中國對于半導(dǎo)體元器件的需求近些年來始終是全球第一，因為這里有著全球最大的電子產(chǎn)品制造基地和最大的芯片應(yīng)用市場，但每年龐大的芯片采購量后面，國產(chǎn)芯片的比例一直不高。從中美貿(mào)易戰(zhàn)，以及近兩年的中興、華為事件看，美國將長期以半導(dǎo)體等高科技行業(yè)遏制中國經(jīng)濟發(fā)展，所以芯片國產(chǎn)替代是大勢所趨。

近年來，國家出臺了多項政策扶持集成電路行業(yè)，國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金、科創(chuàng)板等渠道的出現(xiàn)，也為半導(dǎo)體設(shè)計公司帶來更多的資金支持渠道。與此同時，物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子和AI等新興應(yīng)用也成為了集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動力。

中國國內(nèi)集成電路行業(yè)中，芯片設(shè)計行業(yè)的發(fā)展速度高于晶圓制造、芯片封測，從 2009年到 2018 年的 CAGR 達(dá)到了 28.17%。2018 年中國集成電路設(shè)計業(yè)銷售額達(dá) 2,519 億元，同比增長 38.57%；我國集成電路設(shè)計行業(yè)占比從 2009 年的24.34%穩(wěn)定上升到 2018 年的 38.57%。IC 設(shè)計公司的數(shù)量也從 2010 年的582 家公司，迅速增長至 2018 年 1698 家。另外中國銷售過億 IC 公司增長明顯， 2012 年共計 97 家公司銷售過億，到 2018 年已經(jīng)有超過 200 家公司銷售過億。

中國電子產(chǎn)業(yè)面臨危機的同時，也迎來了機遇，大家第一次這么齊心地思考如何做好自主創(chuàng)新，做好國產(chǎn)芯片。這也是《電子工程專輯》小編在日前深圳國際電子展（Elexcon 2019）上感受到的，本土企業(yè)幾乎占據(jù)了90%以上的展位。

小編也與幾家國產(chǎn)芯片公司的高管聊了一下，包括芯海科技、賽元微電子和深圳中微半導(dǎo)體三家專業(yè)MCU廠家，以及自己做芯片的本土電源大廠廣州金升陽，了解了他們目前的產(chǎn)品/技術(shù)/市場布局，以及對于國產(chǎn)替代和自研芯片的看法。

國產(chǎn)替代

國產(chǎn)化給芯海帶來了兩點非常直接的改變，芯?？萍迹ㄉ钲冢┕煞萦邢薰井a(chǎn)品線總經(jīng)理 謝韶波表示， “一是今年客戶會主動采購，進行委托定制。另一方面是合作進度加快，深度加深，芯海與國內(nèi)四家主要手機客戶的接觸比以往更多了，并且現(xiàn)在國內(nèi)客戶更開放，機會也更多?！苯衲陣a(chǎn)替代對盈收有一部分利好，但是接下來一兩年才是爆發(fā)的契機。

芯?？萍迹ㄉ钲冢┕煞萦邢薰井a(chǎn)品線總經(jīng)理 謝韶波

對于一些國產(chǎn)廠商選擇做與國外巨頭PIN to PIN的產(chǎn)品來實現(xiàn)快速替代，深圳市賽元微電子有限公司銷售總監(jiān) 李治宏表示：“我們不會做Pin to Pin的東西，因為這就是拼價格去搶市場份額。賽元微的做法是沿著自己的路線往前走，不去跟別人拼價格。所以客戶采用賽元微的東西，不用擔(dān)心價格波動。”

目前一些大型家電廠商都想自己做芯片來實現(xiàn)國產(chǎn)替代，這會不會擠壓國產(chǎn)MCU的空間？對此李治宏表示并不擔(dān)心，因為MCU產(chǎn)品不是一兩年就能做好的，做單一功能可能會比較簡單，但行業(yè)應(yīng)用的環(huán)境、系統(tǒng)非常復(fù)雜，沒有五年的積累很難做好。他認(rèn)為，家電廠家做芯片更多會從功率器件入手，MCU則不太會去做，因為MCU在整個家電產(chǎn)品里占的比重非常小，沒必要自己做。

現(xiàn)在國內(nèi)32位MCU市場大部分還是被國際巨頭壟斷，李治宏認(rèn)為實現(xiàn)替代，生態(tài)很重要。ST最成功的一點就是生態(tài)做得非常好，很多時候是客戶在幫他維護客戶?！百愒⒂凶约旱男∩鷳B(tài)，比如我們現(xiàn)在在做軟件平臺，目的是讓客戶能夠快速開發(fā)，不需要看產(chǎn)品規(guī)格書，不去管寄存器，直接用軟件就能全部自動生成，因為如果要用一個MCU最復(fù)雜的是你要把每個寄存器都搞懂，非常耗時間?！彼f到，“快速開發(fā)在降低門檻的同時，也慢慢培養(yǎng)自己的生態(tài)?！?/p>

深圳市中微半導(dǎo)體有限公司副總經(jīng)理 柳澤宇表示，中微在今年主要任務(wù)就是幫助客戶解決以前用進口元器件的痛點：第一，成本偏高；第二，交期很長，供貨很不穩(wěn)定。他表示，有些國外友商的交期通常要半年以上，但中微一般都提供現(xiàn)貨，超出庫存也會在四周到六周實現(xiàn)供貨，大幅縮短客戶備貨周期。

“中微的產(chǎn)能有充足的保障，這得益于與上游供應(yīng)商合作超過10余年，國內(nèi)三大封裝廠也在合作?！?柳澤宇說到，“我們也會根據(jù)客戶的計劃進行備貨，與此同時，中微也在轉(zhuǎn)型到代理商體系?！?/p>

校企聯(lián)合，培養(yǎng)國內(nèi)生態(tài)也是一方面。柳澤宇表示：“中微BAT系列的圖形化開發(fā)界面，在國內(nèi)是第一家。也在跟電子科大等客戶比較集中的當(dāng)?shù)卦盒Ｗ鲂Ｆ舐?lián)合，培養(yǎng)工程師。中微今年在杭州、廈門、上海等地都建立了辦事處，覆蓋華南和華東的重點市場，因為我們認(rèn)為最終還是要以產(chǎn)品和服務(wù)來說話?！?/p>

怒而自研

與前面三家做芯片起家的公司不同， 廣州金升陽是做電源起家的，但是他們也要用到芯片。至于為什么在2012年開始自己研發(fā)芯片，廣州金升陽科技有限公司區(qū)域銷售經(jīng)理宋胤堅介紹到，在2008年左右，金升陽就開始往自研IC方向探索。主要基于四方面因素的考慮：

第一、金升陽想要掌控核心技術(shù)，要把核心的東西抓在手里，不受制于人，這是最重要的一個因素；

第二、基于對電源的理解，國際上很多電源芯片是通用產(chǎn)品，真正到了電源模塊內(nèi)部、行業(yè)應(yīng)用的時候，某些特性不夠。金升陽希望把一些額外的功能集成到IC里；

第三、“無芯之痛”一直困擾國內(nèi)廠商，進口IC的交期常常有波動，有些可能二、三十周都交付不了，而電源客戶往往要求一周或者半個月交貨。金升陽想要把IC交期縮短，成為了一個考量因素；

第四、基于對成本考慮，隨著同質(zhì)化電源產(chǎn)品越來越多，對于產(chǎn)品的競爭力也是提出了更高的要求。把核心IC抓在手里，在成本的控制上會更加的有優(yōu)勢。

廣州金升陽科技有限公司區(qū)域銷售經(jīng)理宋胤堅

雖然從研發(fā)費用上來說，自研芯片投入很大，但“從長遠(yuǎn)考慮，金升陽龐大的用量和采購金額，通過一定時間去均攤，自己做芯片成本還是會更有優(yōu)勢?！?宋胤堅說到，此外，做芯片之后把外圍一些電路集成到自己的芯片里面去，對于整個系統(tǒng)來說，減少了外圍的元器件，成本會得到更好的控制。

金升陽做IC一開始是計劃自己使用，后來經(jīng)過驗證和行業(yè)運用，發(fā)現(xiàn)性能和可靠性都能夠基本替代國外產(chǎn)品?！八?017年底公司做了一些戰(zhàn)略調(diào)整，將IC銷售給有需要的客戶?！?宋胤堅說到，目前國內(nèi)已有不少客戶采用，甚至一些在電源產(chǎn)品上的友商。

據(jù)介紹，金升陽現(xiàn)在還有現(xiàn)成的碳化硅產(chǎn)品，并且有專門部門做新材料、新技術(shù)等新方向的預(yù)研。

RISC-V和自主架構(gòu)

對于MCU的架構(gòu)，業(yè)界在8位上普遍采用8051或者自研架構(gòu)， 而32位則是Arm的天下，直到近年RISC-V的崛起。

芯海目前有兩套MCU架構(gòu)，一套8位架構(gòu)是自主研發(fā)，從芯片到開發(fā)工具、編譯器、仿真器開發(fā)平臺都是自主研發(fā)。另外一種32位用的是Arm，據(jù)謝韶波透露，芯海未來會還考慮另一種32位架構(gòu)。目前已在預(yù)研，至于具體推出時間要看節(jié)奏，產(chǎn)品層面則還在規(guī)劃和尋找市場。

賽元微以前一直主打8位，預(yù)計2020年第二季度將推出32位重點產(chǎn)品。這主要是基于未來物聯(lián)網(wǎng)的市場發(fā)展方向，李治宏認(rèn)為MCU在未來有想象不到的大市場，因為幾乎每一臺設(shè)備每一個端都需要一顆MCU?！拔磥砦锫?lián)網(wǎng)需要很多無線連接，比如Wi-Fi、藍(lán)牙、zigbee、LoRa，對于MCU要求更大的資源，這是我們推出基于Arm 32位產(chǎn)品的原因。” 李治宏表示，“另一個是需要很多接口，我們會把這些東西都做進去來滿足物聯(lián)網(wǎng)市場的需求。基于對未來的市場判斷，賽元微規(guī)劃了32位的產(chǎn)品?！?/p>

深圳市賽元微電子有限公司銷售總監(jiān) 李治宏

對于8位和32位的問題，芯海認(rèn)為會靈活采取。未來物聯(lián)網(wǎng)會爆發(fā)式增長，而8位的優(yōu)勢在于成本、功耗比32位更低，所以8位MCU還會長期存在，主要配合做感知。

在RISC-V架構(gòu)上，幾家MCU廠商都表示有關(guān)注，因為這是一款開源架構(gòu)，對于需要購買Arm IP的MCU廠商來說是個好消息。李治宏表示，未來肯定會有RISC-V的產(chǎn)品推出，這是個大趨勢。

柳澤宇則表示，中微有專門團隊已經(jīng)啟動RISC-V項目。雖然RISC-V現(xiàn)在整個市場接受度并不高，但中微仍然投入一些人力、物力去做研究。

MCU的應(yīng)用領(lǐng)域

謝韶波表示，芯?？萍夹酒壳爸饕袃纱髴?yīng)用領(lǐng)域，“一是健康測量，慢病預(yù)測是芯海未來的戰(zhàn)略目標(biāo)，測體重、脂肪率、心率脈搏，同時疊加血壓、血氧，可以通過臨床數(shù)據(jù)來進行一些慢病的預(yù)測和干涉。目前芯海做到了精確測量，接下來將與手機廠商、高校和醫(yī)院進行合作。二是圍繞手機跟周邊智能硬件的物聯(lián)網(wǎng)場景，以及物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用產(chǎn)品。”

在這次展會上，芯海主要展示的是32位產(chǎn)品，分為四個系列。第一個是高精度測量，第二個是快充，第三個是主流型的32位產(chǎn)品，很多IoT產(chǎn)品都能用，最后一個是互聯(lián)互通的32位產(chǎn)品。其中主推有兩個，一個是高精度的32位MCU，據(jù)謝韶波介紹，這款產(chǎn)品有雙ADC結(jié)構(gòu)，能達(dá)到納伏級，目前市場主流的MCU都是毫伏級，大概相差6個數(shù)量級，在國內(nèi)芯海是最有特色和核心競爭力的。

第二個主推的是快充產(chǎn)品，據(jù)稱是國內(nèi)首顆PD雙向認(rèn)證的32位MCU，客戶有紫米、飛利浦、酷派、綠聯(lián)、羅馬仕等快充充電寶品牌。協(xié)議方面支持高通QC、華為和聯(lián)發(fā)科的快充協(xié)議，以及USB協(xié)會的PD3.0、PPS快充協(xié)議。同時也為快充定制了硬件和軟件專門的開發(fā)工具。

賽元微則在觸控產(chǎn)品上非常有特色，李治宏表示，他們的隔空觸控方案在行業(yè)內(nèi)是獨一無二的，目前在家電行業(yè)一些大客戶都在用。今年基于觸控原理，賽元微又新推出了手勢接近感應(yīng)、手勢識別、人機交互等方案。明年賽元微的除了基于Arm架構(gòu)的32位M0、M3，基于現(xiàn)在消費類產(chǎn)品的要求，1.8伏到3.6伏的低電壓低功耗也將是重點，預(yù)計到2020年底賽元微的產(chǎn)品會達(dá)到一千多個型號。

李治宏表示，賽元微成立之初就專注家電領(lǐng)域，出的每款產(chǎn)品都會先滿足家電應(yīng)用。因為家電行業(yè)要求非常高，尤其對于不良率都是PPM級別的要求，如果能應(yīng)用在家電，在其他行業(yè)也基本沒問題。目前美的、九陽、方太、老板、海爾都有用賽元微的產(chǎn)品，在他看來家電行業(yè)還有很多倍增空間，因為不斷會有新的產(chǎn)品形態(tài)出來。

中微半導(dǎo)體也很看好家電領(lǐng)域。柳澤宇表示，今年中微半導(dǎo)體主推的是高端BAT系列產(chǎn)品，基于M0+還有未來的M4內(nèi)核，主要是為了服務(wù)客戶做國產(chǎn)替代。應(yīng)用從簡單的消費類，如大家常見的筋膜槍、吹風(fēng)筒，到白家電像空調(diào)、冰箱、洗衣機等。

“以前有刷電機的電機壽命都很短，現(xiàn)在的無刷電機改變了這一狀況，中微很多MCU就應(yīng)用在這上面，包括直流風(fēng)扇、吸塵器、電動工具等。針對消費類，中微8051內(nèi)核產(chǎn)品應(yīng)用在無線充電、電子煙和鋰電電源等領(lǐng)域?！?柳澤宇說到，“中微成立18年來一直在做家電，而家電對于可靠性要求很高，因為在很多地方，客戶最擔(dān)心的往往不是價格，而是可靠性?！?/p>

本土電源遇到的困境，和本土芯片一樣

電源產(chǎn)品這邊面臨的挑戰(zhàn)，和MCU很像，首先面臨的壓力是國際主流廠商對高端技術(shù)的掌控。在國內(nèi)對品質(zhì)、品牌要求比較高的企業(yè)當(dāng)中，國際電源廠商已經(jīng)形成了口碑、品牌效應(yīng)。雖然國產(chǎn)品牌也在崛起，擴大份額，但還不足以撼動國外品牌。據(jù)介紹，目前金升陽的微功率電源已做到將近50%的市場占有率，在國內(nèi)是一個不錯的成績。

宋胤堅表示，國內(nèi)越來越多同行用價格杠桿去拼殺這個市場，這就是價格戰(zhàn)；其次，電源技術(shù)非常成熟，在成熟的領(lǐng)域中如何做有自己特色的產(chǎn)品，對于企業(yè)來說也是一個挑戰(zhàn)。“金升陽立足于現(xiàn)在電源行業(yè)的現(xiàn)狀，推出了掌握核心技術(shù)的兩大產(chǎn)品線，一個是IC產(chǎn)品線，另一個是高可靠性、高性價比的AC/DC電源產(chǎn)品線，包括新上市的機殼式的開關(guān)電源，還有高可靠性的模塊電源，這都是金升陽面對當(dāng)下的挑戰(zhàn)而推出的創(chuàng)新之舉?！?/p>

這些新產(chǎn)品線應(yīng)用了新材料、新電路控制技術(shù)來提升產(chǎn)品性能。比如在元器件領(lǐng)域，寬禁帶半導(dǎo)體功率器件的運用使得金升陽的電源產(chǎn)品更加高頻、高效化，同時也能夠把體積做得更小，還帶來更好的耐高溫、耐高壓的性能，進而提升了產(chǎn)品的可靠性。宋胤堅舉了個例子，針對智能家居行業(yè)推出的高性價比AC/DC模板電源，就可以實現(xiàn)更好的過壓、過流、短路等保護功能。

據(jù)介紹，金升陽的客戶目前主要集中在工控、汽車電子、電力行、軌道交通和通信等行業(yè)。未來在做好基本盤的同時，會向一些對價格不是特別敏感的消費類行業(yè)拓展，比如高端藍(lán)牙耳機、高端藍(lán)牙播放器，以及商用的按摩椅、智能馬桶等等。

每家MCU公司都有獨門絕技

高精度ADC是芯海的技術(shù)優(yōu)勢，謝韶波表示，公司對此有兩套技術(shù)架構(gòu)。一個是速度稍微慢一點的24位高精度，還有一種是快速采樣的模擬前端。其中高精度產(chǎn)品在手機廠商和家電客戶用得比較多。

研發(fā)生態(tài)上，芯海MCU現(xiàn)在擁有一套通用SDK平臺，用電腦或者手機APP勾選，通過無線傳輸把配置固件LOAD到手機或電腦，這個方案就做成了?！靶竞ＯＭ蛻糇龇桨傅?，就算是非技術(shù)人員，只要搞懂參數(shù)配置，不用寫代碼就能做好?！?謝韶波說到，“芯海希望幫助方案商快速開發(fā)，讓研發(fā)成本更低。”

賽元微基于Arm的產(chǎn)品會做工業(yè)級的?！拔覀儾患庇谫嵖戾X，要把產(chǎn)品打磨得非常強壯。目前市場上Arm產(chǎn)品都沒辦法用在家電上，包括一些國際巨頭，因為家電對產(chǎn)品抗干擾能力要求非常高，所以我們要做基于工業(yè)應(yīng)用的Arm MCU，” 李治宏說到，“賽元微會把包括EMC、ESD這些性能做到非常好，這是模擬電路能力功力的體現(xiàn)。”

李治宏表示，傳統(tǒng)的Arm MCU有一個缺點，就是電源和地占了太多IO，比如說一個48腳的芯片，他們的電源和地就占了10個腳，剩下可用的IO可能只有三十幾個。而李治宏透露，賽元微在Arm MCU架構(gòu)上的創(chuàng)新是只需要一組PIN腳做電源和地就可以，一個48PIN的芯片除了電源和地，其他46個PIN都可以當(dāng)IO，“國內(nèi)其他廠商基本還是好多組，這就是考驗一個公司模擬電路設(shè)計能力?！?/p>

說到技術(shù)優(yōu)勢，柳澤宇表示，中微不只是做MCU，正在轉(zhuǎn)型到混合信號SoC?！爸形⒌漠a(chǎn)品里集成了大量的高精度模擬、驅(qū)動、無線連接的模塊，電機驅(qū)動上支持60伏、90伏等，無線方面整合2.4G、BLE藍(lán)牙等。用我們一顆芯片就可以做到很多事?！?由于高集成度，能夠幫助客戶把BOM成本大大降低。

深圳市中微半導(dǎo)體有限公司副總經(jīng)理 柳澤宇

據(jù)介紹，中微擁有8位和32位產(chǎn)品線，研發(fā)占比在營收的13%—15%左右，每年有很多新品面世，更能夠滿足客戶未來產(chǎn)品的規(guī)劃。此外，中微也幫客戶做一些定制化的產(chǎn)品，有成熟的平臺和算法。

據(jù)介紹，中微公司2001年成立，2002年生產(chǎn)出來的第一顆芯片到現(xiàn)在還在賣，該芯片累計出貨數(shù)量已經(jīng)上億。柳澤宇表示，除非中微的上游沒有了，只要客戶有需求，就會供貨或者提供升級產(chǎn)品?！斑@是中微未來想要做工業(yè)控制、汽車領(lǐng)域的底氣，因為做汽車要保證最少10年、20年持續(xù)供貨?！?/p>

據(jù)悉，中微高端產(chǎn)品團隊來自全球汽車MCU龍頭廠商瑞薩，柳澤宇很有信心地說：“中微BAT系列從品質(zhì)和性能上都不輸于其他公司。我們會先去做汽車后裝市場，比如電機控制、中控面板等一些風(fēng)險比較小的地方，因為客戶也需要從風(fēng)險小的地方開始驗證你的產(chǎn)品?！?/p>

競爭與整合

目前國產(chǎn)芯片設(shè)計廠商多達(dá)1700多家，大多數(shù)中低端半導(dǎo)體產(chǎn)品雖然用量大，但功能上同質(zhì)化嚴(yán)重，本土廠家如果想長期做大做強，需要有差異化的發(fā)展戰(zhàn)略。

芯海的差異主要表現(xiàn)在兩點。一是主打信號鏈MCU，做高精度測量MCU，謝韶波表示，市面上普通的32位MCU測量精度一般都是毫伏級，芯海則是納伏級?！靶竞Ｒ豢?2位應(yīng)該是國內(nèi)高精度的紀(jì)錄保持者，對標(biāo)美國德州儀器的高精度產(chǎn)品?！钡诙€差異化針對細(xì)分領(lǐng)域，芯海提供算法和解決方案。

最基本的芯片設(shè)計能力，往往能體現(xiàn)一家芯片公司與對手的差別。李治宏表示，數(shù)字電路大家都差不多，模擬電路設(shè)計能力就把距離拉開了。比如之前說到的將數(shù)字地和模擬地分開就是一種能力，不分開的話抗干擾能力會非常差?！澳M電路設(shè)計能力就是賽元微的強項，一組電源和地就可以把抗干擾能力做得很好?！?/p>

李治宏表示，賽元微目標(biāo)成為一家技術(shù)驅(qū)動型公司，現(xiàn)在做的產(chǎn)品會在三年后開始豐收?！耙簿褪钦f賽元微今天的成績是三年前打下的基礎(chǔ)，因為我們會看未來的市場需求?，F(xiàn)在我們正在做的產(chǎn)品，基本都是為物聯(lián)網(wǎng)市場打造的?！?/p>

MCU能夠用到的行業(yè)非常多，需要面對各種電壓、電流、驅(qū)動等，這也正是MCU難做的地方。柳澤宇表示，一旦進入細(xì)分領(lǐng)域，中微會從小到大覆蓋這個領(lǐng)域大概80%到90%的應(yīng)用，高中低客戶都可以在中微產(chǎn)品中選到適合性能和成本要求的產(chǎn)品?！爸形⑼瞥鲂缕返念l率很快，一方面是因為國產(chǎn)替代，其次則是競爭對手也在努力，中微希望即便不是引領(lǐng)這個行業(yè)，也要跟得上整個行業(yè)的變化?！?/p>

對于中國目前近兩千家芯片設(shè)計公司，大部分處于不盈利狀態(tài)的問題，柳澤宇認(rèn)為，未來5到10年，在中國一定會有MCU企業(yè)之間的整合，不單MCU，其他中國芯片公司之間的整合案例也會越來越多?！爸形某闪⒌浆F(xiàn)在每一年我們都是在盈利的，并且符合這個行業(yè)的正常利潤率。我們跟客戶說，不要過于貪圖低價，因為這不是一個非常正常的現(xiàn)象。商業(yè)的本質(zhì)要有正向收入的，才能不斷地投入和發(fā)展?！?/p>