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缺芯潮|打破國外芯片壟斷之三步走

??2021-05-10 閱讀:395
 汽車芯片短缺因素很多,其中之一是國際大廠的壟斷。且不說幾納米的處理器芯片,就連工藝制程并不高的汽車壓力傳感器信號調理芯片也出現了供貨短缺。原因何在?

北京久好電子科技有限公司董事長劉衛東表示,代工廠產能緊張是一方面,汽車芯片要求高可靠性、高穩定性,進入汽車前裝市場周期非常長,導致大多數資本不愿意投資車用芯片也是重要原因。在應用層面,一款新產品要打入汽車供應鏈難度非常大,各種挑戰會迎面而來。無論如何,唯有做出高質量的產品,才有可能打破壟斷,在汽車芯片市場占有一席之地。

汽車用信號調理芯片市場格局

信號調理芯片是一種將難以通過常規方法讀取的信號轉換為更容易讀取格式的器件。信號調理技術是控制信號的方式,以滿足下一階段的處理需求。在汽車行業,信號調理芯片主要是配合汽車中的壓力、溫/濕度、紅外、電流等傳感器使用的一種輔助處理集成電路(IC)。劉衛東稱之為“鋪路石”,例如傳感器敏感頭能反應壓力的變化,但不是線性的。調理芯片可以接收這樣的微弱敏感信號,將小信號放大,進行零點校準和線性補償,溫漂補償等等,通過各種算法實現,才能完成信號調理。雖然信號調理是集成電路設計的一個小門類,但地位重要,一些國際知名廠商都在這個領域競爭,如ADI、TI、Maxim、瑞薩、Melexis,等等。

他說,作為一家專攻信號調理芯片的高新技術企業,久好電子所選取的芯片都是具有一定技術門檻,又是國內市場需要的,旨在解決國內傳感器廠商無芯可用的現狀,直接幫助國內傳感器廠商做出更具有市場競爭力的傳感器。久好電子的芯片都是集模擬電路設計、數字電路處理、數模轉換(ADC/DAC)、嵌入式軟件、算法優化、工業大批量生產系統等技術之大成的優質產品。

談到產品設計的初衷,劉衛東回憶到,在試驗性地做出第一款芯片之后,他們發現中國傳感器行業正在一個慢慢起飛的過程中,前景不錯,就圍繞信號調理芯片的SoC技術開始深耕。隨著傳感器產業的發展,公司慢慢成長,產品方向也逐步清晰。

國產芯片獲得客戶高度認可

久好電子瞄準信號調理集成電路耕耘了7年,所開發的芯片得到了廣大客戶的高度認可,例如在汽車壓阻式壓力傳感器中得到廣泛應用的JHM1101(含1102)芯片,出貨總量已經達兩千萬顆;已進入通用五菱、奇瑞、比亞迪等車用前裝市場的,是陶瓷壓力傳感器芯片JHM2102;JHM1203、JHM1400型號的芯片在高精度工業儀表、消費類電子等市場獲得廣泛應用;大規模應用在溫濕度傳感器的JHM2031(含JHM2000)芯片有效地彌補了這次國內家電廠商斷供需求,年出貨量也超過兩千萬顆;還有應用在紅外熱釋電方面的JHM5001、應用在人體藍牙體溫貼的JHM3000,等等,產品線非常豐富。

劉衛東表示,久好電子在商用化方面做到“久好”的狀態來之不易,因為這些“應用”的產品,原理上大家好像都知道,也有不少人做,甚至學生也會利用其原理做畢業論文,但真正實現國產、商用,滿足市場的嚴苛要求,情況就完全不同了。

國產芯片誰在用?

劉衛東說,現在的問題在于,面對行業缺芯的情況,客戶對國產芯片敢不敢用。對于久好電子的芯片,國際大廠已在使用用,例如霍尼韋爾、德國威卡,還有韓國、俄羅斯的一些廠商都在用。其他行業應用的例子也比比皆是,如生產自動充氣泵的美國Stanley使用了搭載久好電子芯片的傳感器。只是當Stanley到來調查保證供貨、故障賠款等問題,久好電子才知道自己的產品已進如Stanley供應鏈。

前兩年,久好電子的芯片一出來就交給國內做汽車主板很棒的某個廠家,到現在都沒最終“上車”成功。他們的工程師都測過這些芯片,功能沒問題,但汽車行業的難度在于,這些廠家的產品要得到車企的漫長認可過程才能裝車。

不過,國內企業的態度在時間上有一個分界線:美國制裁中興、華為以前,他們不愿理你,磕頭都不管用;后來缺芯了,車企也不那么固執了,現在多多少少都在測或在用。不過,上車一測一兩年就過去了,時間不等人啊!

在國內汽車行業,通用五菱是久好電子最早的客戶之一,其領導層在拍板時也猶豫過,據說考慮到之前幾十年都沒有和原來國外供應商砍過一分錢,決定用國產芯片試一試。后來比亞迪、奇瑞等也用了久好電子的芯片,現在賣得最火的一家電動車廠商的供應商也通過了測試,進入了其供應鏈。

三步走打破國外壟斷

關于研發和技術發展的過程,劉衛東談到,久好電子擁有自己的技術研發力量,團隊的幾個博士早就對電路原理、量子力學、半導體物理等基本原理和技術實現了然于心,做法是從研究國際先進技術開始,先跟蹤,再逐漸跑到前面去,實現了自主知識產權的市場應用產品。

他說:“我們就是把可靠性和性能做成和國外產品一樣,同時價格又比較便宜。第一款產品是贏在價格上,但是到后面,我們的芯片在性能上要超過國外產品,占領主流市場。”

他介紹說,久好電子的芯片都是正向設計,跟國外產品沒有關系,擁有自主知識產權,降低了成本,可靠性更好。久好電子做的第一款芯片JHM110X是向國外看齊,且有所突破的,存儲用了OTP方式,價格做到比Maxim、ADI的便宜。

第二款芯片JHM150X做到了技術領先,是帶SENT協議的,是針對惠斯通電橋式傳感器信號設計的具有數字補償算法高精度信號調理電路,可對傳感器信號的偏移、靈敏度、溫漂和非線性同時進行補償。補償算法的校準系數保存在片上的MTP中。

現在受到客戶大力追捧的還有配合陶瓷電容壓力傳感器的芯片JHM210X,其應用有機油壓力傳感器、空調壓力傳感器、轉向壓力傳感器、供水壓力傳感器,特別是需要耐腐蝕的空調冷媒。原來某國外廠家有這個專利,產品占有全球70%以上的市場。久好電子和國內做陶瓷電容的廠商合作,久好電子做芯片,后者做傳感器,就這樣打破了國外的壟斷。

他認為,汽車壓力傳感器信號調理芯片市場主要被國際大廠所壟斷,主要原因是:國內汽車工業以合資、獨資品牌為主導,在車型引進中國時,使用誰家的芯片就已經決定了。世界汽車工業也基本進入了壟斷階段,隨之而來的就是汽車芯片的壟斷。汽車需要高可靠、高穩定的芯片,這意味著需要有高水平的人才,所花費的測試成本會很高;另外,汽車所用的芯片量并不是很大,再加上進入汽車前裝市場的周期非常長,導致社會上(包括國外)資本不愿意投在汽車用芯片領域。

關于市場份額,劉衛東坦言,久好電子在全球的占有率可能連千分之一都不到,所以有令人看好的前景,上升空間很大。第一款芯片總出貨量已經達到2000萬顆,而今年客戶的新需求就有1000萬顆。現在的難點是產能,目前臺積電只能給我們生產800萬顆,天天在找臺積電,協商有更多的產能給久好電子。

在芯片代工方面,久好電子算是比較幸運的,一直在臺積電上海工廠生產,不過其產能也無法增加,只能保證原計劃。他估計,明年6月份因為缺芯導致的囤貨可能會有所緩解,希望供貨會有所好轉。

并非國產替代

劉衛東認為,現在大家都在講國產替代,但它只適合特定領域,比如航天軍工,而純民用市場其實不存在這個問題,以前都是國外產品在大量傾銷。做國外不賣的產品才是國產替代,但往往國外不賣的都是量不大,而且十分難做,又涉及到國家安全的,是國家必用的東西,這樣的才是講國產替代的。

做市場上量大面廣的東西就不用替代,比如汽車,以前客戶連門兒都不讓進,現在他們買不到芯片了,就歡迎你送芯片測一測。像前面提到的汽車主板廠商當時能測測已經很不錯啦,但是他也沒辦法說服他的客戶去使用國產芯片,這個過程需要慢慢來。

未來想做啥?

談到公司未來發展方向和想做的事情,劉衛東表示,傳感器的門類比較多,比如聲、光、電、壓力、紅外、電流等等,需要的調理芯片也很多,實現的方式也各不相同。

他透露,久好電子也在做適用于物聯網的信號調理芯片,它有周期性檢測(CYC)功能,是一個“站崗”芯片。在低功耗情況下定期巡檢,隨時檢測傳感器數值變化了沒有。看到變了,馬上“吹號”(發出信號),讓平常都在“睡覺”的WiFi、MCU等等各個工作模塊都上電“起床”。其最大特點是省電,這是IoT市場的關鍵需求。其應用還包括消防水泵、電子煙等等。例如電子煙,平常不吸時全歇著,一吸就啟動了。其自動執行功能可以自己設置,一天檢測一次,還是一分鐘檢測一次。這就比之前的產品“聰明”了一些。但它還不能達到AI功能,這是未來公司的發展方向。

談到公司規劃,劉衛東說:“我們還是會心無旁騖地專注于汽車、工業、物聯網,還有消費電子這些領域的應用,當然還是聚焦傳感器信號調理芯片的開發,主要看好新能源車、智能舒適汽車、智能家居和智能終端,比如手機、電腦等應用。規劃中除了緊跟汽車市場的最新發展變化,例如使用SENT總線,還有技術方案方面的繼續完善,例如電流傳感器用信號調理芯片的開發。如果有合適的小公司、好團隊的話,也會為增加汽車領域的芯片技術能力來進行并購。一句話:產品類別會越做越多,量也會越做越大。”

 

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