突破可靠性瓶頸 家電芯片國產(chǎn)替代提速

伴隨著國外制裁力度的加大，引起了國內(nèi)家電巨頭們的深層擔憂，他們紛紛加碼涌入家電芯片市場，掀起了國產(chǎn)替代的風潮。

但國內(nèi)家電芯片廠商屬于后來者，缺乏足夠充分的市場數(shù)據(jù)證明產(chǎn)品的可靠性、一致性等，在大批量應(yīng)用時遭遇一定的阻力，限制了國產(chǎn)家電芯片的市場化進程。不過，這只是暫時的，部分國內(nèi)家電芯片廠商通過與下游廠商協(xié)同創(chuàng)新，已經(jīng)打破了規(guī)模化應(yīng)用瓶頸。可以預(yù)見的是，更多的國產(chǎn)家電芯片廠商將經(jīng)受住可靠性、一致性等考驗，甚至做出比進口芯片品質(zhì)更高的產(chǎn)品，在智能化、網(wǎng)聯(lián)化時代實現(xiàn)對進口芯片的全面替代。

家電芯片國產(chǎn)替代提速

我國是全球最大的家電制造基地，每年生產(chǎn)全球絕大部分彩電、冰箱、洗衣機、空調(diào)等家電產(chǎn)品，但核心的家電芯片卻一直依賴進口，國內(nèi)家電廠商也“不走尋常路”，很早就開始嘗試自主設(shè)計芯片。近年來，華為芯片禁令、中美貿(mào)易摩擦不斷以及美國限制出售芯片等措施，讓中國家電品牌廠商感受到前所未有的芯片斷供風險，他們都不約而同地加碼設(shè)立家電芯片研發(fā)部門或者成立家電芯片公司，加速推動自主芯片研發(fā)，如美的成立美仁半導(dǎo)體。甚至有家電廠商也在引進國內(nèi)其他公司設(shè)計的家電芯片，以實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

這些家電芯片企業(yè)憑借終端應(yīng)用優(yōu)勢，不斷突破技術(shù)瓶頸，在家電芯片領(lǐng)域獲得快速成長。美仁半導(dǎo)體在短短的四年間已研發(fā)出主控MCU、觸控MCU、變頻MCU、功率芯片、電源芯片等，其中主控MCU MR88F001單顆芯片已累計發(fā)貨超過1000萬顆，目前市場失效率躋身國際一流水平、遠遠優(yōu)于同類國產(chǎn)芯片。伴隨著家電企業(yè)及芯片設(shè)計企業(yè)涌入家電芯片市場，家電芯片國產(chǎn)化率也在不斷提高。中國家電研究院副院長曲宗峰表示，2016年，我國三大白電（冰箱、洗衣機、空調(diào)）芯片國產(chǎn)化率不到2%，尤其高端芯片幾乎全部依賴進口。但在近五六年來，家電芯片國產(chǎn)替代呼聲高漲，國產(chǎn)化率逐年上升，2021年家電MCU國產(chǎn)化率已經(jīng)達到17.4%，預(yù)計2022年有望達到22%。

與進口家電芯片仍有差距

近些年，經(jīng)過國內(nèi)廠商的不懈努力，家電芯片國產(chǎn)化率雖然有所提升，但是與國外廠商相比仍有較大的差距。根據(jù)產(chǎn)業(yè)在線數(shù)據(jù)，2021年，日本廠商在全球家電IPM市場占比超70%，日德廠商主導(dǎo)全球家電MCU市場。美仁芯片副總經(jīng)理封為時表示，國外芯片企業(yè)有著先發(fā)優(yōu)勢，包括技術(shù)、制造等，國內(nèi)芯片企業(yè)追趕需要一定的時間。而且，家電芯片極具價格敏感性，作為后來者的國內(nèi)家電芯片廠商難以打造性價比優(yōu)勢。中國家電研究院副院長曲宗峰表示，雖然國產(chǎn)家電芯片沒有明顯的技術(shù)短板，在功能的先進性上也可以達到國外芯片的水平，但實際應(yīng)用規(guī)模不夠大，使用時間不夠長，因此不具備明顯的性價比優(yōu)勢。此外，國產(chǎn)家電芯片缺少市場的數(shù)據(jù)來證明國產(chǎn)芯片可以做得比進口芯片更好。封為時表示，對國內(nèi)芯片企業(yè)來講，國產(chǎn)替代最大的瓶頸是作為后來者缺乏足夠充分的市場數(shù)據(jù)證明自己可以做得和進口芯片一樣，甚至更好，所以家電廠商對大批量的采用相對謹慎。封為時舉例道，美仁在2020年就推出了可以比肩進口品牌的主控MCU，但在前期推廣應(yīng)用中，由于缺乏足夠數(shù)量的市場應(yīng)用數(shù)據(jù)，客戶不敢大量采購使用美仁的芯片。美仁沒有放棄，積極配合客戶完成了各項嚴苛的可靠性測試、板級測試、整機測試、長運測試，以及長達一年的試產(chǎn)試銷，最終用優(yōu)于進口芯片的市場失效率贏得了客戶的信心和訂單。相應(yīng)地，國產(chǎn)家電芯片穩(wěn)定性、可靠性以及一致性缺乏足夠多實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的支撐。TCL空調(diào)研發(fā)中心總經(jīng)理熊軍就表示，國產(chǎn)家電芯片最大的瓶頸就是如何有足夠的數(shù)據(jù)去支撐它的質(zhì)量、穩(wěn)定性、一致性。對此曲宗峰也指出，可靠性、可信、可度量是家電芯片國產(chǎn)替代的瓶頸和關(guān)鍵，因為家電產(chǎn)品是耐用消費品、數(shù)量大，如果出現(xiàn)批次性的問題，企業(yè)的成本壓力會比較大；而且家電產(chǎn)品預(yù)期壽命長，空調(diào)、冰箱、洗衣機使用壽命基本都在10年以上，所以家電廠商非常注重家電芯片的可靠性。更進一步來看，國產(chǎn)家電芯片生態(tài)不夠健全，兼容性方面不如進口家電芯片。家電廠商如果變更家電芯片需要投入大量的研發(fā)資源，一旦國產(chǎn)家電芯片不能滿足家電廠商現(xiàn)有平臺的標準，不能兼容現(xiàn)有軟件平臺，可能就會增加成本，降低效率。

加快提升國產(chǎn)替代率

在國內(nèi)外環(huán)境不確定性加大的情形下，加速國產(chǎn)替代已成為國內(nèi)家電芯片廠商的新命題。首當其沖的是要提升可靠性，這是國產(chǎn)家電芯片高品質(zhì)的保證。有專家指出，要做到可靠性應(yīng)該從芯片設(shè)計、制造以及應(yīng)用等方面下手。在芯片設(shè)計時要做到穩(wěn)定、可靠，定義產(chǎn)品時要將防水、防潮、防塵、防靜電、防機械損傷、防應(yīng)力等考慮在內(nèi)。而后在芯片制造過程中也需要穩(wěn)定性、一致性，將抗靜電、抗干擾以及抗熱負荷、熱損傷等方面實現(xiàn)協(xié)同，才有可能在家電產(chǎn)品應(yīng)用中保證可靠性。封為時建議，國產(chǎn)家電芯片公司作為后來者，應(yīng)該充分利用后發(fā)的優(yōu)勢，樹立起立足高端爭做一流產(chǎn)品的企業(yè)目標。在芯片定義、設(shè)計、生產(chǎn)制造、測試等各個環(huán)節(jié)嚴加把控，通過提供性能更好、可靠性更高、供貨更加靈活的產(chǎn)品贏得客戶。在做好產(chǎn)品品質(zhì)的同時，國產(chǎn)家電芯片公司還應(yīng)該努力提高技術(shù)支持的水平、能力以及響應(yīng)時間，全面提升客戶的滿意度。對于國產(chǎn)芯片的引進，家電廠商建立家電芯片可靠性的防火墻亦至關(guān)重要。熊軍指出，作為家電廠商，如果要引進國產(chǎn)芯片，不僅需要建立完善的可靠性測試、驗證平臺，還需要對原有的硬件平臺進行新的設(shè)計。同時，為了確保應(yīng)用國產(chǎn)芯片家電產(chǎn)品在市場上能夠穩(wěn)定推進，家電廠商會設(shè)置一些階梯上量的策略，分批次、階梯投放市場。此外，家電廠商在使用國產(chǎn)家電芯片過程中需要把握好節(jié)奏，確保國產(chǎn)家電芯片穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)上再上市，并且在上市過程中要及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。曲宗峰對“兩路并進”進行了總結(jié)，一方面，國內(nèi)家電芯片公司要堅持長期投入，加大研發(fā)投入，彌補制造短板，保證產(chǎn)品功能全面領(lǐng)先性，性能穩(wěn)定性且產(chǎn)品一致性，使國產(chǎn)家電芯片具有可靠性、可信、可度量；另一方面，加速家電芯片國產(chǎn)替代不僅需要國家政策的引導(dǎo)，還需要行業(yè)上下游的協(xié)同創(chuàng)新，讓更多的下游廠商更大規(guī)模地使用國產(chǎn)家電芯片，使我國家電芯片能夠在市場占比上實現(xiàn)更大突破。如果這兩方面都能做好，甚至品質(zhì)優(yōu)于進口家電芯片，國產(chǎn)家電芯片有望在全球家電市場全面普及。還要看到的是，隨著家電產(chǎn)品智能化發(fā)展，對家電芯片提出了更高的要求。熊軍指出，現(xiàn)在智能家電產(chǎn)品的需求越來越多元化，不僅需要高效化、小型化、集成化，還需要功能更加全面。這就要求家電芯片設(shè)計時能夠集成更多的功能，例如，目前很多家電芯片設(shè)計時就把一些外圍的電路集成到芯片中，有助于提升產(chǎn)品的可靠性。同時，現(xiàn)在智能化、IoT、聯(lián)網(wǎng)以及用戶數(shù)據(jù)學習都需要家電芯片更高的運算能力，并支持在線升級以及數(shù)據(jù)收集、學習以及智能決策。從全局來看，國產(chǎn)家電芯片替代進口芯片更重要的還在于確保好成本競爭力、供應(yīng)保障以及交期。顯然，如果國產(chǎn)家電芯片能夠解決進口家電芯片這些痛點，則有助于進一步加速國產(chǎn)替代進程。