節(jié)能降耗政策下，家電控制器的半導(dǎo)體器件國產(chǎn)替代現(xiàn)狀如何?

編者按：

隨著家用電器的更新升級與回收利用兩大核心任務(wù)的執(zhí)行，高效節(jié)能家電正蓬勃發(fā)展。站在高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵時期，嗶哥嗶特聯(lián)合多位行業(yè)專家，特別策劃【家電行業(yè)深入“智能變頻”三大趨勢】共三篇文章，圍繞目前節(jié)能降耗的大趨勢下，變頻技術(shù)的發(fā)展難點(diǎn)、痛點(diǎn)，以期給2023年家電行業(yè)一些啟示或借鑒意義。此為系列文章第三篇《智能家電變頻技術(shù)國替新方案》。

根據(jù)2月24日國家發(fā)改委等9部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于統(tǒng)籌節(jié)能降碳和回收利用 加快重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)備更新改造的指導(dǎo)意見》，到2025年，力求在空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、電視機(jī)、熱水器、吸煙機(jī)、燃?xì)庠畹戎饕译娭心苄н_(dá)到節(jié)能水平(能效2級)及以上的占比較2021年提高10個百分點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)年節(jié)能能源約1500萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年減排二氧化碳約2900萬噸。

隨著家用電器的更新升級與回收利用兩大核心任務(wù)的執(zhí)行，未來高效節(jié)能家電產(chǎn)品設(shè)備市場占有率將進(jìn)一步提高，家電智能化和變頻化的滲透率大大提升。本期《智能控制器》欄目圍繞目前節(jié)能降耗政策對家電控制器內(nèi)半導(dǎo)體器件的性能需求變化、器件需求供應(yīng)情況以及家電智能變頻化給半導(dǎo)體領(lǐng)域帶來的市場空間等話題，邀請到家電控制器的整機(jī)專業(yè)工程師和行業(yè)資深人士共同參與，探討節(jié)能降耗政策下家電控制器內(nèi)半導(dǎo)體器件的需求變化。

對話問題導(dǎo)覽：

1.隨著節(jié)能減排政策的推動，智能變頻家電控制器對MCU、功率器件等半導(dǎo)體器件出現(xiàn)了哪些性能需求?

2.環(huán)保節(jié)能的政策下，您認(rèn)為可從哪些方面提升器件的低功耗、可靠性、高集成等性能?

3.我們目前家電控制器所使用的半導(dǎo)體器件，國產(chǎn)替代情況怎么樣?

4.貴公司目前在家電控制器中的方案替代進(jìn)展如何?有何典型的應(yīng)用方案?

5.目前使用一些國產(chǎn)器件的時候，有沒有出現(xiàn)比較明顯的問題?跟國外器件相比之下，您覺得差距在哪里?

6.對于國內(nèi)半導(dǎo)體廠商，您有哪些比較好的創(chuàng)新方向或者建議之類的?

對話嘉賓：

1.隨著節(jié)能減排政策的推動，家電智能化及變頻化滲透率逐步提升，那么家電控制器對MCU、功率器件等半導(dǎo)體器件出現(xiàn)了哪些性能需求?

拓邦股份王文：肯定會有。方案不一樣，對應(yīng)的器件要求也不同。但一般要求芯片具有更高速度、更高算力等等。相比之前，這些數(shù)據(jù)高出很多。功率器件要響應(yīng)速度快，高頻率的情況下才能工作，有其他阻抗就會產(chǎn)生摩擦。

瑞德智能王邢軍：我主要是做普通、常規(guī)的家電，變頻家電涉及少。目前還沒有什么大的變化要求，主要是成本這塊。

海爾集團(tuán)周勇：需求變化主要是更加的集中式、更加智能化。性能要求肯定要更高可靠性和安全性。因?yàn)?a target="_blank">物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品安全性要求要高一些。功率器件需求變化相對會小一點(diǎn)，滿足一些基本的實(shí)驗(yàn)要求就可以。

2.環(huán)保節(jié)能的政策下，您認(rèn)為可從哪些方面提升器件的低功耗、可靠性、高集成等性能?

航順芯片鄭增忠：在節(jié)能減排的政策下，確實(shí)對整機(jī)和器件的功耗都提出了更高的要求。我們在MCU設(shè)計(jì)的時候，不僅考慮到休眠待機(jī)功耗，還考慮芯片的正常運(yùn)行功耗，并且在保證芯片能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，做到功耗的最小化，從而降低系統(tǒng)整體平均功耗。在可靠性方面，如果客戶碰到問題，我們不僅可以提供原廠的技術(shù)支持，還聯(lián)合第三方實(shí)驗(yàn)幫助客戶診斷問題，并提供整改方案。

靈動股份官兵：靈動股份去年發(fā)布了MM32L系列低功耗產(chǎn)品，深度停機(jī)小于1uA，關(guān)機(jī)模式低至100nA，在加大低功耗產(chǎn)品研發(fā)投入的同時，也組建完整的車規(guī)級芯片測試實(shí)驗(yàn)室，保證出廠的芯片得到更高性能要求測試。我們在提供高可靠性、穩(wěn)定性的MCU同時，也提供對應(yīng)的產(chǎn)品參考設(shè)計(jì)和算法程序，幫助客戶盡快實(shí)現(xiàn)客戶量產(chǎn)。

3.我們目前家電控制器所使用的半導(dǎo)體器件，國產(chǎn)替代情況怎么樣?

拓邦股份王文：目前還是以國外為主，比如瑞薩、ST等國外大廠比較多一點(diǎn)。雖然我們也在慢慢切換到國內(nèi)的士蘭微和格力的功率模塊，主要看一下成不成功。

海爾集團(tuán)周勇：現(xiàn)在考慮的成本壓力逐漸會多一些。反正在今天的國產(chǎn)半導(dǎo)體廠商梯隊(duì)里，可能是有時候交貨很滿足，有時候價(jià)格上便宜。我們現(xiàn)在估計(jì)只有百分之二三十。

4.貴公司目前在家電控制器中的方案替代進(jìn)展如何?有何典型的應(yīng)用方案?

航順芯片鄭增忠：在家電控制器方面，航順芯片最近同時推出了兩顆芯片。不僅可以替代市場上應(yīng)用比較多的兩家國外品牌的型號，做到硬件兼容僅需修改軟件，而且在家電領(lǐng)域變頻、觸摸等控制都可以應(yīng)用。

靈動股份官兵：目前靈動股份在空調(diào)內(nèi)風(fēng)機(jī)、空調(diào)外機(jī)三合一、冰箱壓縮機(jī)、洗衣機(jī)變頻驅(qū)動等產(chǎn)品都有行業(yè)龍頭企業(yè)進(jìn)入量產(chǎn);特別在家用空調(diào)應(yīng)用，我們有針對空調(diào)內(nèi)機(jī)的二合一方案和空調(diào)外機(jī)的三合一解決方案。

士蘭微何原明：經(jīng)過多年的努力，士蘭微針對大部分的變頻家電都能提供成套完整的解決方案，包括MCU軟硬件方案和功率器件。我們當(dāng)前的空調(diào)方案在室外機(jī)方案上實(shí)現(xiàn)了“高頻PFC+單電解電容+室外壓機(jī)”的控制，同時室內(nèi)方案實(shí)現(xiàn)了主控芯片國產(chǎn)化替代以和板載風(fēng)機(jī)方案降本;這套方案去年出貨約100多萬套;洗衣機(jī)方案也出貨了約50萬套;其余的冰箱、廚電等方案也已經(jīng)在客戶端完成量產(chǎn)。

領(lǐng)芯微盧權(quán)勝：目前在家電控制器中，我們的方案替代進(jìn)展迅速，典型的應(yīng)用方案有高速吹風(fēng)筒、落地扇、吸塵器等。方案功能設(shè)計(jì)完善，高性能的控制算法使得電機(jī)調(diào)試參數(shù)簡單，可靈活地匹配不同電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，包含各項(xiàng)有效及時的保護(hù)功能，且成本低。

兆易創(chuàng)新徐杰：我們聯(lián)合家電方案商和客戶共同推出了一系列的家電解決方案，基于GD32 MCU的家電應(yīng)用已經(jīng)在變頻空調(diào)、變頻冰箱、變頻洗衣機(jī)、變頻洗碗機(jī)等各類終端上落地商用。

5.目前使用一些國產(chǎn)器件的時候，有沒有出現(xiàn)比較明顯的問題?跟國外器件相比之下，您覺得差距在哪里?

拓邦股份王文：國內(nèi)的芯片有時候還不成熟，大家都不怎么敢用，擔(dān)心出現(xiàn)問題。技術(shù)和工藝上估計(jì)還要一段時間，才能達(dá)到國外大廠的水平。跟國外相比，我們國產(chǎn)廠商還在替代。目前國內(nèi)具體研發(fā)得還比較少，主要是買別的方案，然后封裝而已。

瑞德智能王邢軍：這個還好。因?yàn)槲覀兓旧鲜褂贸Ｓ玫钠骷涂梢粤?。采購方去溝通好，然后確認(rèn)，我們再把不合適的器件剔除出去就可以了。

海爾集團(tuán)周勇：差距還是在可靠性上。一個進(jìn)口的東西可能用很多年，但是國產(chǎn)還達(dá)不到那個水平。

6.對于國內(nèi)半導(dǎo)體廠商，您有哪些比較好的創(chuàng)新方向或者建議之類的?

拓邦股份王文：這可能要跑到市場上看需求才好。其實(shí)就是要減少不必要的，比如針對某種量大的產(chǎn)品，可以進(jìn)行定制專用是不是更好?價(jià)格上是不是會更優(yōu)惠?不是做所有公眾都可以用的是不是不會浪費(fèi)?是不是比這種情況更好一點(diǎn)?

當(dāng)然這可能要?dú)⒊鲆粭l血路了，對智能家電市場應(yīng)該比較熟，然后針對不同的產(chǎn)品有一些專門的方案，不是說所有的產(chǎn)品都能應(yīng)用上去，這可能會省一些資源，價(jià)格上會有優(yōu)勢，性價(jià)比可以更高。

結(jié)語：

在節(jié)能降耗的政策實(shí)施下，集成化、小型化及模塊化成為家電控制器的主要發(fā)展方向。單從半導(dǎo)體器件來說，MCU要求更高精度和運(yùn)算速度等，功率器件則要求更快相應(yīng)速度和更高功率等。整體器件的低功耗、可靠性、穩(wěn)定性和性價(jià)比等優(yōu)勢都被日益凸顯。

受國際形勢影響，國產(chǎn)替代的浪潮已經(jīng)席卷到各大應(yīng)用領(lǐng)域。相對來說，家電領(lǐng)域的國產(chǎn)滲透率高于工業(yè)控制和汽車電子領(lǐng)域。隨著國產(chǎn)器件的性能不斷優(yōu)化，家電控制器廠商也更愿意接受并使用國產(chǎn)半導(dǎo)體器件，但要實(shí)現(xiàn)完全的滲透仍需在可靠性和穩(wěn)定性方面比肩甚至超越國外大廠。

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審核編輯黃宇