螺旋驱动，形成内在力量带动整个体系运转。半导体与工业自动化之所以能够形成这种结构，是因为半导体技术为工业自动化提供了高性能、低功耗的控制和传感器元件，同时通过推动人工智能技术进步来促进工业自动化向智能化发展。另一方面，则是工业自动化是半导体制造过程中最关键的应用技术，是其技术创新与产业化最重要的核心要素，同时，工业自动化还为半导体技术的应用提供了广阔的市场和应用场景，以市场需求促进半导体技术创新与产业发展。

4、智能制造典范：台积电

半导体制造是现代工业最尖端制造技术的主要应用场景，也是半导体与工业自动化融合协作发展的体现，在这里就不得不提到台积电。

台积电智能制造发展历程

资料来源：台积电官网，亚太芯谷科技研究院

作为全球半导体先进制程的领导者，台积电在生产制造中采用了先进的工业自动化技术，并率先开启了由自动化制造向智能化制造、数字化制造的转型升级，将人工智能、大数据等先进技术融合到工业自动化技术中，在降低成本的同时大幅提高了生产效率和产品质量。

具体来说，先进的工业自动化在台积电的生产制造中起到了以下几个方面的作用：

自动化生产：台积电的生产线采用了高度自动化的设备和系统，包括自动化搬运系统、自动化仓储系统、自动化生产系统等。这些自动化设备和系统能够实现高速、精准、稳定的生产，提高了生产效率和产品质量。

智能制造：台积电通过引入人工智能技术，实现了智能制造。例如，台积电采用了智能传感器和物联网技术，实现了对生产过程的实时监控和数据采集，提高了生产过程的可视化和智能化程度。

数据分析：台积电通过数据分析技术，对生产过程中的大量数据进行收集、分析和挖掘，实现了对生产过程的实时监控和优化。这些数据分析技术能够帮助台积电提高生产效率、降低成本并提高产品质量。

质量控制：台积电采用了先进的质量控制技术，包括自动化检测系统和人工智能技术，实现了对产品的实时检测和质量控制，提高了产品质量和可靠性。

通过一系列的数字制造转型规划与实施，台积电已经成为全球智能制造要素的关键提供者（全球AI芯片的主要制造商）、数字时代的引领者与智能制造的标杆。

下图是亚太芯谷科技研究院团队对台积电2006-2022年智能制造发展的回顾，供大家参考。

5、自动驾驶汽车是半导体与工业自动化协作的未来主要应用场景之一

在前面的系列文章中，亚太芯谷科技研究院团队提出了“以智能精实为特征要素的ADR时代已经取代以短效轻薄为特征要素的3C时代，成为全球半导体新的驱动力”的分析判断，在近日上海临港新片区智能网联汽车创新引领区启动发布会上，友道智途、图森未来、赛可智能、云骥智行4家企业15辆获得了基于立法基础的全国首批无驾驶人智能网联汽车道路测试牌照，无人驾驶生态建设正加速推进，初步验证了研究院的分析，而自动驾驶汽车有望成为开启ADR时代的蕴藏重大产业发展与投资机遇的赛道。

因此，研究院总结了目前较为领先的上海市、深圳市、北京市的无人驾驶生态建设情况：

上海市：累计在嘉定、浦东、临港、奉贤等区域开放了926条1800公里测试道路，打造了全车型、全出行链、全风险类别、全测试环节的自动驾驶测试场景，向29家企业624辆车发放了道路测试和示范应用牌照；测试企业数、牌照发放量、开放道路里程、道路测试里程、场景丰富度等均位居全国第一。上海市临港新片区管委会还发布了《临港新片区智能网联汽车创新引领区总体建设方案》，力争在2025年将临港建成全国第一个“数据通全路、云网联全车、智能赋全城”的智能网联汽车创新引领区。

深圳市：今年5月，滴滴自动驾驶公司与广汽集团子公司广汽埃安新能源汽车股份有限公司签订深化合作协议，共同发布无人驾驶新能源量产车项目“AIDI计划”，并宣布将成立合资公司共同定义和量产共享出行L4无人驾驶新能源汽车，全速推进无人驾驶出行生态建设，首款量产无人驾驶新能源汽车计划将于2025年接入滴滴共享出行网络。另外深圳向AutoX安途发放首批智能网联汽车全无人商业化试点资质，许可在坪山区开展整车完全无人的商业化收费运营，全无人驾驶区域168平方公里。

北京市：3月17日，百度自动驾驶叫车服务Apollo Go获得了北京首个无人叫车服务许可。官方数据显示，自动驾驶出行服务平台萝卜快跑这一季度的订单量约66万单，同比增长236%。

自驾车使用半导体示意图

资料来源：天风证券研究所

获得中国首批牌照的四家企业的基本情况如下：

上海友道智途科技有限公司成立于2021年11月8日，系上汽集团旗下聚焦自动驾驶商业化应用的科创公司。拥有行业领先的全栈自研智驾技术，可提供面向全领域、全场景的智能驾驶解决方案和智慧运力服务。

赛可智能科技（上海）有限公司成立于2019年4月18日，系上汽集团旗下公司。主要负责高级别自动驾驶技术研发和商业化落地。主导研制的“上汽Robo taxi”在上海嘉定、苏州落地并开启运营，实现L4级别自动驾驶量产落地，推出Robo MPV 和“全无人驾驶”车辆。

图森未来成立于2015年9月的一个无人驾驶卡车品牌，公司创立初衷在于以L4级别（SAE标准）的无人驾驶卡车技术为全球物流运输行业赋能。2021年4月15日，图森未来（TSP.O）在纳斯达克上市，成为全球首家上市的无人驾驶企业。

上海云骥智行智能科技有限公司成立于2021年11月，公司产品覆盖L4-L5自动驾驶全栈解决方案，致力于打造中国最先进的自动驾驶通用平台解决方案，提供自动驾驶多元车型及综合性运营服务。

自动驾驶汽车一般是指能够通过计算机技术和传感器设备实现自主驾驶的汽车，是人工智能、半导体和工业自动化综合应用的终端产业。根据DIGITIMES与亚太芯谷科技研究院预估，随着汽车产业的演进，其平均半导体价值将从燃油汽车时代的473美元提升至2500-3000美元每辆，从而全球汽车半导体市场规模预估在2035年达到1700亿美元，其中约500亿美元为自驾汽车半导体市场规模？

半导体与工业自动化是相辅相成的，自驾车产业落地带来庞大的半导体市场需求的同时，势必也将同步带动工业自动化产业的巨大市场需求，并促进工业自动化的技术进步。

因此，在ADR时代，随着人工智能技术的进一步发展，半导体与工业自动化的产业相关性将更加密切，在率先启动的自驾车产业中迎来重大发展机遇。

以上为冯明宪博士的部分报告观点，如需要完整报告资料可与亚太芯谷科技研究院联系。