本期話(huà)題:
00:30?高壓之下,國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)芯片如何突破新能源汽車(chē)的CMTI挑戰(zhàn)?
04:29?“零缺陷”目標(biāo)下:數(shù)明半導(dǎo)體車(chē)規(guī)級(jí)芯片的獨(dú)門(mén)法寶
11:06?智能化與AI雙驅(qū)動(dòng):車(chē)規(guī)芯片的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
高壓之下,國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)芯片如何突破新能源汽車(chē)的CMTI挑戰(zhàn)?
幻實(shí)(主播):歡迎大家關(guān)注芯片揭秘,我是主播幻實(shí)。今天我邀請(qǐng)到了一家聚焦于研發(fā)高性能、高可靠性的模擬芯片和系統(tǒng)整體解決方案的供應(yīng)商——上海數(shù)明半導(dǎo)體有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng):數(shù)明半導(dǎo)體),現(xiàn)在坐在我旁邊的就是數(shù)明半導(dǎo)體的應(yīng)用總監(jiān)朱志杰。
朱志杰(嘉賓):大家好,我是來(lái)自數(shù)明半導(dǎo)體的朱志杰。
幻實(shí)(主播):今天跟您對(duì)話(huà)之前,我也做了一點(diǎn)小功課,我了解到數(shù)明半導(dǎo)體在這個(gè)行業(yè)內(nèi)也有很長(zhǎng)的時(shí)間了,而且歷久彌新。隨著800伏高壓平臺(tái)在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的普及,碳化硅(SiC)器件的應(yīng)用加速,我想問(wèn)一下您,這種趨勢(shì)給模擬芯片的驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)提出了哪些挑戰(zhàn)?請(qǐng)您從技術(shù)專(zhuān)家的角度給我們解釋一下。
朱志杰(嘉賓):隨著新能源汽車(chē)行業(yè)的蓬勃發(fā)展,目前我們看到很多的廠(chǎng)家都在布局800伏高壓平臺(tái),甚至有的廠(chǎng)商推出了1 000伏的高壓平臺(tái)。像比亞迪在今年3月份發(fā)布的1000伏平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了充電5分鐘續(xù)航500公里的卓越成績(jī),真正達(dá)到了“油電同速”的效果。隨著碳化硅器件在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用日益廣泛,對(duì)驅(qū)動(dòng)技術(shù)也帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)。一方面,碳化硅器件的開(kāi)關(guān)速度非???,且在高壓環(huán)境下,開(kāi)關(guān)過(guò)程中的dv/dt(電壓變化率)很高,這就產(chǎn)生了大量干擾。對(duì)于驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)說(shuō),如何提升抗干擾能力就成為一個(gè)很大的挑戰(zhàn),所以在許多高壓應(yīng)用場(chǎng)景中,CMTI指標(biāo)要求達(dá)到150千伏每微秒以上,來(lái)配合碳化硅器件高速的開(kāi)關(guān)情況。另一方面,隨著功率的不斷增大,為了驅(qū)動(dòng)碳化硅器件并確保其快速開(kāi)通與關(guān)斷,降低開(kāi)關(guān)損耗,對(duì)于我們驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)說(shuō),必須要具備強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力。
CMTI:(Common-Mode Transient Immunity)共模瞬態(tài)抗擾度,是衡量電子器件(尤其是隔離器件)抵御共模瞬態(tài)干擾能力的關(guān)鍵指標(biāo),具體指器件在輸入/輸出端之間承受快速變化的共模電壓(即兩根信號(hào)線(xiàn)上相對(duì)于地的同相位瞬態(tài)電壓)時(shí),仍能保持正常工作的能力。
幻實(shí)(主播):面對(duì)這種需求,你們技術(shù)突破的壓力大嗎?
朱志杰(嘉賓):實(shí)際上,要實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的抗干擾能力, 將CMTI指標(biāo)提升至150千伏每微秒甚至200千伏每微秒,確實(shí)存在一定挑戰(zhàn)。此外,隨著電壓提升至700-800伏,設(shè)備的體積也會(huì)做的越來(lái)越小,也出現(xiàn)了6合1、8合1、10合1等集成度更高的產(chǎn)品。但是隨著體積越來(lái)越小、功率密度越來(lái)越高,散熱問(wèn)題隨之凸顯。特別是驅(qū)動(dòng)芯片在與碳化硅模塊配合使用時(shí),在全溫度范圍內(nèi)保證這些性能的實(shí)現(xiàn),這也是一個(gè)挑戰(zhàn)。另一方面,如果說(shuō)體積越來(lái)越小,那客戶(hù)甚至要求產(chǎn)品外圍器件數(shù)量更少并集成更多的功能,這也給我們的技術(shù)研發(fā)帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。
幻實(shí)(主播):剛才我們探討了新能源汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景,我也想問(wèn)一下,在2025年這個(gè)當(dāng)口,您感覺(jué)傳統(tǒng)消費(fèi)電子領(lǐng)域的市場(chǎng)是呈現(xiàn)復(fù)蘇態(tài)勢(shì),還是依舊較為平淡呢?
朱志杰(嘉賓):我們公司相對(duì)來(lái)說(shuō)在消費(fèi)電子領(lǐng)域的業(yè)務(wù)占比相對(duì)較小。不過(guò),從工業(yè)及白色家電等相關(guān)領(lǐng)域來(lái)看,2025年在國(guó)家政策支持與補(bǔ)貼的推動(dòng)下,短期內(nèi)市場(chǎng)確實(shí)出現(xiàn)了回暖跡象。但從長(zhǎng)期發(fā)展的角度分析,消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的應(yīng)用方向還是比較乏力的。雖然之前我們看到智能手機(jī)爆發(fā)式增長(zhǎng)以及AI興起,但實(shí)際上在消費(fèi)電子領(lǐng)域目前突破的創(chuàng)新點(diǎn)不是很多,加之關(guān)稅等因素的影響,未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展仍面臨諸多不確定性,整體形勢(shì)較為嚴(yán)峻。
“零缺陷”目標(biāo)下:數(shù)明半導(dǎo)體車(chē)規(guī)級(jí)芯片的獨(dú)門(mén)法寶
幻實(shí)(主播):您提到了關(guān)稅問(wèn)題,當(dāng)下地緣政治因素對(duì)供應(yīng)鏈產(chǎn)生了較大沖擊,市場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變。但與此同時(shí),國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商也迎來(lái)了被高度關(guān)注的發(fā)展機(jī)遇,貿(mào)易戰(zhàn)和關(guān)稅戰(zhàn)更是加劇了這一趨勢(shì)。在車(chē)規(guī)、工控等市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程中,數(shù)明半導(dǎo)體采取了怎樣的策略或差異化打法,以把握這一利好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)呢?
朱志杰(嘉賓):地緣政治對(duì)行業(yè)的影響其實(shí)在五六年前就已初現(xiàn)端倪,而近期這波沖擊的影響更為顯著。對(duì)于模擬芯片來(lái)說(shuō),國(guó)產(chǎn)替代也是一個(gè)機(jī)會(huì),實(shí)際上,業(yè)內(nèi)眾多企業(yè)在四五年前就已開(kāi)始布局。而數(shù)明半導(dǎo)體主要聚焦于工業(yè)和汽車(chē)領(lǐng)域,在推進(jìn)國(guó)產(chǎn)替代的過(guò)程中,我認(rèn)為首先產(chǎn)品一定要可靠。
幻實(shí)(主播):所以你們不想做低端市場(chǎng)的,就是要做高端的?
朱志杰(嘉賓):其實(shí)我們還是想要做中高端市場(chǎng)的,因?yàn)橹挥羞@樣,企業(yè)才能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。但是不同的企業(yè)發(fā)展階段不一樣,所以對(duì)于我們來(lái)說(shuō),目前在汽車(chē)領(lǐng)域,我們重點(diǎn)是服務(wù)并抓住國(guó)內(nèi)的頭部客戶(hù),包括汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)商和汽車(chē)零配件供應(yīng)商。通過(guò)與這些頭部客戶(hù)緊密配合,推進(jìn)產(chǎn)品的替代進(jìn)程。實(shí)際上對(duì)車(chē)規(guī)產(chǎn)品來(lái)說(shuō),驗(yàn)證周期還是比較長(zhǎng)的,要經(jīng)過(guò)前期單板測(cè)試、整機(jī)、上車(chē),所以與頭部客戶(hù)的深度合作至關(guān)重要。在工業(yè)領(lǐng)域,相對(duì)來(lái)說(shuō)替換周期不是那么的長(zhǎng),再加上地緣政治因素的影響,許多客戶(hù)也有意愿采用國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行替代。數(shù)明半導(dǎo)體憑借專(zhuān)業(yè)的產(chǎn)品組合為客戶(hù)提供支持,我們的產(chǎn)品相對(duì)來(lái)說(shuō)集中于門(mén)極驅(qū)動(dòng)器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、電源以及信號(hào)與接口等領(lǐng)域,旨在為客戶(hù)提供系統(tǒng)的解決方案。
幻實(shí)(主播):所以說(shuō)你們?cè)谶@個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域里面,做相對(duì)來(lái)說(shuō)“一攬子的工程”,對(duì)客戶(hù)來(lái)說(shuō)也是一個(gè)很好的一個(gè)優(yōu)勢(shì),而不是簡(jiǎn)單的替代一顆Die。我聽(tīng)您剛剛強(qiáng)調(diào),其實(shí)汽車(chē)是你們很重要的一個(gè)市場(chǎng),那也想請(qǐng)朱總跟我們聊聊,你們?cè)趺幢WC汽車(chē)芯片產(chǎn)品的質(zhì)量、良率、可靠性能夠達(dá)到可交付上車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)的?我們都知道其實(shí)這是一個(gè)工程化的問(wèn)題,但工程化在出貨量非常大的時(shí)候,難免也會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量不合格的Die,您怎么保證下游客戶(hù)敢去用你們的芯片?這方面你們有沒(méi)有什么獨(dú)門(mén)的法寶?
朱志杰(嘉賓):實(shí)際上汽車(chē)行業(yè)對(duì)芯片的要求極為嚴(yán)苛。首先,芯片必須滿(mǎn)足AEC-Q100認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),這是進(jìn)入汽車(chē)市場(chǎng)的基本門(mén)檻,或者說(shuō)對(duì)于器件來(lái)說(shuō)是一條“生死線(xiàn)”。此外,在芯片的全生命周期中,從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試,到后續(xù)的驗(yàn)證與交付,每一個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)階段,針對(duì)車(chē)規(guī)芯片,我們要充分考慮全溫度范圍以及各種極限工況(corner)下的性能指標(biāo),確保芯片能夠穩(wěn)定運(yùn)行。另外在設(shè)計(jì)的時(shí)候也要考慮各種失效模式,如何來(lái)檢測(cè)它;或者失效之后,如何避免故障對(duì)其他電路性能產(chǎn)生影響。在制造生產(chǎn)環(huán)節(jié),我們優(yōu)先選用成熟的工藝,對(duì)于新工藝,在尚未充分掌握其可靠性之前,盡量減少在汽車(chē)芯片生產(chǎn)中的應(yīng)用。在測(cè)試環(huán)節(jié),除了完成AEC-Q100等必要認(rèn)證測(cè)試外,我們還進(jìn)行低溫、常溫、高溫的三溫測(cè)試,并采用CP(芯片探針測(cè)試)技術(shù),有效篩選出制造過(guò)程中存在缺陷的芯片。在產(chǎn)品交付客戶(hù)后,我們也會(huì)積極配合客戶(hù)進(jìn)行驗(yàn)證工作。此外,我們專(zhuān)門(mén)組建了質(zhì)量團(tuán)隊(duì),質(zhì)量是車(chē)規(guī)芯片的生命線(xiàn),汽車(chē)產(chǎn)品中任何細(xì)微的瑕疵都可能引發(fā)嚴(yán)重后果。質(zhì)量團(tuán)隊(duì)從設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始介入,對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行記錄、歸檔和迭代升級(jí),不斷優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量。所以實(shí)際上生產(chǎn)車(chē)規(guī)芯片是對(duì)一個(gè)企業(yè)綜合能力的考驗(yàn)或提升。
幻實(shí)(主播):你們的芯片通過(guò)了車(chē)規(guī)級(jí)的哪個(gè)溫度等級(jí)認(rèn)證?比如AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)中的Grade 0、1、2還是3?
芯片揭秘 主播幻實(shí)(右) 對(duì)話(huà),數(shù)明半導(dǎo)體應(yīng)用總監(jiān) 朱志杰 (左)
朱志杰(嘉賓):目前,我們的芯片目前符合車(chē)規(guī)級(jí) Grade 1 標(biāo)準(zhǔn),這意味著芯片在 -40℃至125℃的極端溫度范圍內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定工作、不會(huì)失效。
幻實(shí)(主播):您擔(dān)不擔(dān)心進(jìn)了汽車(chē)市場(chǎng)之后索賠的壓力太大?
朱志杰(嘉賓):我覺(jué)得其實(shí)不用過(guò)于擔(dān)心。因?yàn)橐环矫?,我們的?qū)動(dòng)芯片在工規(guī)市場(chǎng)已有大量出貨,所以有大量的數(shù)據(jù)來(lái)證明我們的芯片是可靠的。另一方面,從測(cè)試、生產(chǎn)到后續(xù)的質(zhì)量服務(wù),我們建立了一套完善的體系,能夠全方位保障產(chǎn)品質(zhì)量,從而不會(huì)出現(xiàn)太大的問(wèn)題。當(dāng)然,在芯片應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)一些零星的失效情況難以完全避免,畢竟追求汽車(chē)行業(yè)的零缺陷(0 ppm)是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的任務(wù),但我們始終朝著這一目標(biāo)不斷努力。
智能化與AI雙驅(qū)動(dòng):車(chē)規(guī)芯片的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
幻實(shí)(主播):我們有一個(gè)環(huán)節(jié)叫“國(guó)貨我們推”,目的是聚焦國(guó)產(chǎn)芯片創(chuàng)新,共筑國(guó)潮芯生態(tài),推動(dòng)技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。朱總,你們有哪款產(chǎn)品想在芯片揭秘上宣傳?請(qǐng)您簡(jiǎn)潔的講出這款產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和賣(mài)點(diǎn)。
朱志杰(嘉賓):好的。在汽車(chē)領(lǐng)域,我們此前推出了多款驅(qū)動(dòng)芯片,廣泛應(yīng)用于空調(diào)、PTC(正溫度系數(shù)熱敏電阻)、逆變器里面。最近,我們也在布局智能座艙領(lǐng)域,推出了一款名為SiLM94112的產(chǎn)品。它是一款帶保護(hù)功能的12通道半橋驅(qū)動(dòng)器,集成了MOS管在內(nèi),每個(gè)通道能夠提供1安培的電流,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制,比如加熱、排風(fēng)、空調(diào)翼板直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。另外這個(gè)產(chǎn)品可以直接通過(guò)SPI(串行外設(shè)接口)來(lái)控制每一個(gè)通道。
幻實(shí)(主播):產(chǎn)品也更加小型化了?
朱志杰(嘉賓):是的,更小型化了,也減少了對(duì)外圍器件的依賴(lài),一個(gè)MCU接口就把所有的配置都實(shí)現(xiàn)了。另外它還集成了完善的檢測(cè)保護(hù)功能,能夠檢測(cè)出電源短路或負(fù)載開(kāi)路等異常情況。
幻實(shí)(主播):你們這款芯片是自研的新產(chǎn)品,還是說(shuō)是替代某一款國(guó)外的芯片?
朱志杰(嘉賓):我們這款產(chǎn)品對(duì)標(biāo)英飛凌的同類(lèi)產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了PIN to PIN的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)客戶(hù)反饋,我們?cè)谀承┬阅苌厦妫热缯f(shuō)功耗、PWM調(diào)節(jié)等性能方面進(jìn)行了優(yōu)化,也具有更高的性?xún)r(jià)比。
PIN TO PIN:(引腳對(duì)引腳兼容,也寫(xiě)作 Pin2Pin 或 Pin-to-Pin),是描述電子器件(如芯片、模塊)之間兼容性的核心術(shù)語(yǔ),指新器件與目標(biāo)器件的引腳定義、物理排列、電氣功能完全一致,無(wú)需修改電路板布局或電路設(shè)計(jì)即可直接替換。
PWM:(脈沖寬度調(diào)制,Pulse Width Modulation)是一種通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的占空比(即高電平持續(xù)時(shí)間與周期的比值)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓、電流或功率控制的技術(shù)。它屬于 時(shí)間比例調(diào)制的一種,通過(guò)高頻開(kāi)關(guān)信號(hào)的“通斷”組合,將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量的等效控制,廣泛應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、LED 調(diào)光等領(lǐng)域。
幻實(shí)(主播):最后一個(gè)問(wèn)題,想請(qǐng)朱總展望一下2025年和2026年的市場(chǎng)趨勢(shì),哪些領(lǐng)域可能會(huì)出現(xiàn)新的發(fā)展機(jī)遇呢?
朱志杰(嘉賓):展望2025年和2026年,隨著新能源汽車(chē)從電動(dòng)化向智能化邁進(jìn),汽車(chē)智能化領(lǐng)域蘊(yùn)含著大量機(jī)會(huì)。例如,智能化帶來(lái)的座椅加熱調(diào)節(jié)功能以及車(chē)輛各部件的自動(dòng)化、電動(dòng)化升級(jí),都為模擬芯片創(chuàng)造了廣闊的市場(chǎng)空間。同時(shí),AI的爆發(fā)也將催生眾多領(lǐng)域新應(yīng)用。從AI服務(wù)器到智能終端,隨著AI技術(shù)的逐步落地,相關(guān)產(chǎn)品也會(huì)有更多的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
幻實(shí)(主播):所以汽車(chē)智能化和AI的應(yīng)用是你們現(xiàn)在比較關(guān)注的領(lǐng)域,我也非常期待,因?yàn)橐坏┯辛诵碌募夹g(shù)革新,產(chǎn)品的功能、體驗(yàn)感就完全不一樣了。現(xiàn)在各種智聯(lián)的產(chǎn)品都要靠芯片工程師夜以繼日的去開(kāi)發(fā)、去創(chuàng)新,這也是很有意思的一個(gè)方向。
朱志杰(嘉賓):智能世界帶來(lái)很多以前我們根本想象不到的機(jī)會(huì)。比如,十幾年前我們可能想象不到,現(xiàn)在帶一部手機(jī)就能出門(mén)了,其他啥都不用帶就可以滿(mǎn)足我們的需求。相信隨著技術(shù)的不斷革新,將會(huì)帶來(lái)前所未有的產(chǎn)品體驗(yàn)和市場(chǎng)機(jī)遇。
幻實(shí)(主播):非常感謝朱總做客芯片揭秘,也祝您和數(shù)明半導(dǎo)體發(fā)展得越來(lái)越好,為國(guó)產(chǎn)芯片行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。
作為現(xiàn)代電子系統(tǒng)的“感知神經(jīng)”與“控制樞紐”,模擬芯片在全球新一輪產(chǎn)業(yè)升級(jí)中扮演著核心角色。當(dāng)前,該領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)呈現(xiàn)“兩極重構(gòu)”態(tài)勢(shì):一方面,國(guó)際巨頭仍以深厚技術(shù)積淀主導(dǎo)高端市場(chǎng),尤其在車(chē)規(guī)級(jí)、工業(yè)級(jí)芯片領(lǐng)域形成技術(shù)壁壘;另一方面,在地緣政治催化和國(guó)產(chǎn)替代浪潮下,國(guó)內(nèi)企業(yè)憑借快速迭代能力與本地化服務(wù)優(yōu)勢(shì),正從消費(fèi)電子、工業(yè)控制等中端場(chǎng)景向上突破,并加速向新能源汽車(chē)、AI服務(wù)器等高價(jià)值領(lǐng)域滲透。
中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2030年中國(guó)模擬芯片行業(yè)市場(chǎng)調(diào)研及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示,2023年中國(guó)模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模約為3026億元,同比增長(zhǎng)9.05%;2024年約為3250億元,其預(yù)測(cè)2025年中國(guó)模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至3431億元。所以盡管?chē)?guó)際競(jìng)爭(zhēng)激烈,但政策支持、生態(tài)合作與技術(shù)攻堅(jiān)正推動(dòng)國(guó)產(chǎn)芯片在車(chē)規(guī)級(jí)等高端領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化替代。