自主、可控,发展芯片已经成为国家的战略方向。近年来,国家出台了一系列促进国内芯片产业提速发展的优惠政策,希望尽快摆脱芯片对国外进口的依赖。2020年,国内芯片产能约为2562亿颗,较2019年增长了20.6%。值得关注的是,中国家电企业也落地了不少关于芯片的投资项目,包括美的、海信、TCL科技、格力、格兰仕等。

“战胜芯片短缺,具体到配合家电制造,我们需要什么?能做什么?”这是近期在一次与家电芯片相关的技术研讨会上大家探讨的核心话题。很显然,“摸准脉”是现阶段家电芯片发展的关键。

 

家电,中国芯重点发育的细分市场

目前,中国大部分家电芯片仍主要依赖进口,尽管近两年国内家电芯片企业取得了一定的成绩,但从家电行业的整体情况来看,国产芯片在家电应用领域的市场占有率不足10%,行业抗风险能力差,当前的努力方向是低代价实现进口替代。据了解,根据芯片的生产过程,芯片产业链分为上游设计、中游制造、下游封装和测试3个主要环节,除此之外还包括各个环节配套的设备制造、材料生产等相关产业。业内人士指出:“打造完整的芯片产业链绝不可能一蹴而就,需要时间、资金、人才的长期积累,是一个更宏大范畴的战略部署。现阶段,中国芯片产业发展行之有效的办法是,在中低端实现自我设计与供应的同时向高端不断冲击;深挖细分市场需求,比如家电应用领域,把能做的事先做起来。”

从家电制造需要的芯片品类来看,家电芯片前三大类为MCU、模拟芯片和功率芯片,需求量合计占家电芯片整体市场一半以上的份额,是“中国芯”重点突破的“要塞”。同时,随着家电智能化推动家电人机交互功能的不断丰富和深入,智能家居场景设定需要不同电器设备之间互感、互知、协同运转,家电对Wi-Fi/蓝牙芯片、AI芯片(语音识别、图像识别、深度学习等)、智能传感器、物联网(IoT)芯片等特定芯片品类的需求量也在快速增长。对芯片制造体系来说,这是新的机会。此外,伴随中国小家电制造业的蓬勃发展,这个应用领域对芯片的采购量在最近一两年增长速度十分惊人。而小家电整机品类繁多、功能多样,参与制造的整机厂众多,对芯片制程工艺要求不高,更注重芯片设计公司的研发能力和配合度。这给了中国芯片产业链更多尝试的机会,是家电芯片国产化理想的“试验田”。

推动国产化替代,Fabless模式走起

家电制造给芯片应用提供了更广阔的市场。《电器》记者完成专题采访时了解到,在家电芯片国产化进程中,除了家电厂商自己研制芯片,也有不少本土芯片厂正在积极布局家电行业。这些企业大多选择绕开投入大、门槛高的芯片制造环节,从芯片设计开始,以Fabless模式(仅从事IC设计及销售业务,将芯片制造、封装测试工序外包)与家电整机厂或者家电控制板生产企业开展合作。

中颖电子股份公司成立较早,1994年就开始踏上“芯片之路”。中颖电子微控制器系统主控单芯片(MCU)主要用于家电主控、锂电池管理、电机控制、物联网领域;OLED显示驱动芯片主要用于手机和可穿戴设备的屏幕显示驱动。中颖电子2021年第一季度业绩报告显示,报告期内,实现营业收入3.06亿元,同比增长51.95%,家电及电机产品销售同比稳定增长13%。

成立于2011年的上海灵动微电子股份有限公司目前已完成数百个MCU产品的设计和推广,从产品功能定义、市场竞争力分析到算法整合、软件驱动、应用例程等环节都深入参与。灵动微电子产品应用领域涵盖智能汽车、车联网、智能家居、消费电子、消费医疗、智能零售、仓储物流、照明、PC/游戏、仪器仪表等数十个领域,而“一直走通用市场路线,实现平台化、系列化、生态化”,正是该公司创始人兼董事长吴忠洁制定的企业发展策略。目前,灵动微电子在家电芯片领域的发展势头良好,市场占有率稳步攀升。

无锡芯朋微电子股份有限公司专注于设计开发绿色电源管理和驱动芯片,产品包括AC-DC、DC-DC、电机驱动等,主要覆盖家电、标准电源和工控功率三大领域。各领域在芯朋微电子2020年营收占比分别为42.52%、38.91%和12.31%。该公司有关负责人在接受《电器》记者采访时表示,对家电产业很有期待。他说:“我们在芯片领域积攒了超过15年的经验,超过90%的产品供应国内市场。近年来,芯朋微电子毛利率一直保持稳定增长,随着冰箱、洗衣机、空调等大家电对芯片需求的持续放量及工控功率市场的增长,芯朋微电子的业绩还会持续上升。”

2019年4月才成立的海速芯(无锡)科技有限公司以4位、8位、32位MCU为核心产品,辅以电源管理产品和射频产品,可提供经济有效的芯片整体解决方案。2020年,海速芯芯片出货量达到2.5亿颗,与美的、九阳、苏泊尔、小熊等家电生产企业保持紧密合作关系。

在家电领域实现自我设计与供应

除了Fabless模式,在半导体产业链中,既可以自行设计,也能够自行生产芯片的被称为IDM厂商。中国芯片本土化阵营中,杭州士兰微电子股份有限公司就是这样的一家企业,并且积极在家电产业耕耘,为家电企业提供针对性的芯片产品系列和系统性的应用解决方案。据了解,士兰微电子建在杭州钱塘新区的集成电路芯片生产线目前实际月产量达到22万片,在小于和等于6英寸的芯片制造产能中排在全球第二位;8英寸生产线于2017年投产,2020年实际月产能为5万~6万片;2018年,12英寸特色工艺晶圆生产线及先进化合物半导体器件生产线在厦门开工建设;2020年,士兰化合物半导体生产线正式投产,12英寸芯片生产线开始试产。对此,该公司有关负责人介绍说:“士兰微电子依托IDM模式,可有效进行产业链内部整合。我们将设计研发和工艺制造平台同时发展,形成了特色工艺技术与产品研发的紧密互动,以及器件、集成电路和模块产品的协同发展,造就了丰富的产品应用品类。同时,我们设计与工艺相结合的综合实力,有利于提升产品品质、加强成本控制,并向客户提供差异化的产品与服务,提高了士兰微电子向大型厂商配套体系渗透的能力。”

2020年,上海晶丰明源半导体股份有限公司收购了莱狮半导体,正式开始研发AC-DC电源管理芯片,并投身于家电和快充领域。此外,华润微、扬杰科技、博通集成、芯海科技、敏芯股份等功率器件、通讯芯片及传感器厂商都有相应的家电芯片供应能力。

尽管现阶段国产家电芯片在供货能力、技术水平上和国际企业相比仍存在一定差距,但对家电芯片国产化替代还是起到了积极的推动作用。(记者赵明)