芯洲科技体系化车规电源解决方案

中国正处于产业升级的关键阶段，在出口数据下滑、地产投资减弱的背景下，新能源汽车行业成为产业升级的关键领域。国家和各级政府出台了很多的相关支持政策，促进新能源汽车行业成为中国经济发展的新引擎。

2023年11月30日，在“芯向亦庄”2023汽车芯片产业大会上，芯洲科技董事会秘书兼董事李亚伦谈到，现阶段芯片市场需求的变化主要体现在两方面：第一是目前新能源的车型或平台的迭代速度加快，一款新车型的研发可以实现18个月完成，这对供应商的产品研发效率提出更高要求。第二是产业链的结构变化加快，从原来的纵向结构变成现在的网状结构，芯片企业不仅要了解Tier1的需求，还要沟通整车厂，整个产业生态结构都在发生变化。李亚伦表示，面对挑战，我们只有更加的开放合作，保持战略定力，增加企业的韧性，才能更好应对挑战，把握好市场机遇。 

李亚伦 | 芯洲科技董事会秘书兼董事

以下为演讲内容整理：

芯洲科技公司介绍

中国正处于一个产业升级的关键阶段，面对出口的下滑，地产投资的减弱，新能源汽车行业成为产业升级的关键领域。国家和各级政府出台了很多相关的支持政策，希望新能源汽车行业可以成为经济的新动能。面对新能源汽车的变革时代，芯洲科技作为一家以汽车电子为战略牵引的电源芯片设计公司，非常荣幸分享我们体系化车规电源的解决方案。 

芯洲科技成立于2016年，注册在北京，目前公司在职员工140人，在深圳、成都、杭州都设有分公司，公司自成立之初始终专注于汽车和工业市场，产品的主要特点是中高压电源芯片和系列化的车规解决方案。芯洲科技目前已发货芯片超4亿颗，服务1100家终端客户，其中汽车行业类客户超过200家。汽车电子作为芯洲科技重要的战略市场，2021年汽车类客户的收入占比28%，2022年汽车收入同比增长10%的份额，达到38%。

这是2020年与2026年电源芯片在不同行业市场的预估与增长，其中汽车和工业市场增长的比较多，特别是汽车电子的增量最为明显，出现这种增长预测的原因：第一，新能源汽车电动化和智能化带来了很多电源芯片的新需求，比如新能源汽车的三电系统、智能座舱、智能驾驶。第二，随着新能源汽车渗透率占比的不断提升，新能源汽车的销量增长会进一步增加需求，汽车电子市场属于确定性的增量市场，这也是汽车电子对于芯片企业最大的魅力。目前，汽车电子市场中，电源芯片的市场份额，欧美公司占比依然很高，对于国产半导体公司是很好的市场机遇，同时也是一种挑战。 

图源：芯洲科技

相较于欧美公司的发展水平，国产半导体公司还处于起步期，很多能力、经验和know-how相对不足，这时候就希望客户给予我们更多的信任和机会，可以通过产业链的协同形成创新研发的联合体，我们一起创造价值，分享创新的成果，让国产半导体公司不断成长。

车规电源发展趋势分析

随着新能源汽车渗透率不断提升，国产的品牌也在不断的崛起，大家改变了之前对于国产品牌的认识，这种认识改变不仅是对于整车品牌，还会延展到国内的Tier1和半导体公司，使得整个汽车行业国产化程度不断提升。当渗透率达到40%-60%的区间，行业会从爆发期进入成长期，逐渐形成清晰的头部公司的竞争格局。

影响消费者购车因素中除了重点考虑的安全性需求外，智能科技已经成为重要的购车影响因素，这也是新能源汽车有别于传统汽车最大的差异点，因为智能科技代表着更好的驾驶和乘车体验，是人们追求美好生活的选择。随着新能源汽车不断的迭代升级，智能座舱已经不能满足客户的需求，我们向智能驾驶领域高速发展，也使得新能源汽车来到了软件定义汽车的时代。整车厂和Tier1不断加大对于智能驾驶的投入，希望在新的竞争中取得优势，同时也给予了芯片行业很多的机会，从核心的算力芯片、传感器芯片再到大功率的电源芯片都产生了新的需求。 

图源：芯洲科技

新能源汽车的电气化架构也从原来的分布式到了域集中式，再到中央集中式的演进，像特斯拉的Model S到Model3，由于中央集中式设计已经将整车的线束从3000米减少到了1500米，ECU数量也随之减少，实现了降本增效。相信大家特别关注特斯拉的Cybertruck的发布，整车升级到了48V的电气化系统架构，相对于乘用车原来的12V系统，升级到48V系统能有效减少线束的重量，提升电池的输出功率。未来如何支持48V系统的电器架构，对于电源芯片提出了新的要求。

我们已经看到域控制器相关产品中的单板功率在不断增加，对于电源芯片的功率密度、散热、EMI、待机功耗等方面提出了更高的要求，芯洲科技围绕客户需求的提升，也在不断的提高对于产品性能的要求，做了一些技术储备：

1、【密度】如何在有限的空间内实现更高的功率密度，要求我们采取更先进的工艺和封装技术来提升我们的功率密度。

2、【安全】安全性是汽车电子需求的第一优先级，在面对汽车各种复杂的应用工况下，如何实现最稳定的功率转换和功率控制，是我们深耕的技术。

3、【效率】由于智能座舱和智能驾驶对于算力需求的不断增加，对于功率转化产品在重载情况下的转化效率要求也越来越高，芯洲每一次产品的迭代都在持续提升转化效率。

4、【易用】在产品的系统应用层面，我们追求应用更少的外围器件，帮助客户节省成本，提高易用性。

5、【洁净】芯洲研发了多级三级驱动技术，可以有效的解决高频EMI辐射干扰问题。

6、【可靠】高质量、高可靠性是汽车电子必须满足的要求。高可靠性从三方面而来：

第一是设计出来的，在芯片设计研发过程中，针对汽车电子的需求，我们重视积累相关的可靠性know how；

第二是制造出来的，质量和运营部门在制造过程中，对于代工厂有严格的过程审查，保证在制造过程中的可查性、可追溯性并进行实时数据监控；

第三是验证出来的，首先芯洲严格遵守ACQ-100的验证要求，聘请独立第三方出具车规验证报告；其次加严测试要求，并独立开发产品的测试程序，保证产品满足一致性要求。

芯洲科技产品分为三大类、六条产品线。第一类，功率转化芯片，有DC-DC开关电源和LDO线性电源；第二类，功率控制与保护类芯片，其中功率控制芯片是以PWM控制器和低边MOS驱动为主，功率路径管理芯片是理想二级管控制器和高边开关。前面两类为目录型产品，主打国产替代方向，芯洲的产品不仅要求实现完全的功能性替代，还要做到性能和参数指标的优化；第三类是针对特定标准应用场景的集成类产品，一类是多路集成的系统解决方案PMIC产品，二是针对功率密度要求比较高的模组产品，是把IC和被动元器件通过先进的封装技术集成在一起，节省PCB板的占用面积。

产品布局及车规电源解决方案

芯洲科技在整体汽车应用里都有相关的产品布局，最大的特点是中高压产品丰富，可以给出系列化的电源解决方案。中高压产品与其他电源产品有什么不同呢？第一，宽电压输入范围和高安全、高可靠性要求的挑战。因为后级电源都依赖于一级电源转化的电能，如果一级电源出现问题，会导致出现系统性的故障。第二，对于一级电源功率转化的效率要求高，因为一级电源的转化功率较大，如果转化效率太低，会造成电能的浪费。第三，对EMI的特性要求比较高，因为一级电源的工作频率比较高，对系统的电磁干扰会比较大。第四，对于静态电流的要求比较高。

图源：芯洲科技

为了应对中高压产品的四大挑战，芯洲科技积累了很多的专项技术和专利。第一，多级栅极驱动技术，通过改变栅极驱动速率避免出现高频的振铃，有效降低EMI。第二，面对汽车复杂的工况环境，时常会出现输入电压的浪涌和跌落，芯洲通过输出稳压技术，让产品实现稳定的电压输出，还有针对提高转化效率的极限占空比技术，针对芯片保护的功率串通抑制技术，针对降频噪音的抑制技术和超低功耗电流低负载下的高功率转化技术等。

为了应对新能源汽车电器架构向48V演进，芯洲已经完成100V系列产品的研发，完成了10款100V产品的量产，后续还在规划100V的车规产品，只有做好未雨绸缪，才能把握市场先机。除了40V、、60V、100V系列化的电源产品，芯洲还布局了其他关键车规器件：二级电源的DC-DC和LDO。第二，低边驱动、PWM控制器。这里值得一提的是我们理想二级控制器53600和反击控制器81620，都属于芯洲首推的重要产品，代表芯洲持续创新能力。第三，在2024年芯洲将持续提出10款以上的车规电源芯片，包括具备功能安全的产品，还有支持48V系统的新产品等。

芯洲最新发布了针对智能驾驶域的环视摄像头供电的PMIC产品61240Q，我们总结这款产品有五大亮点：

第一，61240Q可以提供三路电源输出，其中一路为高抑制比的LDO供电，可以保证高质量的电源输出，优化成像水平，减少图像水波纹。

第二，因为摄像头模组非常小，我们提供超小尺寸的解决方案，精简外围器械，保证尺寸的适配性。

第三，摄像头本身工作在密闭空间，导致环境温度比较高，61240Q可以提供较高的转化效率，降低温升适配高温的工作环境。

第四，61240Q可以通过调节外围两个电阻实现上电持续和不同输出电压的灵活配置，方便客户设计和匹配不同的图像传感芯片。

第五，这类芯片对于EMI的要求比较高，我们也做了相关降低电磁干扰的技术应用。

感谢多年来客户对于芯洲产品的信任，使得我们有机会在汽车电子领域不断地积累经验、技术创新。未来我们还会加大对于汽车电子的投入，希望芯洲科技可以成为主机厂和Tier1重要的合作伙伴。

（以上内容来自芯洲科技董事会秘书兼董事李亚伦于2023年11月28日-30日在“芯向亦庄”2023汽车芯片产业大会发表的《芯洲科技体系化车规电源解决方案》主题演讲。）