三大白電芯片的國產(chǎn)替代現(xiàn)狀

文/產(chǎn)業(yè)在線 歐陽懷

動(dòng)蕩的國際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，讓我們深刻認(rèn)識(shí)到中國在芯片領(lǐng)域存在的巨大弊端，發(fā)展國產(chǎn)芯片行業(yè)已經(jīng)刻不容緩。

芯片“卡脖子”是一把雙刃劍

由于國內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步較晚，目前無論在芯片設(shè)計(jì)還是制造環(huán)節(jié)，技術(shù)、人才、專利、資金投入與國際上存在較大差距，IC設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)在系統(tǒng)產(chǎn)品創(chuàng)意不足，設(shè)計(jì)與產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用落差較大等，IC制造環(huán)節(jié)包括光刻、薄膜、刻蝕、清洗等十幾道工藝，其中眾多環(huán)節(jié)的技術(shù)受到西方等國家的封鎖，而國內(nèi)技術(shù)還相對(duì)比較薄弱。面對(duì)該局勢(shì)，如今國內(nèi)政策大力向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)傾斜，半導(dǎo)體企業(yè)更應(yīng)該具備破釜沉舟的勇氣和“十年磨一劍”的工匠精神。

借助制造業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，中國已成為全球最大的白色家電生產(chǎn)基地，其中空調(diào)占全球80%的產(chǎn)能，冰箱和洗衣機(jī)也超過了50%。但三大白色家電所需的核心芯片自給率嚴(yán)重不足，尤其是在高端芯片領(lǐng)域，90%以上使用的是進(jìn)口產(chǎn)品。面對(duì)“慚愧”的現(xiàn)實(shí)，國內(nèi)企業(yè)一直在追趕，近幾年效果正逐步顯現(xiàn)。

家電芯片國產(chǎn)企業(yè)發(fā)力前進(jìn)

三大白電芯片主要分為兩大類：一類是功率模塊（IPM模塊、分立器件），一類是MCU芯片。以空調(diào)為例，IPM模塊是整個(gè)室外機(jī)變頻電控里面的核心芯片，應(yīng)用涵蓋變頻風(fēng)機(jī)和變頻壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)全直流變頻。MCU是白色家電產(chǎn)品的大腦，應(yīng)用涵蓋主控、變頻、顯示、觸控等方面控制。據(jù)產(chǎn)業(yè)在線統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017至2019年三年時(shí)間里，國產(chǎn)功率模塊在三大白電中的比例由3.4%提升至5.4%，國產(chǎn)MCU芯片在三大白電中的比例由8.8%提升至9.4%，雖然目前占比仍然較小，但芯片國產(chǎn)替代前期進(jìn)程都比較緩慢，待后期進(jìn)入放量階段將迎來較大比例的提升。

在家電MCU芯片領(lǐng)域，首先由于國內(nèi)芯片發(fā)展起步較晚，目前走在世界前列的主要是瑞薩電子以及賽普拉斯等外資企業(yè)，尤其是用于變頻控制的32位高端芯片，國內(nèi)幾乎占不到可觀的比例，關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)芯片的整合能力也較低。其次，家電MCU除了華大半導(dǎo)體和士蘭微屬于IDM模式之外，幾乎都是芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，而芯片制造均采用代工模式，在貿(mào)易戰(zhàn)以及全球復(fù)雜的政治環(huán)境下，該模式也是限制國產(chǎn)替代進(jìn)程的一個(gè)因素。據(jù)產(chǎn)業(yè)在線統(tǒng)計(jì)，2019年三大白電MCU芯片需求量超過4.5億片，整機(jī)企業(yè)幾乎都需要外購MCU來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營，其中90%以上是外資企業(yè)產(chǎn)品。但是，2019年的國際形勢(shì)動(dòng)蕩，也給國內(nèi)的芯片企業(yè)創(chuàng)造了前所未有的機(jī)會(huì)，以中穎電子為首的半導(dǎo)體企業(yè)在加緊推進(jìn)中，在可靠性、高性能等方面具備強(qiáng)烈優(yōu)勢(shì)的華大半導(dǎo)體和士蘭微芯片在家電行業(yè)的發(fā)展較快，目前兩家均與家電行業(yè)有了良好的合作基礎(chǔ)。

相對(duì)于MCU芯片，功率模塊在國產(chǎn)應(yīng)用比例上雖稍顯遜色，但是值得一提的是，整機(jī)企業(yè)如格力、美的在空調(diào)智能功率模塊上均有布局且實(shí)現(xiàn)自供，產(chǎn)業(yè)在線數(shù)據(jù)顯示，2019年三大白電功率模塊需求量超過1.1億片，格力、美的兩者年IPM自供總量超過400萬片，目前比例還在穩(wěn)步提升。2019年國內(nèi)家電IPM年產(chǎn)能可達(dá)2800萬片，但受限于晶圓的供應(yīng)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)，產(chǎn)能利用率相對(duì)較低。

任重道遠(yuǎn)依然不忘初心

無論是IPM模塊還是MCU芯片，國產(chǎn)替代的壁壘非常高，對(duì)質(zhì)量和可靠性的要求是非?？量痰?，尤其是在大家電領(lǐng)域，對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性要求很嚴(yán)格。其次，短期時(shí)間內(nèi)，整機(jī)企業(yè)對(duì)芯片新品牌的信賴度較低，即使采取了相關(guān)方案，產(chǎn)品的試用周期也需要2年左右的時(shí)間。但與前兩者不同的是，作為搭載芯片的控制器，技術(shù)壁壘較低，家電控制器實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化門檻不高，近幾年三大白電控制器國產(chǎn)比例一直在95%左右，其中空調(diào)除遙控器控制器外，室內(nèi)和室外控制器幾乎均由整機(jī)企業(yè)自供，在冰箱和洗衣機(jī)上，自供比例也非常高。

科創(chuàng)板的設(shè)立以及政策對(duì)半導(dǎo)體領(lǐng)域支持度的不斷提高，都表明國家發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的強(qiáng)大決心，國產(chǎn)芯片行業(yè)發(fā)展勢(shì)在必行。家電芯片行業(yè)的發(fā)展也迎來了絕佳的發(fā)展機(jī)遇，對(duì)于企業(yè)，需要定位清晰，瞄準(zhǔn)方向，家電半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展需要大家的共同努力。

總而言之，在節(jié)能、智能、國產(chǎn)替代等強(qiáng)邏輯推動(dòng)之下，中國半導(dǎo)體長期發(fā)展趨勢(shì)不減。國內(nèi)目前核心芯片的自給率依然很低，產(chǎn)業(yè)必須得到更多的資金投入，同時(shí)也需要更多的政策來吸引更多高端的國際化人才，相信在各方的共同努力下國產(chǎn)替代終將迎來曙光。