如何突破本土半导体产业瓶颈期？国产汽车IC撕开封锁“缺口”

近年来的中兴华为事件让小小的芯片走进了所有国人的视线中，更是将芯片产业推上了前所未有的风口浪尖。其背后承载的不仅是一场有关时间的较量，更是数十年的技术积淀，也是中国高科技产业的基石。为了不再受制于人，从政府到企业，全国上下都掀起了一场“自研芯片”的攻坚战。

政策上，中央政府全力促进整体产业发展规划，依次施行了《国家集成电路产业发展推进纲要》、《集成电路产业“十三五”发展规划》等现行政策。近期出台的《加强“从0到1”基础研究工作方案》更是有望为我国集成电路基础理论研究和核心技术突破带来进一步助力。

企业层面，尽管国外芯片厂商仍然占据着主导地位，其产品本身更加成熟、专业与高效，但国内厂商可针对具体的应用场景进行深耕，逐渐在性能和市场服务上建立优势，从而找准机会完成市场突围。不少国产厂商已经在这条路上有所斩获，7月即将于慕尼黑上海电子展同期展示的“硬核中国芯科技园”（展区：5.2/B515）上，或许你可以与他们面对面进行更深入的了解。

硬核中国芯科技园部分展商名单

国产汽车IC撕开封锁“缺口”

2019慕尼黑上海电子展现场

众所周知，半导体组件是汽车电子产品的核心，其中包括基于视觉的GPU、MCU、应用处理器、传感器及DRAM和NAND闪存等推动汽车创新技术实现的关键零部件。当前汽车中大约需要8000个芯片，而随着汽车复杂程度的提高，对汽车半导体元件的需求势必会稳步增长。尽管汽车相比其他领域对整个芯片产业而言占比只有大约10%，但GartnerGroup预测，到2020年，汽车半导体这一业务板块的利润增长率将是全球芯片市场的两倍。因此汽车板块对芯片产业而言属于推动其长期发展的新引擎。

面对车用芯片市场如此大的“蛋糕”，众多半导体厂商都纷纷切入。据了解，车规级MCU芯片领域一直被国外大厂所垄断，国内厂商在这一领域鲜有突破，然而国内MCU前沿企业上海芯旺微电子（展位号5.2/A146）在2019年针对汽车市场推出了KF8A100和KF8A200系列包含17款车规级的MCU，激荡起行业关注。

图源：芯旺微官方

KF8A100和KF8A200均采用了ChipON自主研发的KungFu8内核架构处理器，该处理器采用流水线结构，经过了10年的验证，极大提高了指令运行效率和稳定性。同时还配套有自主研发的开发工具，真正意义上实现了从芯片到工具链的全自主。

KF8A100和KF8A200全部通过了AEC-Q100汽车电子系统质量标准认证，具有高可靠性，温度等级达到Grade1，满足-40℃~125℃工作温度范围，所有管脚均可承受8KV ESD（人体模式）接触放电；芯片可以轻松通过4.2KV EFT 干扰测试。 KF8A100和KF8A200共计17款车规级MCU，Flash从4KB-64KB，管脚从14PIN-100PIN,采用模数混合设计思维，提供更为丰富的外设资源，基本覆盖汽车车载电子控制模块的应用，已被广泛应用于车灯、汽车开关面板、门窗控制、声音控制、水泵控制、汽车仪表面板显示等汽车电子控制模块中。

在芯旺微突破缺口之后，另一家专注于汽车级主控芯片及其配套方案的国产提供商紧随其后，加速汽车电子国产芯片的渗透。2019年12月，赛腾微电子有限公司（展位号5.2/B515-5）总经理黄继颇博士对外宣布，其产品已通过两家知名整车厂的测试认证，在车窗控制应用领域开始批量供货。

基于赛腾微自有主控MCU和宽输入电压LDO的全套完整车窗控制方案，具有可靠的控制电路、完善的软件设计和明显的成本优势，完全可以替换高成本的进口芯片方案，有效降低车企成本。

图源：赛腾微官方

ASM87A081采用国际主流的CPU内核架构，内置全温全压高精度时钟振荡器、带边缘捕获功能的高精度PWM单元、高精度定时器单元以及高可靠性的Data EEPROM等专用电路模块。具有优秀的电磁兼容与超强抗干扰性能，同样通过了车规GRADE 1（125℃）认证。

ASM6050D-Q是一款高耐压、高电源抑制比、超低功耗、高精度输出电压的低压差线性稳压器。该芯片具有完整的限流保护、短路保护、过热保护功能，防止在负载过大或异常条件下损坏芯片。ASM6050D-Q适用于乘用车（12V）、商用车（24V）两种不同的电池系统，为车身控制、车载设备提供稳定可靠的供电输入，也可用于工业设备和家电等的电源供电系统。

新基建为国产IoT提供适宜“土壤”

芯片作为物联网基础层的关键，是抢占物联网时代的战略制高点。近几年来，物联网芯片的大热，根据BIS Research《全球物联网芯片市场分析和预测》的市场报告，全球物联网芯片市场预计将在2019年至2029年之间将以15.18％的复合年增长率增长。到2029年，全球物联网芯片的市场规模将超过386.1亿美元。如此一个拥有巨大市场规模的细分领域自然也受到了资本的“酷爱”。在国内，正值“新基建”的背景下，一系列对整个物联网行业利好的政策不断出台，为国产物联网芯片厂商“突围”营造了良好的环境。

图源：站酷海洛

在NB-IoT大行其道的当下，中国本土公司芯翼信息科技（展位号5.2/B515-3）专注于NB-IoT芯片的前沿企业，曾发布全球第一款单片集成CMOS PA超低功耗的NB-IoT芯片——XY1100，将其植入燃气表，从而解决了传统远传燃气表传输慢、能耗高、成本高的问题。

图源：芯翼信息科技官方

XY1100是集成CMOS PA的NB-IoT芯片，要知道CMOS PA的集成一直是个世界级难题，CMOS PA集成最大的难点在于发射功率难以达到3GPP定义的Class3标准要求（23dBm±2）,目前业界的Modem射频方案仍然采用独立的PA器件，基于GaAs工艺，市场主要由Skyworks与Qorvo等美国厂商占领。芯翼信息科技XY110的成功商用出货向市场宣告集成CMOS PA的核心技术突破已经取得成功，现如今NB-IoT SoC集成CMOS PA已经从当年的质疑，变成了今天的行业标配。

2020年6月11日芯翼信息科技宣布完成近2亿A轮融资，此次融资是截至目前已知NB-IoT领域中最大的单笔融资额，展示出了芯翼信息科技先进的技术能力，也同时反映出资方和市场对该团队的持续看好。基于此次融资事件，为加速国产NB-IoT物联网芯片和5G技术的全面落地，带来了极大的想象空间。

此外，物联网的另一核心零部件MCU，其价值已经占到物联网终端模组的35%-45%。未来，随着万亿级物联网应用的进一步落地，其对终端模组方面的需求庞大，必将驱动MCU行业再度爆发。

在国内，作为专注于高精度ADC及SoC芯片、高性能MCU以及物联网一站式解决方案的集成电路设计企业，芯海科技（展位号5.2/B515-8）已拥有纳伏级的产品，并且是国内高精度的纪录保持者。目前，芯海科技的信号链MCU出货量超过15亿颗，已被华为、小米、vivo、魅族、美的等大客户接受并广泛使用。

芯海的MCU特色在于其定位于信号链MCU。芯海科技新一代信号链MCU CS32A039，实现了单芯片红外额温枪方案，集成了24位全差分ΣΔADC、零漂移放大器、低温漂参考电压/LDO，无需额外的外围器件，足以满足高精度红外测温的需求。芯片还集成12位高速SAR-ADC、温度传感器、电池电压测量通道，可同步测量环境温度、电池电压等参数。除此之外，CS32A039的信号链IO还支持红外热释电、压力、惠斯通电桥等多种传感器，实现人体感应、压力触控、气压检测等多种功能

图源：芯海科技官方

随着5G的商用和AIoT普及，AIoT节点设备将会带来爆发式增长，同时带动感知测量高精度需求、精准AI算法及一站式开发方案需求等，这是全新增量市场，是一个极大的机遇，同时也让国内厂商和欧美等外国厂商在该领域有了站在同一起跑线的机会。

坚守通信阵营的国产替代“生力军”

5G通信相比4G通信对于传输速率有了更高需求，频率向高频迁移。因此需要建设更多的基站来实现覆盖率的提升，所以5G宏基站建设数量为4G宏基站的1.5倍左右。同时无论是独立组网模式还是非独立组网模式，都会率先进行基站建设，因此短期内便会实现对模拟IC电路的电源管理和射频相关电路的拉动作用。

在全球市场几乎被TI、ADI、NXP、Maxim、STM、Infineon等海外巨头所垄断的模拟芯片领域，以圣邦微为代表的的国产模拟芯片企业正在逐渐崛起，将模拟IC行业进行整合，可使企业产品可靠性在大规模生产中提升，从而逐步缩小与国际水平的差距。圣邦微电子（展位号5.2/B146）作为本土专注于高性能、高品质模拟集成电路研发和销售的半导体公司，主要有信号链类模拟芯片和电源管理类模拟芯片两大类产品。其中，信号链类产品主要为各类放大器芯片，包括运算放大器、音频放大器和视频驱动器、模拟开关及接口电路等；电源管理类则涵盖LED驱动电路以及线性稳压器、DC/DC转换器、CPU电源监测电路、锂电池充电管理芯片、过压保护电路及负载开关等非驱动类电源管理产品。

2019慕尼黑上海电子展现场

此外，在无线通信领域里，由于FPGA具有极强的实时性和并行处理能力，使其对信号进行实时处理成为可能。并且许多功能模块通常都需要大量的滤波运算，这些滤波函数往往需要大量的乘和累加操作，而通过FPGA来实现分布式的算术结构，就可以有效地实现这些乘和累加操作。所以FPGA将会越来越多地应用于无线通信系统中，它的优良性能将会促进无线通信的发展。

紫光同创（展位号5.2/B515-2）是专业从事可编程逻辑器件（FPGA、CPLD等）研发与生产销售，重点聚焦通信和工业领域。其拥有中高低端系列产品。其中，已量产发货的PGT180H产品，规模高达2000万门， SERDES速率6.25Gbps，支持PCIe2.0、万兆、千兆网络传输接口，填补了国内在千万门级高性能FPGA领域的空白。目前，紫光同创的FPGA产品系列覆盖通信、网络安全、工业控制、汽车电子、消费电子、数据中心等应用领域，是国产FPGA里面产品线种类齐全、覆盖范围极广的厂商。

图源：紫光同创官方

芯片作为数字化产品的“大脑”，是发展高新产业等一切技术的基础，而我国一直处于“缺芯”的困境，据海关数据显示中国近十年芯片进口额每年都超过原油进口额。为了摆脱对国外芯片产品的依赖，中国正在耗资上千亿美元培育本土芯片头部企业，寻求获得自主芯片设计和生产制造的能力。顺应市场发展的潮流，2020慕尼黑上海电子展助力国产电子企业倾力打造了“硬核中国芯科技园”（展位号5.2/B515），汇聚优秀的国产电子企业，展出其创新的产品与技术解决方案，见证中国力量的崛起。与此同时，展会同期的国际汽车电子、电动车创新论坛与国际嵌入式系统创新论坛上都将有优秀的中国本土企业参与演讲，分享其前沿的技术产品与解决方案。