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中国芯片啃上了硬骨头

“国产替换是今年非常热门的一个话题,这个概念虽然非常热,但是作为真正在从事国产替换工作的人来说,相信很多业内的朋友们都有同样的感受:这是一场非常艰难的旅程。总的来说,可以总结为:从‘三不’到‘大门开启’,‘三不’是指不信任、不认可、不尝试,‘大门开启’即指在整个国际环境下,客户愿意尝试,合作开发,创新迭代。”纳芯微电子市场副总裁高洪连说。

今年以来,伴随着中美贸易摩擦升级、H.W事件等,越来越多的企业开始重视供应链安全,芯片作为数字时代的重要支撑,芯片的国产替换被提到了前所未有的高度。但国产替换到底该怎么做?很多人都感到迷茫。鉴于在芯片产业链上下游资源方面的深厚积累,我们芯片超人定期推出了国产替换系列直播课程,我们会邀请国内有技术、有实力、有故事的芯片和方案公司来分享一些案例应用和市场方向等内容,希望能为大家赋能。

7月4日,本次芯片超人课堂特邀了苏州纳芯微电子股份有限公司(以下简称“纳芯微”)市场副总裁高洪连,作为一名在国产替换前线十余年的老兵,高总主要结合纳芯微在国产替换方面的实践,分享了他的行业经验和一些深度思考。

本次分享将从以下几个方面展开:

  1. 国产替换的驱动力
  2. 芯片国产化的行业渗透
  3. 纳芯微啃"硬骨头"有哪些秘诀?
  4. 问答环节

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国产替换的驱动力

不同的客户群体有不同的客户形态,其产生驱动的原因也各有不同。

对于下游系统厂商中的巨头来说,它们虽然在全球供应链谈判中都非常有竞争力,但在如今的国际形势下,这些厂商更关注的是供应链安全,也就是所谓的业务连续性,尤其是对于遭受到国外贸易禁运的企业,产品交付存在风险,所以它们在这方面能会开始更看重国产芯片的供应。

一方面,很多系统厂商都开始加强供应链的多元化,多元化其实是一个非常宽泛的一个定义,不光体现在区域的多元化,更多是指供应的多元化,这样才能保证供应链稳定。另一方面,系统厂商也非常注重合作的深度,众所周知,在过去芯片供应商主要以国外的一些大公司为主,这些公司它有自己的一些路标、规划,很多时候它们设计推出产品的节奏是自己来把控。但对于一些下游的系统厂商来说,他们也有很多自己的考量,包括下游厂商自行定义的一些系统产品,在这方面一些国际芯片供应商巨头们,他们产品的开发节奏不见得能够满足下游系统厂商的需求,这个需求包括技术上的不满足,或者时间节点的不满足。

所以对于下游的系统厂商来说,他们已经开始尝试与芯片供应商联合开发、深度合作,甚至做一些定向绑定,国产芯片厂商应对这样的需求都有很好的承接能力,从而增加了赢得合作的可能性。对于中小系统厂商来说,他整个的局面跟那些巨头是有很大的区别,我们都知道中国一些比较大的系统厂商,他们的议价能力非常强。放眼全球,他们也是国际芯片设计公司或者说芯片供应商最大或者前几大的客户,他们的价格可以拿到比较好,各方面支持也很到位。

但是对于中小系统厂商来说,他们在与芯片供应商谈判时的筹码比较有限,也会面临到很多的供应链上的局限,比如价格、交期,更重要的是在技术支持上。对于很多中小客户来说,他自身的技术开发能力有限,更多的时候是依赖供应商能够给他提供的技术方案去做一些整合或者转化,二次开发的能力很有限。

我们可以看到一些大的芯片公司更多是提供一些独立的芯片,把这些芯片能够用起来,需要客户有比较强的系统整合能力和开发能力。

而这恰恰是国产芯片公司所擅长的:能够贴近客户,提供一些更接地气的解决方案,能够帮助本土的中小客户更快速地完成从方案的选型到量产的导入,加快替换的进程。

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国产芯片的行业渗透

作为一名芯片设计公司的从业者,我有这样的感受:最近十几年,芯片国产化的趋势是分批逐渐推进的。

  • 第一波的芯片的国产化应该是在2000年到2010年(或者说2000年到2008年),这段时间更多的国内芯片设计公司从事的方向主要还是一些用量比较大的消费类产品,像电源芯片、音频芯片,消费电子推动了国产芯片公司涌现。
  • 第二波是在智能手机浪潮,大概在2010年到2015年这个时间段,在这个阶段,整个手机行业发生了非常大的变化,从而给整个供应链体系带来非常大的变化,手机市场成为了一个单一的、巨大的芯片应用平台,催生了很多新的国产芯片设计公司。
  • 第三波发生在2015年前后,在此阶段,工业、汽车等行业的国产替换需求日趋旺盛,而之前国产的芯片设计公司所能从事的方向是有限的,主要集中在消费类电子上。消费类产品的好处是切入比较容易、收益也比较快,但是它有很多局限,天花板很低,从业者需要付出非常大的代价,包括对产品研发的投入、对客户导入支持的投入,以及为了保证在工业和汽车这一类市场上能够持续稳定地供货而做的投入。

    家电市场也是相同的状况,在2015年前最直观的感受是,家电市场主要以日系为主,比如瑞萨和与其相似的公司,或者美国TI这样的公司在家电里面占有主导的地位。但是这两年一些一线的家电品牌陆续都有很大的份额切换到了国产芯片平台上,带动了整个行业的变化。

从这两年来看,在一些新的应用领域里面可以看到更多国产芯片的身影,比如说在中国占主导地位的一些行业,比如说5GAI计算平台和物联网的一些新兴的业态里面,中国的国产芯片公司在中间扮演的角色越来越重要。

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纳芯微啃"硬骨头"有哪些秘诀?

在了解故事之前,各位先了解一组数据:纳芯微服务的有效客户近千家,芯片年出货数量超过2亿颗。

纳芯微于2013年5月份在苏州工业园区注册成立,在苏州、上海和深圳设立了办公室,目前公司成员60余名。作为一家以研发为导向的公司,纳芯微超过半数均为研发人员,研发团队的主要成员都曾在国际一线的芯片设计公司工作过,公司的主要创始人是ADI出来的芯片开发工程师。

我们主要做的产品有两个大的方向:传感器和隔离器,两者的共通之处是都属于信号链方向的产品,往大的概念来说都算是模拟芯片。但是模拟芯片其实又分很多种,而信号链芯片在其中处于一个比较特别的一个位置,因为它其中涉及到的因素比较多元化。以我们典型传感器的一个信号调理芯片为代表来说,它里面有ADC、DAC以及如LDO这样的一些电源转换功能,同时又有像MCU,更为关键的其中还有一些对传感器做校准补偿的一些校准算法和和对应的一些数字接口、模拟接口。用一句话来形容,“麻雀虽小,五脏俱全”

公司成立之初,主要是做三轴加速度计和高度计等消费类的传感器核心芯片。在2015年以后,我们开始切入到工业汽车两个难啃的硬骨头市场。作为一个创业公司,为什么会选择这样一个非常难啃的硬骨头?我觉得跟纳芯微的基因有关系,因为主要的创始人都是从ADI出来的研发人员,大家都知道,ADI公司的策略更多的是做一些技术驱动的新产品,用新的技术研发去领导整个模拟芯片这样的一个行业,往更深更高精尖的方向去走

ADI出来的这样一群工程师朋友们创立了纳芯微,需要结合中国市场的特点。中国市场的一个重要特色就是离下游市场非常近,而且下游的系统厂商具有全球竞争力,所以我们在保持“技术+市场”的双轮驱动模式在发展前进。

在传感器领域,我们首先切入的是工业市场,在工业市场,中国下游拥有比较成熟的压力变送器、温度变送器产业链,原来下游的这些做变送器的厂家,他们基本上只能选用国外的一些芯片方案来去做对应的产品。但是工业市场很典型的一个特点就是革新非常缓慢,所以很多的工业变送器的一些客户还在使用非常老旧的一些芯片平台,可能是一些欧美公司20年前甚至30年前推出的一些芯片,用这些产品做变送器的总承。针对这些客户的一些需求,我们结合自己的技术会对应的提出满足市场的新想法,然后我们把这些想法定义成产品。

比如我们针对工业压力变送器、温度变送器市场上推出的调理芯片NSA(C)2860系列的产品,在工业变送器市场取得了非常高的客户认可和市场占有率。在产品性能方面,和美国一家非常老牌的模拟芯片设计公司同期推出信号调理芯片相比,我们的竞争力略胜一筹,因此在国内市场取得了非常高的市场占有率。因为在这个市场上面,我们比较深刻地理解了客户的需求。我们推出的方案可以非常精准地符合客户期望,多一分不多,少一分不少,既能够满足工业产品对高性能高、可靠性的要求,同时又拥有一个非常合适的成本。

另外,这其中最为重要的其实是做系统解决方案的能力,我们给客户提供的不是单纯卖一颗芯片给到下游的系统客户,更多的是提供一个完整的解决方案。以传感器为例,我们提供的不是一个单纯的调理芯片,我们可以给客户提供的是从前端传感器的敏感头选型,到后端多种输出形式的兼容,以及传感器总承参考设计,还有传感器校准的一些标定工具等,我们给客户提供的是一个打包方案,我们通常称之为一站式的解决方案

这个方案有很大好处,例如你如果有在工业领域有一些渠道资源,然后想去做这方面的传感器总承的设计,没问题,选了我们的芯片平台,你基本上不需要有其他的太高的研发投入、试错的成本,就可以做出性价比非常高的传感器总承的产品,可以大大缩短下游客户量产导入的周期,降低一些新进入传感器领域客户导入市场的门槛,可以少交很多学费。

除此之外,汽车领域也有其特定的一些属性:不同于工业领域性能要求高、成本敏感程度不高的特点,汽车行业属于有规模、有可靠性要求的市场模式,在汽车领域如果要想能够站住脚,首先你的产品品质一定要过硬,要能够满足车规非常严苛的品质要求,包括要达到器件可靠性的指标,最为重要的是汽车上面的一些比如EMI、EMC等一些抗干扰的因素也要考虑进去。

作为一颗芯片,在车用的时候需要足够的“强壮”,因为车上环境非常恶劣。以供电为例,通常汽车上面5伏供电的一个器件,需要能够抵抗可能有二三十伏过压的冲击,甚至在汽车上还存在一些非常特别的干扰项;另外还可能会有一些负压也就是反向的一些电压,这种条件是在消费类和一些工业上可能都不见得会经常遇到的场景,但在设计芯片的时候要考虑到这种应用场景。

在汽车传感器领域,纳芯微主要侧重的是压力传感器的方向。压力传感器的应用其实是非常广泛,在传统的燃油车的平台上,有非常多的汽车压力传感器应用。从几大领域来说,像动力系统,就有比较多的一些压力传感器需求,从前到后来说,从包括进气压力传感器,变速箱的压力传感器;尾气的部分会有一些压差传感器;油箱是供油的部分,比如说燃油蒸汽压力传感器;比如说制冷空调系统里面,它也会对应的空调制冷剂的压力传感器。这些传感器大家其实平常不会特别去关心它,但是每一台汽车至少有几十种传感器,有的一些高端车可能有上百个,所以一台车子它要能够健康地跑起来,每个传感器都不能坏。而且汽车的应用大家都知道是有很长的寿命要求,所以对应的芯片设计也要考虑这些需求。

说到汽车大家都知道,从去年开始,国产汽车的整个销售状况不是特别好,其实对于国产芯片来说,这反而是一个机会。因为在终端的主机厂状况不好的情况下,它会更多地希望能够去导入一些国产的芯片平台,能够降低它的成本,加快开发速度,这也对国内的芯片设计公司都是带来了新的市场机会。

在这个过程中,像我们纳芯微也是深刻地感受到了下游客户的热情,在压力传感器方面,我们能够提供一站式的解决方案,这样也给下游很多原来在汽车产业链里面的企业赋能,比如原来是做一些汽车电子产品,但不是做传感器的,通过我们提供的一站式解决方案,它能够切入到这个领域,能够给下游的一些客户提供对应的如压力传感器、电流传感器等产品。除此之外,一些一线的国际系统厂商,包括汽车领域的一些领先的主机厂、工业领域一些全球知名的系统厂商,他们都开始在寻找中国本土的一些方案来满足中国市场乃至全球市场的客制化需求,这方面更多的可能是对成本和性能的平衡,以及对开发周期的平衡。

我们知道中国的整个产品的开发节奏,在全球来看都处于非常快的状态。通过我们这样的平台,能够给到下游的客户快速切入传感器行业的机会。


在数字隔离器上,我们采用的策略就有些不同。数字隔离器这一领域过去主要被美国的几家公司垄断。纳芯微自2017年推出数字隔离器产品以来,得到了下游一些国产系统厂商的热烈反响。

当初我们定义这个产品的时候,并没有想到它能够非常快速去进行一些客户端的导入,因为隔离器它本身是一个安规器件,对于客户整个的系统来说,它还是比较关键的一个零部件。但是在也是在2018年中美贸易摩擦的大环境下,整个国际的芯片供应、国际大公司并购后,我们深切地感受到了给中国的一些芯片设计公司带来了非常多的新机会。对于系统厂商来说,他们有了更多选择,多了一个中国供应商,对于整个供应链的安全和和供应的多元化有非常好的帮助。

如您对纳芯微感兴趣

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问答环节

1.国产芯片与国际品牌的硬件和软件的兼容性趋势

我觉得这里面不同的国产芯片提供商情况千差万别,大家的目标和出发点都有不同的考虑,国产芯片跟国际品牌应该说有些是基于兼容的考虑,也有基于创新的考虑。以我们专注的传感器领域来看,它的典型特点是小系统,在小系统里面,我们主要提供小系统中的主芯片,主芯片可以有一些创新和不一样的可能性,因为客户一旦选择了平台,相对应地在设计上也需要做一些调整。芯片设计是一个关键时期,和后期的方案设计强关联,客户的选择一般比较慎重。

隔离器接口芯片则更注重兼容性,因为隔离器芯片主要应用于一些有安规要求的系统上,比如通讯设备、新能源汽车应用、光伏逆变器等。由于系统的复杂性,隔离器主要起到接口隔离功能,所以客户也不会针对单一器件来去做更多变更,所以在这个方面我们更多的是以兼容为出发点。在隔离器市场上,我们也看到了一些新的需求,比如5G。5G基站具有覆盖范围小、通讯频段高的特点,对应到我们芯片和系统厂商来说,则意味着单板的数量会变多,大家会考虑怎么去降低单板的成本,降低单板功耗。

2.国产芯片的供货能力如何?

我觉得对于整个国内的芯片设计公司来说,应该说跟国际的一些芯片提供商基本上没有特别大的差异。

从我们所涉及的领域来看,没有太多芯片供应上的限制。纳芯微主要针对的是工业和汽车这两个高可靠性要求的市场,所以我们对供应链的选择比较多元化,由于我们在市场上切入的时间比较早,也做出了一个比较不错的成绩,整个供应链对我们也比较认可,包括我们很多车规产品都是对标国际,跟国际一线的芯片公司产品采用相同的生产线、管控手段,所以我们具有不错的供应保障能力。同时我们公司内部也在不断在建立和完善供应链和质量管控团队,从研发设计到生产制造和以及产品交付上的保障,我们都有非常专业的团队和工具来支撑。

· 2019-07-10 09:01  本新闻来源自:芯世相,版权归原创方所有

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