[Tech Day 2022] 安全与电源技术

在今年的三星System LSI技术日活动中，安全和电源产品开发团队副总裁 Hwa-Yeal Yu 阐述了电源管理IC和安全技术在第四次工业革命中的重要性。他强调，这些解决方案是下一代技术的基础，而它们都有一个共同点——供能。 三星的PMIC解决方案 它是什么，又能做些什么？ Yu 解释说，可靠性和安全性是实现下一代技术的关键因素，他说，“这就是电源管理集成电路 (PMIC) 的存在的必要。” 随着设备数量的增加，PMIC 向它所连接的每个元器件输送能量，使其能够持续稳定地发挥其潜力。 Yu 甚至将其比作人体自身的引擎，解释说：“PMIC 就像是心脏，通过身体的循环系统泵送血液。” 第四次工业革命推动电子设备进入一个新的高度, 在更加经济实惠的同时, 提升了设备便携性和集成度。如今，人们经常携带两个或更多的设备，这一趋势正在推动PMIC变得更快、更安全、更节能、更方便。为了顺应这种技术趋势，PMIC 使用先进的封装工艺，以更低成本打造更小的尺寸。

三星快速和安全充电技术 多年来，移动设备变得更加耗电，这对充电技术的发展产生了影响。如今，我们经常可以看到提供 50W 至 100W 功率快速充电装置。但是，如果不仔细监测这些设备的电气、化学和热状态，电池的内部结构可能会被损坏，形成固态锂板，这将不可逆的缩短电池寿命。 为了解决这个问题，三星高级技术研究所 (SAIT) 对几种类型的电池进行了研究，并提供了一种称为电化学热 (ECT)电池模型。 System LSI 采用了 ECT 并开发了一个电量计，可防止电池在快速充电条件下过度老化。这有助于延长电池的使用寿命。事实上，Yu 指出，“在 10% 的电池退化点，采用ECT模型地情况下，充放电周期提高了 40%。” 三星的 PMIC 技术也让设备使用起来更加方便。例如，现有的无线充电技术需要设备和充电板直接接触，而这种方式一次只能为一个设备充电。 System LSI 通过开发空间充电技术改变了这一状况，允许多个设备在一个无线充电板上充电。 Yu 说：“这意味着你将不再需要将设备完美地排列在无线充电板上。” Yu还强调了高速电力通信技术。借助这项技术，真无线立体声 (TWS) 蓝牙耳机的底座和耳机可以交换信息，如充电状态和湿度。从 2020 年开始，Galaxy Buds 系列就已经具备了这一能力。 高功率计算场景需要更多的能量，为了适应这种情况，我们正在通过实时监测每个低压差（LDO）的功率来优化压差电压，从而提高系统效率。我们还通过在应用处理器 (AP) 和 PMIC 之间使用闭环动态电压和频率缩放 (DVFS) 来微调系统芯片 (SoC)的电源电压。这些技术融合在一起，使我们能够将使用天数 (DoU)拉得比以前更长。 在显示系统方面，与前代采用LTPS(低温多晶硅)面板相比，采用支持LTPO(低温多晶氧化物)面板的PMIC，可降低10%的功耗。为此，System LSI 重新设计了 LTPO Display PMIC。现在，薄膜晶体管 (TFT) 栅极电压 (VGL) 可由PMIC内部产生，将电源转换效率提高了20%。 “从显示器到耳塞，再到电源传输管理，System LSI 的所有产品都是以集成为前提构建的，”Yu 说。例如，我们的技术使多个集成电路 (IC)合二为一，从而减小外形尺寸并降低总体成本。 Yu 解释说，相较于单芯片封装，System LSI 已经“成功地将外形尺寸减小了 10%，这要归功于多芯片封装，后续进一步采用系统级封装 (SiP) 技术上封装无源元件，我们预计会再减少 20%左右。” 外形尺寸的大幅缩小也使该解决方案能够支持更多类型地移动设备，包括智能手表、扩展现实 (XR) 设备和 TWS。正如 Yu 提到的那样，“PMIC 不断扩大其产品组合，以满足日益增长的数字应用需求。迄今为止，我们的产品出货量已经超过 700 亿件，我们期待能够为更多创新设备赋能。” 在瞬息万变地市场环境中，Yu 说至少有一个不变的东西：“新技术总是需要能源来驱动。System LSI 的 PMIC 将助力世界更高效地运转。” 三星的安全解决方案 Yu 说，安全系统很像人体的免疫系统——“它使我们免受外来入侵者的侵害。” 安全性是保护我们的隐私在跨系统平台上流转时免受侵害的重要屏障。二十多年来，System LSI 一直将安全作为我们一切工作的核心，在移动、ID 和金融行业的防篡改和安全存储方面建立了独特且经过市场验证的专业技术。 Yu 在他的主题演讲中解释了 System LSI 在移动和支付产品上是如何改变安全这一领域的。 移动安全解决方案 System LSI已经将其安全技术发展成为一个集成的安全AP解决方案，提供与具有防篡改功能的通用标准评估保证级别 (CC EAL5) 相同的安全等级。该产品还具有独立的安全员兼，例如 Arcashield Security和 Android Ready SE ，它们都有助于为通用AP提供更高的安全性。它们还启用（PQC）数字签名，提供先进的安全对策。 支付安全解决方案 信用卡诈骗从未减少，为了应对这个持续存在的问题，Yu 说，“独立防篡改方案，即只允许一位用户被授权使用该系统的需求，正逐年增长。”如今，面部识别和指纹是最受欢迎的解决方案。虽然这些解决方案已被证明是非常有效和安全的，但 Yu 表示，它们“通常只嵌入在高性能产品中。”

基于System LSI的深度学习算法，现在可以在轻型设备中使用相同的生物识别检测。据Yu说，这将改变游戏规则。他解释说，“我们将与世界知名的信用卡公司合作，用我们的先进解决方案推出一个新的支付系统，这个系统很快就将面世。” 我们的免疫系统不断受到外界入侵者的威胁。在安全方面，Yu 说 System LSI 有责任“领先于他们，而不是落后于他们”。他承诺将继续致力于提供“可靠的安全解决方案，以保护我们的系统元件、合作盟友和潜在客户。”