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智能家电需求增加 国产MCU迎来市场机遇
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智能家电需求增加 国产MCU迎来市场机遇

2022-06-17 17:33:19 来源: 点击:25932

【哔哥哔特导读】随着智能家电的需求增加,国产MCU市场空间巨大。

5月12日,由哔哥哔特资讯主办、《半导体器件应用》杂志承办的第十七届(顺德)家电电源与智能控制技术研讨会于顺德哥顿酒店圆满结束。研讨会期间,半导体器件应用网记者邀请到了家电领域的行业企业和整机企业资深技术人员,就智能家电的目前发展状况以及参加研讨会的体验与建议等话题进行了采访。

智能家电需求增加 国产MCU迎来市场机遇

家电MCU国产化仍有很大突破空间

整体来讲,中美贸易战之后,芯片国产化进程明显加快。通过调研数据来看,2019年国产MCU替换率达到8%左右,2021年有近16%的增长,而实际上从市场份额来看,家电MCU国产化空间明显不足,主要被国外的一线品牌所垄断。虽然小家电芯片国产化的替代率比较高,但大家电芯片,尤其是冰箱、空调、洗衣机三大白电,国产化相对滞后。

目前家电主控芯片逐渐采用32位MCU。相比8位MCU或16位MCU,32位MCU具有更高的性能,更高的主频,更丰富的外设。但从市场占比来说,目前国产的8位MCU比重偏多,32位MCU的比重占比偏小。目前为止,美的、格力还是大量用了欧美的芯片。在家电上实现国产替代是一个比较漫长的过程。国产家电MCU企业还有很长的路要走。

对于家电MCU的未来应用趋势,泰芯半导体佛山分公司经理柯福波表示,随着智能家电方发展,家电会增加更多的声音控制、传感器和控制屏等,实现人机互动,未来主控MCU会变得越来越复杂。

国民技术技术支持部总监张建伟则认为,目前主流家电产品几乎已经全部上升到了32位MCU,所以未来家电一定是32位MCU的市场。

智能家电如何实现高效和节能?

随着市场变化,不管是国家政策,还是终端客户的诉求,对智能家电能效方面的要求越来越高。

又因为智能家电属于机电一体化的产品,仅仅依靠电机或者电控本身想做到很好的能效,其实都比较困难。瑞德智能电机控制器工程师张钧认为,这需要电机厂商跟电控驱动板方案厂商一起努力,通过电控算法、电机工艺以及流体等优化,共同提升智能家电的整体能效。

他表示:“对于我们公司来说,近几年也是一直在对电机本体的研究,因为我们本身是 PCBA方案商,但是通过自身驱动算法的研究,同时对电机本体进行深入研究,目前在电机本身的工艺设计,磁性材料以及本身的冲刺等等工艺,供应商与电机厂商进行配套,共同提升家电能效。”

格兰仕研发部电子高级工程师钟贵兴认为,家电实现高效涉及很多方面,但无刷电机的能效就比有刷电机节能高效很多。从功率来讲,涉及开水瓶、烤箱等发热的家电产品,如果用传统的发热管发热,需要1200W的功率,但采用电池发热,可以检测到600W,相当于减少了一半的功率,这就产生了节能。

不得不说,高效、节能目前是智能家电市场的趋势和主流。张建伟认为,通过芯片端,能够提供更高的算力,满足算法的运行。通过空调、冰箱、洗衣机等家电载体,更多的是以变频方案来实现节能,但对芯片的算法和资源提出了更高的要求,比如支持的浮点运算,DSP运算,能够为高效的算法提供便利。另外待机或空载的情况下,芯片本身的低功耗特性能够为行业减少能耗排放,带来更好的效率。

必易微是一家高性能的模拟及混合信号集成电路芯片设计公司,目前在电源管理、电机驱动,电池管理等领域都有对应的产品不断出现。

随着家电的智能化,逐渐会用到Wi-Fi、调光调色或者电机控制等新型的自动控制方式,那么这会带来两部分的变化。一是电源供电能力会更强。因为要给Wi-Fi供电,电流需要较多,原来采用的AC/DC驱动芯片,电流能力不足,因此在整个AC/DC的供电能力不断提升。二是相比AC/DC,DC/DC产品供电能力非常更大,能够满足IoT产品的应用,这也是必易微DC/DC产品在家电应用上布局的原因。必易微电机产品线总监蔡坤明表示:“我们一直关注家电市场最新的发展趋势,在电机驱动和电源管理芯片方面也有相关布局。”

德珑磁电研发中心总监朱子强告诉记者,针对家电高效、节能的解决方案研发,德珑磁电也有很大的投入。公司与华南理工大学和广东工业大学的教授合作,经常进行技术交流和符合实际应用的方案探讨,同时也更加注重投入自动化设备的生产研发,将产品做到安全、可靠、高效,保证客户产品的产能需求。

在家电行业产业链间,还需要哪些配合?

芯片企业和下游客户配合过程中,更多的是芯片的一致性和可靠性,另外则是售后服务。国民技术在与家电客户配合的过程中,为客户提供更高性价比的产品和配套解决方案,在整个客户项目周期的过程中,从前期的评估开发到后期的可靠性验证,以及最后的售后服务,都是全程保姆式的服务终端客户,包括为客户提供一些定制化或者满足特殊场景的需求。

张建伟表示,目前国民技术在显控和触控方面正研制当中,比如未来的面板显示以及带预期产品的芯片,也将陆续提供给客户。

智能家电需求增加 国产MCU迎来市场机遇

从智能控制器的角度来说,整体方案最优还是离不开上游供应商紧密配合的技术支持。

因为不同部件的供应商,可能在其专业领域里是非常擅长和专注的,但是产品化的过程中,对各个部件相结合形成优化整套系统提出了更高的要求。张钧表示,希望上游的供应商能够结合方案公司,或者终端的PCBA厂能够有更深的互动,更加密切的合作,把每一个模块做到最优,共同把整个系统方案达到最优的状态。

随着变频家电越来越多,变频需求越来越大,作为一家磁性元件生产商,德珑磁电站在客户的角度,进一步提高产品的高效性、安全性、一致性、可靠性等性能和品质。朱子强说道:“家电变频控制方面,我们主要合作客户有美的空调和格兰仕。针对美的生活电器,我们也配合厂家做了谐振变压器修改,目前逐渐有大批量的产品生产。”

智能家电追求能效时,怎么平衡能效和成本?

能效和成本其实是相辅相成的,两者之间并没有矛盾。在整个优化过程中,其实可以把整体方案进行优化,再把成本方案与电机的工艺等相结合,达到最佳效果。

张均表示:“因为涉及所有部件的结合,所以在电控方面,不仅仅是依靠电控板厂的设计,往往还需要结合现有的半导体原厂,更深入地优化方案,以提高智能家电的整体能效。”

目前半导体都是从分立件发展到集成件,分立件之前设计一个电路,器件选型涉及较多。钟贵兴说道:“目前智能化趋势下,主要采用集成化芯片,不仅减少了周边器件数量,而且节省了成本。在设计空间问题上,分立件所占体积较大,用集成化芯片可以节省1/3的空间,大大减少家电成本。”

家电行业专业听众参会体验和建议

在问及顺德家电研讨会的参会体验时,前来参会的工程师们侃侃而谈,纷纷表达了自己的看法。

张钧(瑞德智能电机控制器工程师)首先表示,不管是上游的半导体芯片设计原厂、磁性元器件材料商,还是整体方案商,家电研讨会现场的展示区域形成了一个比较完善产业生态链,达到比较理想的交流效果。

智能家电需求增加 国产MCU迎来市场机遇

他还说:“通过现场嘉宾的讲解,我们能够对家电行业的分析,产品的技术难度分析,以及原厂研究的程度等都能获得不错的了解。其实对于后续的方案设计以及一些应用场景分析,都有了更详细的认识。在后期的选型中,我们也能够解决以往市场上或者大部分工程师所会遇到的选型难的问题。现场工程师的提问,也能得到嘉宾比较好的讲解,所以对家电行业的发展也是非常有好处的。”

他表示:“大比特这些年一直持续举办的研讨会,对智能家电市场或者工程师群体都有非常好的推进作用。所以我看到今天的雨虽然下得很大,但基本是座无虚席,整体效果非常不错。”

钟贵兴(格兰仕研发部电子高级工程)还告诉记者:“我们希望贵公司每一年可以多举办类似的技术研讨会。因为产品的开发离不开新型器件的应用。你们的技术研讨会可以把最新的信息,更好地推广到我们产品的应用上。而且很多半导体企业的产品信息和新应用也是来源于你们的技术研讨会。只要条件允许的情况下,我都会去参加这样的研讨会。因为对于自身技术和产品应用都有提升。”

对于后续研讨会开展的建议,张钧觉得:“可以适当地针对方案或产品方向来进行一些沙龙会议及面对面交流讨论,达到的效果更具有针对性。像是拿出一只麻雀出来解剖,对里面的每一个神经可能会了解得更加的透彻。”他希望大比特平台也能够再举行一些类似的同行业交流的沙龙,通过更加深入的交流互动,把一些产品能够更加细致的分析解剖,共同把产品、方案做到最优化。

在会议宣传方面,钟贵兴认为:“针对研讨会新型的器件特性以及用户需求上加大力度,把产品的优势体现出来,吸引技术研发人员或公司负责人的兴趣,我觉得更能吸引一些专业人士过来参加。”

结语

伴随着第十七届(顺德)家电电源与智能控制技术研讨会顺利结束,相信前来参会的家电行业人员对目前智能家电最新的产品、技术和方案有了更深入的了解。目前智能家电行业在芯片国产化发展中,仍需要加强突破。此次搭建的顺德家电研讨会平台,一定程度上能够大大促进智能家电行业间的深入交流与合作,为后续的工作应用提供更好的资讯帮助,加强对国产企业品牌的信任,共同推动家电产业链的持续健康发展。

 

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