三大白電芯片的國產替代現(xiàn)狀

文/產業(yè)在線 歐陽懷

動蕩的國際經濟形勢，讓我們深刻認識到中國在芯片領域存在的巨大弊端，發(fā)展國產芯片行業(yè)已經刻不容緩。

芯片“卡脖子”是一把雙刃劍

由于國內的半導體產業(yè)起步較晚，目前無論在芯片設計還是制造環(huán)節(jié)，技術、人才、專利、資金投入與國際上存在較大差距，IC設計主要表現(xiàn)在系統(tǒng)產品創(chuàng)意不足，設計與產品實際應用落差較大等，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)的技術受到西方等國家的封鎖，而國內技術還相對比較薄弱。面對該局勢，如今國內政策大力向半導體產業(yè)傾斜，半導體企業(yè)更應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)的生產效率和產業(yè)鏈優(yōu)勢，中國已成為全球最大的白色家電生產基地，其中空調占全球80%的產能，冰箱和洗衣機也超過了50%。但三大白色家電所需的核心芯片自給率嚴重不足，尤其是在高端芯片領域，90%以上使用的是進口產品。面對“慚愧”的現(xiàn)實，國內企業(yè)一直在追趕，近幾年效果正逐步顯現(xiàn)。

家電芯片國產企業(yè)發(fā)力前進

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。以空調為例，IPM模塊是整個室外機變頻電控里面的核心芯片，應用涵蓋變頻風機和變頻壓縮機驅動，實現(xiàn)空調全直流變頻。MCU是白色家電產品的大腦，應用涵蓋主控、變頻、顯示、觸控等方面控制。據(jù)產業(yè)在線統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017至2019年三年時間里，國產功率模塊在三大白電中的比例由3.4%提升至5.4%，國產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，但芯片國產替代前期進程都比較緩慢，待后期進入放量階段將迎來較大比例的提升。

在家電MCU芯片領域，首先由于國內芯片發(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，國內幾乎占不到可觀的比例，關鍵技術和系統(tǒng)芯片的整合能力也較低。其次，家電MCU除了華大半導體和士蘭微屬于IDM模式之外，幾乎都是芯片設計企業(yè)，而芯片制造均采用代工模式，在貿易戰(zhàn)以及全球復雜的政治環(huán)境下，該模式也是限制國產替代進程的一個因素。據(jù)產業(yè)在線統(tǒng)計，2019年三大白電MCU芯片需求量超過4.5億片，整機企業(yè)幾乎都需要外購MCU來實現(xiàn)生產運營，其中90%以上是外資企業(yè)產品。但是，2019年的國際形勢動蕩，也給國內的芯片企業(yè)創(chuàng)造了前所未有的機會，以中穎電子為首的半導體企業(yè)在加緊推進中，在可靠性、高性能等方面具備強烈優(yōu)勢的華大半導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。

相對于MCU芯片，功率模塊在國產應用比例上雖稍顯遜色，但是值得一提的是，整機企業(yè)如格力、美的在空調智能功率模塊上均有布局且實現(xiàn)自供，產業(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年國內家電IPM年產能可達2800萬片，但受限于晶圓的供應、自主知識產權技術，產能利用率相對較低。

任重道遠依然不忘初心

無論是IPM模塊還是MCU芯片，國產替代的壁壘非常高，對質量和可靠性的要求是非常苛刻的，尤其是在大家電領域，對產品的穩(wěn)定性要求很嚴格。其次，短期時間內，整機企業(yè)對芯片新品牌的信賴度較低，即使采取了相關方案，產品的試用周期也需要2年左右的時間。但與前兩者不同的是，作為搭載芯片的控制器，技術壁壘較低，家電控制器實現(xiàn)國產化門檻不高，近幾年三大白電控制器國產比例一直在95%左右，其中空調除遙控器控制器外，室內和室外控制器幾乎均由整機企業(yè)自供，在冰箱和洗衣機上，自供比例也非常高。

科創(chuàng)板的設立以及政策對半導體領域支持度的不斷提高，都表明國家發(fā)展半導體產業(yè)鏈的強大決心，國產芯片行業(yè)發(fā)展勢在必行。家電芯片行業(yè)的發(fā)展也迎來了絕佳的發(fā)展機遇，對于企業(yè)，需要定位清晰，瞄準方向，家電半導體行業(yè)發(fā)展需要大家的共同努力。

總而言之，在節(jié)能、智能、國產替代等強邏輯推動之下，中國半導體長期發(fā)展趨勢不減。國內目前核心芯片的自給率依然很低，產業(yè)必須得到更多的資金投入，同時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替代終將迎來曙光。