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          被智能家居帶火的「低端芯片」

          2022年08月17日 18:03:59   來源:微信公眾號:半導體產業縱橫

            每當提到芯片二字,3nm、7nm等先進制程已經成為人們口中的第一反應。但這只是產業前沿,芯片市場中占比更多的還是那些制程“落后”的“低端芯片”。高于28nm甚至45nm以及更高制程的芯片,仍在大賣。

            在智能家居成為浪潮后,更是帶動了“低端芯片”市場。這類芯片單價低、技術含量低,但使用范圍極廣。畢竟,冰箱、空調、彩電等家居并不需要一顆達到5nm的高級SoC。

            智能家居的“低端”需求

            在物聯網的推動下,智能家居開始崛起。今年3月,華為召開春季發布會,提出全屋智能概念,涵蓋智能中控屏、智能面板及開關、AI超感傳感器、智能燈光驅動器。聞泰科技傳出打入蘋果智能家居供應鏈的消息。

            對于出貨量大、功能較為簡單的智能家居來說,低價、可靠、耐用才是“好”芯片。

            首先是低價。智能家電供應商對于芯片有大量的需求。相關人士透露:“我們銷量最大的三大家電一年的量大概有8000多萬,單單三個品類下來就有二點幾億了,其他品類也有非常大的量。所以,我們的最大訴求是把成本降下來。”

            再就是可靠和耐用。對于智能家居來說,可靠是一大標準。在可靠性方面,先進制程芯片反倒沒有成熟制程芯片可靠。先進制程可以理解相同功耗、尺寸下可以獲得更好的性能,但在家電領域對芯片的功耗、發熱和占用面積上并沒有手機、平板那么苛刻,更關注芯片在各種情況下的可靠性和耐用度。

            空調、洗衣機控制板、遙控器等需要的是低成本、可靠耐用的芯片,而這類芯片不需要先進的制程,有的甚至只需要微米級工藝就能夠滿足。

            曾有業界人士指出28nm工藝就足以生產中國大陸所需芯片的七成。這是因為中國所需的芯片多種多樣,對成熟工藝生產的芯片需求更高。而魏少軍教授早已表示,我國已經成為全球最為完整的芯片產品體系之一,在中低端芯片領域具備較強的競爭力。

            智能家居需要哪些芯片?

            從智能家居的需求來看,MCU、SoC、通信芯片以及傳感器是智能家居產品的核心組成部分。

            ※ MCU

            MCU在智能小家電中的應用非常多。在智能音箱中,MCU芯片可以起到實現語音交互的作用;在掃地機器人中,MCU芯片起到控制機器人前進的作用;在電飯煲中,MCU芯片起到溫度控制作用。

            在智能家居對MCU的需求下,眾多本土企業紛紛入局MCU。國產的代表企業包括兆易創新、中穎電子、國民技術、芯?萍、博通集成、樂鑫科技、上海復旦微等。

            兆易創新推出無線 MCU 產品,實現對 IoT 云端的連通,應用于智能家電、IoT 智能終端。兆易創新的 GD32系列產品適用于工業自動化、人機界面、電機控制、安防監控、智能家居家電及物聯網等,已推出多款產品。在智能家居MCU方面暫無官方數據,但其MCU出貨量以累計超過2億顆,客戶數量超過1萬家。

            晟矽微電目前以8位MCU產品為主,覆蓋小家電、消費類電子、電力電子、安防電子等多個應用領域。終端用戶包括,華為、小米、中國電信、海爾、海信、LG、康佳、創維、九陽、奔騰、雷士照明、普州照明、振輝電器、盛世名門、敏華電器、木林森照明、奧海電子、中國電信、奧飛娛樂、美的、TCL等業內知名企業。

            中穎電子產品應用終端

            中穎電子是國內小家電MCU的龍頭廠商,目前已經投入55nm/40nm,家電主控MCU第一顆55nm產品已經在客戶端進行推廣工作,白色家電芯片晶圓代工長期會有一小部分由相對制程成熟的8吋緩慢逐步轉至12吋晶圓。中穎電子小家電控制芯片在微波爐、豆漿機等家電單品市占第一,主要客戶包含美的、海爾、九陽、魚躍等。

            芯?萍几呖煽啃訫CU產品進入氣體傳感器、智能電表、通信用光模塊產品,并將加快設備監測和控制產品研發和推廣,高性能 32 位 MCU 從2021 年一季度開始形成規模出貨。

            主要客戶包括,榮耀、vivo、OPPO、小米、華米、紫米、麥克韋爾、飛科、匯川、漢威、四方光電、南方電網、德朔、美的、香山衡器、樂心醫療、鋰電某龍頭公司等。

            炬芯科技研發了面向IoT領域超低功耗MCU芯片ATB111X,支持藍牙5.3BLE版本。

            樂鑫科技,下游產品主要是智能家居、電子消費品、傳感設備和工業控制,主要客戶有小米通訊、涂鴉智能、安信可、優貝克斯電、芯?萍嫉。根據其官網披露,樂鑫科技主要向安信可供應ESP8266、ESP32系列產品。樂鑫科技與小米于2015年開展合作,開始長期為小米的IoT解決方案提供ESP8266 Wi-Fi芯片。2017年,小米開始使用樂鑫科技的ESP32 Wi-Fi模組。

            一位從事芯片研究的業內人士表示:“樂鑫是我當時找到的最便宜的帶Wi-Fi的物聯網芯片,一片只要10塊錢左右。與競爭對手arduino相比,樂鑫提供了性價比更高的方案。”

            國民技術N32通用安全MCU系列產品滿足在白色家電、黑色家電、廚衛家電、生活電器等多個細分領域應用,并已在家電行業標桿客戶中導入。

            上海貝嶺8位MCU產品,內置豐富的功能模塊,具備較高的性能和抗干擾性能力;目前已廣泛應用于消費類、智能充電、小家電、電機控制等產品。

            北京君正公司進行了面向條碼市場、顯示控制等市場的微處理器新產品X1600系列的研發和投片,可滿足AIOT領域多類智能硬件產品的需求,并可涵蓋高端MCU產品市場。

            中微半導體32 位 MCU 已量產產品情況

            中微半導體在大家電和工控領域,公司將在 STAR-MC1 內核基礎上研發滿足大家電變頻

            電機和工業控制需求的 32 位 MCU 系列產品?蛻舴矫,中微半導在首發申報稿中宣稱已進入美的、小米、ATL、雅迪等國內外品牌客戶供應鏈。

            東軟載波知名客戶包括,國家電網、國內家電企業、消費電子企業等。白色家電專用MCU芯片,兼容和覆蓋現有多款通用MCU芯片,滿足多系列空調、冰箱等應用需求,實現客戶端大規模量產和技術支持。

            復旦微各系列 MCU 芯片產品介紹及應用領域

            復旦微的智能電表 MCU 在國家電網單相智能電表 MCU 市場份額占比排名第一,累計智能電表 MCU 出貨量超 4 億顆,覆蓋國內包括江蘇林洋、威勝集團、杭州海興、寧波三星、浙江正泰、河南許繼、杭州炬華、深圳科陸等在內的絕大部分表廠。

            華大半導體實際是從16位MCU起步的,目標是超低功耗方向,華大半導體的MCU主要用于“白電”的主控、顯控、電機變頻的大規模生產上,在小家電上擁有廣泛的分布,在工業也擁有類似匯川這樣的頭部企業。

            ※ SoC芯片

            同MCU相比,SoC往往算力更強,集成的功能更豐富,能支持運行多任務的復雜系統,價格也更昂貴。SoC一般承擔運行計算的任務(例如實現語音識別功能),MCU大多用于執行控制(例如電機驅動)。

            這一賽道的國產半導體企業包括:晶晨股份、瑞芯微、全志科技、富瀚微、恒玄科技、北京君正等。

            晶晨股份主營業務為多媒體智能終端 SoC 芯片及無線連接芯片,其 S 系列 SoC 芯片被中興通訊、創維、小米、阿里巴巴、Google、Amazon 等名廠商采用;其 T 系列 SoC 芯片解決方案已廣泛應用于小米、海爾、TCL、創維、海信、百思買、亞馬遜、Epson、Sky 等;AI音視頻系統終端芯片則打入百度、Google、Amazon、小米的智能音箱的供應鏈。

            全志科技主要芯片產品下游應用領域及應用示例

           

            全志科技的R系列SoC進入天貓精靈智能音箱、石頭科技掃地機以及美的智能空調供應鏈;科大訊飛翻譯筆搭載 V 系列產品,騰訊企鵝極光盒子搭載 H 系列產品;在無線通信領域,小谷智慧點讀筆搭載 XR 系列芯片;在智能語音交互領域,小度在家搭載 AC 系列芯片。

            瑞芯微智能SoC芯片,主要應用AIoT 產品。其在智能物聯網領域,合作客戶有 LG、星網銳捷、億聯、騰訊、阿里、商米、視源、美團、宇視、研華、聯想等。在消費電子領域,公司和 SONY、華碩、OPPO、百度、科沃斯、網易、小米、步步高、美的、創維等。

            中科藍訊專注無線音頻SoC芯片,已經打入傳音、飛利浦、聯想、鐵三角、創維、紐曼、山水、惠威、摩托羅拉、夏新、Aukey、網易、唱吧、QCY、天貓精靈等終端品牌廠商。

            炬芯科技TWS藍牙耳機SoC芯片2021年進入 realme、JBL、倍思、百度、TOZO、Nosie、黑鯊等終端耳機品牌供應鏈。

            由于智能家居芯片技術要求低,傳統家電企業也開始爭奪“入場券”。2017年,格力的微電子部門成立;2018年,康佳宣布半導體的科技事業部正式成立。2018年美的宣布進軍芯片制造,成立了美仁半導體公司,2021年1月,他們又成立了美墾半導體技術有限公司。目前其MCU芯片全年量產規模約1000萬顆。

            到現在,TCL、康佳、創維、海爾在內的多家傳統家電企業都已布局半導體領域。

            孕育“低端芯片”

            即使在美國的限制下,中國高端芯片制造受限,但中低端芯片國產化的風潮已經不可阻擋。

            中國的半導體產能主要集中于28nm以上的成熟制程和傳統制程,對于傳統燃油汽車、電動汽車、電機驅動與工業控制等仍然需要成熟制程和傳統制程的芯片,中國的半導體產能可以滿足這些應用場景的需要。

            而在中國“低端芯片”的奮力發展之下,中國在低端芯片甚至斬獲自1994年8月以來,韓國對華貿易首次出現逆差。

            數量巨大的低端芯片,撐起了半導體世界的半邊天。

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