國產(chǎn)空調(diào)嚴重“芯痛”，士蘭微如何拯救？

隨著中國綜合國力和經(jīng)濟地位的不斷提升，越來越多的中國企業(yè)開始在世界的舞臺嶄露頭角。根據(jù)2018官方資料顯示，目前中國企業(yè)的市場份額在移動通信基礎設施(基站)和家用空調(diào)等10個品類中居于全球首位。

尤為突出的是，從事空調(diào)、冰箱和洗衣機三大白色家電行業(yè)的國內(nèi)企業(yè)全部上榜，其中洗衣機和冰箱全球第一由中國海爾集團包攬，而空調(diào)則由格力電器以20.6%的市占率位居全球首位，美的和海爾緊跟其后。

在如此耀眼的成績下，國產(chǎn)芯片在核心元器件方面的短缺仍是我們無法回避的問題。作為空調(diào)行業(yè)的龍頭企業(yè)，格力電器董事長董明珠女士更放出豪言，哪怕投資500億元，也要把芯片研究成功，由此可見缺芯問題的嚴重性。

歷經(jīng)6年，從無到有

眾所周知，變頻空調(diào)是空調(diào)產(chǎn)品中最具核心技術的產(chǎn)品，主控MCU又是變頻空調(diào)的心臟部件。多年來，這一核心芯片及其配套的算法控制軟件的市場一直被日本以及歐美廠商所壟斷。

為打破國外壟斷的局面，本土IDM企業(yè)士蘭微自成立之初就堅持發(fā)展MCU產(chǎn)品，從最早的4位機發(fā)展到當前的主流32位電控產(chǎn)品，近20年如一日的持續(xù)投入，使得士蘭微成為全球市場份額最大的紅外遙控器芯片供應商。

早在2009年，在HVIC、IGBT等芯片到位后，士蘭微便開始了功率模塊的征程。2011-2013年，士蘭微承擔了國家02專項高速低功耗600V以上多芯片高壓模塊的項目，開發(fā)了多款高壓功率模塊以及多款HVIC和IGBT、FRD產(chǎn)品，并建立了相應的實驗室，培養(yǎng)了一批電機驅(qū)動的工程技術人員;2013年，士蘭微參與電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金項目，與國內(nèi)知名變頻空調(diào)廠家一起，開發(fā)用于變頻空調(diào)驅(qū)動的國產(chǎn)智能功率模塊。

在良好合作的基礎上，2014年11月，士蘭微與空調(diào)廠家簽署了技術合作合同，雙方合作進入快車道。2015年，基于FPGA平臺士蘭微完成了壓縮機驅(qū)動及PFC核心算法整機調(diào)試，并產(chǎn)出了MPW芯片。2017年，單電阻高頻PFC方案認證通過，同年，全自主高性能變頻控制MCU——SC32F58128芯片成功量產(chǎn)。截至目前，基于士蘭微自研的芯片、算法以及系統(tǒng)完成了幾千臺空調(diào)的上量試產(chǎn)，性能優(yōu)異、質(zhì)量穩(wěn)定。

在變頻空調(diào)核心技術方面，士蘭微實現(xiàn)了從無到有的過程，以杰出的研發(fā)成果獲得海信等多家國內(nèi)品牌廠商的認可。

士蘭微空調(diào)變頻控制系統(tǒng)方案演示板

成功的背后，荊棘密布

在成功的背后，士蘭微選擇了一條“荊棘密布”的艱難道路來走。因為芯片產(chǎn)品市場是一個完全充分的全球競爭市場，士蘭微面對的都是全球老牌技術企業(yè)，無論技術積累、行業(yè)影響力、生產(chǎn)能力等多方面都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

與許多高端技術一樣，變頻空調(diào)的核心變頻算法及其實現(xiàn)方法主要源自于日本，其核心技術長期被日本專家所把持。雖說我國已是全球最大的變頻空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)，但真正掌握變頻核心技術的廠商除格力、美的外，大部分廠商仍依賴日本技術。

如何從“中國制造”變成“中國創(chuàng)造”是各大企業(yè)需要解決的首要問題，士蘭微也在為此努力，以助力國內(nèi)空調(diào)廠商實現(xiàn)核心技術突破為目標。

從事MCU芯片研發(fā)多年的業(yè)內(nèi)人士向記者透露，除了變頻技術難，芯片實現(xiàn)技術同樣不容易，而且投入也更大。MCU芯片規(guī)模雖然不大，但因為應用領域的特殊性，對產(chǎn)品可靠性、一致性有非常高的要求。同時針對各種特殊應用又有各種不同的特殊設計要求，譬如：實時控制及保護要求;高精度ADC等模擬模塊要求;惡劣環(huán)境的芯片可靠性設計;外圍電路極簡設計需求;芯片安全性設計;芯片低功耗設計;其他特殊外設設計等。這些細節(jié)都需要多年產(chǎn)品設計經(jīng)驗積累，流片所需的資金成本以及時間成本就更不用說了。

士蘭微曾表示，為了確保芯片產(chǎn)品能夠滿足最終的系統(tǒng)產(chǎn)品要求，他們以系統(tǒng)設計為導向，在自己的FPGA驗證平臺直接開發(fā)完整系統(tǒng)，無死角地確保芯片規(guī)格100%符合最終系統(tǒng)方案要求。

據(jù)了解，在變頻算法方面，士蘭微有強大的博士后團隊，以及海外研發(fā)團隊的支持。但在空調(diào)應用領域畢竟還是新人，所以前人走過的很多坎，士蘭微難免也會碰到。為了克服這些問題，士蘭微智控處理器產(chǎn)品線團隊的工作人員沒日沒夜的堅守在實驗室里，在-15℃或是55℃的實驗環(huán)境中，經(jīng)過數(shù)年的充分打磨才成就其產(chǎn)品的成功量產(chǎn)!

顯然，士蘭微的電控MCU能夠領先國內(nèi)同行，在空調(diào)主控系統(tǒng)中獲得先發(fā)優(yōu)勢，既是公司對長遠戰(zhàn)略的提前布局，又是多年技術積淀的優(yōu)秀成果。

士蘭微電控MCU產(chǎn)品覆蓋應用范圍

引領變頻控制行業(yè)前行

如今來看，士蘭微以高瞻遠矚的視野，在6年前開始積累變頻技術的核心算法技術及芯片設計技術，并以堅持不懈持續(xù)投入的精神，建立起了核心競爭力。

作為變頻空調(diào)核心變頻控制MCU芯片，士蘭SC32F58128芯片是首款真正取得量產(chǎn)的國產(chǎn)MCU芯片產(chǎn)品，對比國內(nèi)其他競爭對手至少領先2-3年時間。士蘭微選擇了最難啃的一塊骨頭“變頻空調(diào)變頻電控系統(tǒng)”作為目標，不僅一舉追平了國內(nèi)與國際競爭對手的差距，而且在芯片設計以及系統(tǒng)設計方案上取得了很多全新的研發(fā)成果，申請了多項發(fā)明專利。

士蘭微空調(diào)變頻電控系統(tǒng)

“譬如，我們設計了首創(chuàng)的單核編譯多核運行技術，在不改變用戶開發(fā)編譯習慣的基礎上實現(xiàn)多核功能，讓芯片性能整體提升70%。我們還自主設計了納秒級硬件自主保護機制，能夠最大限度的抗擊電網(wǎng)應力帶來的停機以及器件損壞故障。類似這樣國際領先的芯片以及系統(tǒng)創(chuàng)新技術多達10幾項，均被應用于我們設計的‘變頻空調(diào)變頻電控系統(tǒng)’中。”士蘭微智控處理器產(chǎn)品線負責人向記者介紹道，只有把握相對高端的變頻控制系統(tǒng)，才能讓士蘭微在更為廣闊的變頻控制系統(tǒng)產(chǎn)品方向上取得更豐碩的成果。

據(jù)了解，士蘭微的電控類MCU產(chǎn)品在工業(yè)變頻器、工業(yè)UPS、光伏逆變、紡織機械類伺服產(chǎn)品、各類變頻風扇類應用以及電動自行車等眾多領域都得到了廣泛的應用。

六年時間，讓士蘭微在空調(diào)變頻技術上趕上了日美企業(yè)。只有持續(xù)不斷投入核心技術研發(fā)，實現(xiàn)關鍵領域的突破，才有機會讓我們徹底擺脫“缺芯”之痛、“斷供”之苦。