第454期|数明半导体,国产车规驱动芯片的破局之路

B站影视 韩国电影 2025-05-28 02:00 3

摘要:欢迎大家关注芯片揭秘,我是主播幻实。今天我邀请到了一家聚焦于研发高性能、高可靠性的模拟芯片和系统整体解决方案的供应商——上海数明半导体有限公司(以下简称:数明半导体),现在坐在我旁边的就是数明半导体的应用总监朱志杰。

00:30 高压之下,国产驱动芯片如何突破新能源汽车的CMTI挑战?

04:29 “零缺陷”目标下:数明半导体车规级芯片的独门法宝

11:06 智能化与AI双驱动:车规芯片的机遇与挑战

高压之下,国产驱动芯片

如何突破新能源汽车的CMTI挑战?

幻实(主播):

欢迎大家关注芯片揭秘,我是主播幻实。今天我邀请到了一家聚焦于研发高性能、高可靠性的模拟芯片和系统整体解决方案的供应商——上海数明半导体有限公司(以下简称:数明半导体),现在坐在我旁边的就是数明半导体的应用总监朱志杰。

数明半导体应用总监 朱志杰 做客芯片揭秘

朱志杰(嘉宾):

大家好,我是来自数明半导体的朱志杰。

幻实(主播):

今天跟您对话之前,我也做了一点小功课,我了解到数明半导体在这个行业内也有很长的时间了,而且历久弥新。随着800伏高压平台在新能源汽车领域的普及,碳化硅(SiC)器件的应用加速,我想问一下您,这种趋势给模拟芯片的驱动与控制技术提出了哪些挑战?请您从技术专家的角度给我们解释一下。

朱志杰(嘉宾):

随着新能源汽车行业的蓬勃发展,目前我们看到很多的厂家都在布局800伏高压平台,甚至有的厂商推出了1 000伏的高压平台。像比亚迪在今年3月份发布的1000伏平台,实现了充电5分钟续航500公里的卓越成绩,真正达到了“油电同速”的效果。随着碳化硅器件在新能源汽车中的应用日益广泛,对驱动技术也带来了一些挑战。一方面,碳化硅器件的开关速度非常快,且在高压环境下,开关过程中的dv/dt(电压变化率)很高,这就产生了大量干扰。对于驱动芯片来说,如何提升抗干扰能力就成为一个很大的挑战,所以在许多高压应用场景中,CMTI指标要求达到150千伏每微秒以上,来配合碳化硅器件高速的开关情况。另一方面,随着功率的不断增大,为了驱动碳化硅器件并确保其快速开通与关断,降低开关损耗,对于我们驱动芯片来说,必须要具备强大的驱动能力。

CMTI:(Common-Mode Transient Immunity)共模瞬态抗扰度,是衡量电子器件(尤其是隔离器件)抵御共模瞬态干扰能力的关键指标,具体指器件在输入/输出端之间承受快速变化的共模电压(即两根信号线上相对于地的同相位瞬态电压)时,仍能保持正常工作的能力。

带米勒钳位功能的30V, 10A双通道隔离驱动器SiLM8260A

(图源:数明半导体)

幻实(主播):

面对这种需求,你们技术突破的压力大吗?

朱志杰(嘉宾):

实际上,要实现强大的抗干扰能力, 将CMTI指标提升至150千伏每微秒甚至200千伏每微秒,确实存在一定挑战。此外,随着电压提升至700-800伏,设备的体积也会做的越来越小,也出现了6合1、8合1、10合1等集成度更高的产品。但是随着体积越来越小、功率密度越来越高,散热问题随之凸显。特别是驱动芯片在与碳化硅模块配合使用时,在全温度范围内保证这些性能的实现,这也是一个挑战。另一方面,如果说体积越来越小,那客户甚至要求产品外围器件数量更少并集成更多的功能,这也给我们的技术研发带来了不小的挑战。

幻实(主播):

刚才我们探讨了新能源汽车领域的应用场景,我也想问一下,在2025年这个当口,您感觉传统消费电子领域的市场是呈现复苏态势,还是依旧较为平淡呢?

朱志杰(嘉宾):

我们公司相对来说在消费电子领域的业务占比相对较小。不过,从工业及白色家电等相关领域来看,2025年在国家政策支持与补贴的推动下,短期内市场确实出现了回暖迹象。但从长期发展的角度分析,消费类电子产品的应用方向还是比较乏力的。虽然之前我们看到智能手机爆发式增长以及AI兴起,但实际上在消费电子领域目前突破的创新点不是很多,加之关税等因素的影响,未来市场发展仍面临诸多不确定性,整体形势较为严峻。

“零缺陷”目标下:

数明半导体车规级芯片的独门法宝

幻实(主播):

您提到了关税问题,当下地缘政治因素对供应链产生了较大冲击,市场环境复杂多变。但与此同时,国产厂商也迎来了被高度关注的发展机遇,贸易战和关税战更是加剧了这一趋势。在车规、工控等市场的国产替代进程中,数明半导体采取了怎样的策略或差异化打法,以把握这一利好的市场机会呢?

朱志杰(嘉宾):

地缘政治对行业的影响其实在五六年前就已初现端倪,而近期这波冲击的影响更为显著。对于模拟芯片来说,国产替代也是一个机会,实际上,业内众多企业在四五年前就已开始布局。而数明半导体主要聚焦于工业和汽车领域,在推进国产替代的过程中,我认为首先产品一定要可靠。

汽车应用解决方案(图源:数明半导体)

幻实(主播):

所以你们不想做低端市场的,就是要做高端的?

朱志杰(嘉宾):

其实我们还是想要做中高端市场的,因为只有这样,企业才能实现长远发展。但是不同的企业发展阶段不一样,所以对于我们来说,目前在汽车领域,我们重点是服务并抓住国内的头部客户,包括汽车整车厂商和汽车零配件供应商。通过与这些头部客户紧密配合,推进产品的替代进程。实际上对车规产品来说,验证周期还是比较长的,要经过前期单板测试、整机、上车,所以与头部客户的深度合作至关重要。在工业领域,相对来说替换周期不是那么的长,再加上地缘政治因素的影响,许多客户也有意愿采用国产产品进行替代。数明半导体凭借专业的产品组合为客户提供支持,我们的产品相对来说集中于门极驱动器、马达驱动、电源以及信号与接口等领域,旨在为客户提供系统的解决方案。

幻实(主播):

所以说你们在这个应用领域里面,做相对来说“一揽子的工程”,对客户来说也是一个很好的一个优势,而不是简单的替代一颗Die。我听您刚刚强调,其实汽车是你们很重要的一个市场,那也想请朱总跟我们聊聊,你们怎么保证汽车芯片产品的质量、良率、可靠性能够达到可交付上车的标准的?我们都知道其实这是一个工程化的问题,但工程化在出货量非常大的时候,难免也会出现一些质量不合格的Die,您怎么保证下游客户敢去用你们的芯片?这方面你们有没有什么独门的法宝?

朱志杰(嘉宾):

实际上汽车行业对芯片的要求极为严苛。首先,芯片必须满足AEC-Q100认证标准,这是进入汽车市场的基本门槛,或者说对于器件来说是一条“生死线”。此外,在芯片的全生命周期中,从设计、生产、测试,到后续的验证与交付,每一个环节都至关重要。在设计阶段,针对车规芯片,我们要充分考虑全温度范围以及各种极限工况(corner)下的性能指标,确保芯片能够稳定运行。另外在设计的时候也要考虑各种失效模式,如何来检测它;或者失效之后,如何避免故障对其他电路性能产生影响。在制造生产环节,我们优先选用成熟的工艺,对于新工艺,在尚未充分掌握其可靠性之前,尽量减少在汽车芯片生产中的应用。在测试环节,除了完成AEC-Q100等必要认证测试外,我们还进行低温、常温、高温的三温测试,并采用CP(芯片探针测试)技术,有效筛选出制造过程中存在缺陷的芯片。在产品交付客户后,我们也会积极配合客户进行验证工作。此外,我们专门组建了质量团队,质量是车规芯片的生命线,汽车产品中任何细微的瑕疵都可能引发严重后果。质量团队从设计阶段就开始介入,对可能出现的问题进行记录、归档和迭代升级,不断优化产品质量。所以实际上生产车规芯片是对一个企业综合能力的考验或提升。

幻实(主播):

你们的芯片通过了车规级的哪个温度等级认证?比如AEC-Q100标准中的Grade 0、1、2还是3?

芯片揭秘 主播幻实(右) 对话

数明半导体应用总监 朱志杰 (左)

朱志杰(嘉宾):

目前,我们的芯片目前符合车规级 Grade 1 标准,这意味着芯片在 -40℃至125℃的极端温度范围内持续稳定工作、不会失效。

幻实(主播):

您担不担心进了汽车市场之后索赔的压力太大?

朱志杰(嘉宾):

我觉得其实不用过于担心。因为一方面,我们的驱动芯片在工规市场已有大量出货,所以有大量的数据来证明我们的芯片是可靠的。另一方面,从测试、生产到后续的质量服务,我们建立了一套完善的体系,能够全方位保障产品质量,从而不会出现太大的问题。当然,在芯片应用过程中出现一些零星的失效情况难以完全避免,毕竟追求汽车行业的零缺陷(0 ppm)是一项极具挑战的任务,但我们始终朝着这一目标不断努力。

智能化与AI双驱动:

车规芯片的机遇与挑战

幻实(主播):

我们有一个环节叫“国货我们推”,目的是聚焦国产芯片创新,共筑国潮芯生态,推动技术突破与产业协同发展。朱总,你们有哪款产品想在芯片揭秘上宣传?请您简洁的讲出这款产品的竞争力和卖点。

朱志杰(嘉宾):

好的。在汽车领域,我们此前推出了多款驱动芯片,广泛应用于空调、PTC(正温度系数热敏电阻)、逆变器里面。最近,我们也在布局智能座舱领域,推出了一款名为SiLM94112的产品。它是一款带保护功能的12通道半桥驱动器,集成了MOS管在内,每个通道能够提供1安培的电流,广泛应用于汽车驱动电机控制,比如加热、排风、空调翼板直流电机的驱动应用。另外这个产品可以直接通过SPI(串行外设接口)来控制每一个通道。

SiLM94112产品(图源:数明半导体)

幻实(主播):

产品也更加小型化了?

朱志杰(嘉宾):

是的,更小型化了,也减少了对外围器件的依赖,一个MCU接口就把所有的配置都实现了。另外它还集成了完善的检测保护功能,能够检测出电源短路或负载开路等异常情况。

幻实(主播):

你们这款芯片是自研的新产品,还是说是替代某一款国外的芯片?

朱志杰(嘉宾):

我们这款产品对标英飞凌的同类产品,实现了PIN to PIN的设计。在此基础上,根据客户反馈,我们在某些性能上面,比如说功耗、PWM调节等性能方面进行了优化,也具有更高的性价比。

PIN TO PIN:(引脚对引脚兼容,也写作 Pin2Pin 或 Pin-to-Pin),是描述电子器件(如芯片、模块)之间兼容性的核心术语,指新器件与目标器件的引脚定义、物理排列、电气功能完全一致,无需修改电路板布局或电路设计即可直接替换。

PWM:(脉冲宽度调制,Pulse Width Modulation)是一种通过调节脉冲信号的占空比(即高电平持续时间与周期的比值)来实现对输出电压、电流或功率控制的技术。它属于 时间比例调制的一种,通过高频开关信号的“通断”组合,将数字信号转换为模拟量的等效控制,广泛应用于电源转换、电机驱动、LED 调光等领域。

幻实(主播):

最后一个问题,想请朱总展望一下2025年和2026年的市场趋势,哪些领域可能会出现新的发展机遇呢?

朱志杰(嘉宾):

展望2025年和2026年,随着新能源汽车从电动化向智能化迈进,汽车智能化领域蕴含着大量机会。例如,智能化带来的座椅加热调节功能以及车辆各部件的自动化、电动化升级,都为模拟芯片创造了广阔的市场空间。同时,AI的爆发也将催生众多领域新应用。从AI服务器到智能终端,随着AI技术的逐步落地,相关产品也会有更多的市场机会。

幻实(主播):

所以汽车智能化和AI的应用是你们现在比较关注的领域,我也非常期待,因为一旦有了新的技术革新,产品的功能、体验感就完全不一样了。现在各种智联的产品都要靠芯片工程师夜以继日的去开发、去创新,这也是很有意思的一个方向。

朱志杰(嘉宾):

智能世界带来很多以前我们根本想象不到的机会。比如,十几年前我们可能想象不到,现在带一部手机就能出门了,其他啥都不用带就可以满足我们的需求。相信随着技术的不断革新,将会带来前所未有的产品体验和市场机遇。

幻实(主播):

非常感谢朱总做客芯片揭秘,也祝您和数明半导体发展得越来越好,为国产芯片行业的发展贡献更多力量。

作为现代电子系统的“感知神经”与“控制枢纽”,模拟芯片在全球新一轮产业升级中扮演着核心角色。当前,该领域竞争呈现“两极重构”态势:一方面,国际巨头仍以深厚技术积淀主导高端市场,尤其在车规级、工业级芯片领域形成技术壁垒;另一方面,在地缘政治催化和国产替代浪潮下,国内企业凭借快速迭代能力与本地化服务优势,正从消费电子、工业控制等中端场景向上突破,并加速向新能源汽车、AI服务器等高价值领域渗透。

中商产业研究院发布的《2025-2030年中国模拟芯片行业市场调研及发展趋势预测报告》显示,2023年中国模拟芯片市场规模约为3026亿元,同比增长9.05%;2024年约为3250亿元,其预测2025年中国模拟芯片市场规模将增长至3431亿元。所以尽管国际竞争激烈,但政策支持、生态合作与技术攻坚正推动国产芯片在车规级等高端领域实现规模化替代。

来源:芯片揭秘

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