【導讀】隨著可穿戴設備、汽車電子、物聯網、云計算等新興應用的蓬勃發展，以及用戶對于智能化生活越來越高的追求同時伴隨著工業、儲能、5G通信等數字行業的產業升級和持續擴容，作為連接真實世界和數字世界的模擬芯片產品愈發展現廣闊的應用潛力，并且市場規模持續增長。
“2021年模擬芯片產業的整個體量達到驚人的728億美元，年增長率超過了30%，僅次于存儲和OSD的器件，增長非常巨大。2022年市場體量仍將保持8.8%的增長率，預計達到790億美元。”近期，在EEVIA舉辦的第十屆年度中國硬科技媒體論壇暨2022產業鏈研創趨勢展望研討會上，兆易創新電源產品部市場總監馮忠河先生在演講中提到：“模擬芯片市場大有可為，這一過程中也有許多新機遇和新挑戰，我們希望攜手客戶一起解決挑戰、擁抱機遇！”
圖1：兆易創新馮忠河發表主題演講
鞏固數字基礎，兆易創新發力電源芯片、競逐模擬賽道
縱觀數字芯片領域，兆易創新已經是全球排名第一的無晶圓廠Flash供應商、其NOR Flash產品市場占有率全球第三，Arm通用型32位MCU在中國排名第一，指紋芯片也是全球市場排名第三。基于“開放創新、追求卓越”的核心價值觀，兆易創新在面對多變市場需求下保持前瞻洞察，積極踐行多元化布局。馮忠河表示：“兆易創新致力于成為集多種產品于一體的半導體解決方案提供商，為客戶、市場提供獨特的產品價值。因此，我們希望開拓更多的應用市場，模擬芯片正是當下的最優解。”當然，面對細分種類繁多的模擬芯片市場，如何選擇最適合的賽道？兆易創新將當下的主要發力點聚焦在電源芯片的布局上。
根據Yole Développement 的相關數據，電源芯片在2021年的市場規模接近250億美元，約占模擬芯片體量的三分之一，其中尤以PMIC和DC-DC芯片需求最大。同時，隨著便攜式產品和新能源汽車的快速發展，電池管理芯片（BMIC）的需求也在迅速增長，預計五年內將接近DC-DC產品市場規模。
圖2：Yole Développement 2019-2026年全球電源芯片市場規模分析，按芯片類型
進一步分析，這些巨大的增長潛力將主要來源于通信、儲能、工業和汽車等行業。首先在通信方面，5G基站MIMO帶來了高達4倍的電源需求增長，單板需求從25$增長到100$；在儲能方面，受益于碳中和目標，2021年中國光伏累計裝機達到306GW，2050年預計達到5000GW；在工業方面，電源產品的升級迭代對更高耐壓、更高可靠性和EMI芯片的需求也在增加；在新能源方面，2022年新能源汽車銷量預計達到650萬輛，較去年翻一倍，2026年預計達到1600萬輛。“因此，兆易創新面向這四大行業市場，積極布局數字和模擬芯片產品線，致力提供系統級的產品組合。電源芯片也是關鍵一環，我們正持續加大投入。”
四大品類，兆易創新電源產品組合逐步成型
事實上，自2019年兆易創新開始投入研發、啟動電源管理產品布局。2021年4月兆易創新第一顆電源管理芯片GD30WS8805正式量產，同年6月兆易創新推出首顆馬達驅動產品GD30DR8306，11月首款超低噪聲LDO GD30LD330x上市。2022年5月，兆易創新已經有多款Charger產品陸續量產上市。
目前，兆易創新已經初步形成四大類電源產品：第一類是高性能電源，主要以通用的DC-DC和線性穩壓器（LDO）為主，應用在通信/網卡、工業、安防等領域。第二類是電機驅動，覆蓋從家電、電動工具到智能機器人、工業自動化等豐富應用。電機驅動產品可搭配GD32 MCU，形成靈活、完整的系統解決方案提供給客戶。第三類是專用電源管理芯片，主要應用于TWS耳機充電盒、助聽器、便攜式醫療設備等。第四類則是鋰電池管理芯片，目前以通用型充電芯片為主，后續會在儲能、汽車等領域逐步拓展。
以兆易創新主推的LDO產品GD30LD3300/3301為例，這兩款低噪聲、低壓降的線性穩壓器(LDO)，可提供3A負載電流，其最高壓降僅為180mV，也將低噪聲、高電源抑制比和高輸出電流性能相結合，適用于高速通信、射頻、醫療等噪聲敏感型領域。“例如，在服務器應用中，其痛點是板卡密度非常高、對功耗要求非常低，LDO負責給專用芯片供電時，必須達到超低壓差以及小型化的要求，GD30LD3300/3301在這些特性上就具備很好的優勢。再比如IoT設備增加了4G/5G模塊，其信號發射瞬間會產生接近3.6A的電流，如果使用DC-DC、紋波噪聲就會比較高，這是工程人員不希望看到的。而兆易創新LDO剛好可以滿足這個需求，因此在通信應用上也是備受關注。”馮忠河說道。
持續增值客戶服務，以系統級產品組合賦能價值
不過，單顆芯片的性能表現固然重要，但系統級的產品組合卻可以發揮1+1＞2的作用。如前所述，通信、儲能、工業和汽車領域是兆易創新正在積極布局的行業市場，兆易創新擁有廣泛的Flash和MCU產品型號、并且已經通過車規級驗證，這些Flash和MCU通過靈活的搭配形成系統級產品組合，從而提供給客戶優化的解決方案，有助于加快產品上市。基于廣泛的系統級產品組合和協同優勢，兆易創新電源管理芯片也正積極布局，在多個行業市場為客戶提供多樣化選擇，助力客戶實現更加靈活、完整的解決方案。
“例如，掃地機器人應用方案就是兆易創新系統級產品組合中比較典型的一例。”馮忠河指出，“該方案凝聚了兆易創新的眾多產品優勢，包括存儲和MCU，以及GD30DR8306、GD30DR8413等電機驅動芯片和GD30BC2501鋰電池充電管理芯片。當然，我們也會陸續增加通用DC-DC、LDO、AFE等產品，形成更加完善的系統解決方案。”
圖3：基于兆易創新廣泛產品組合的掃地機器人解決方案
另外，GD30WS系列PMIC芯片也是兆易創新面向可穿戴產品和TWS耳機的明星產品。這一系列的芯片可以搭配GD32 MCU，為客戶提供TWS耳機充電倉電源管理方案，有效地降低研發成本。在展示區上，兆易創新工程師介紹了一款GD32E230F-TWS評估版，正是采用Cortex?-M23內核的GD32E230F4V6芯片作為主控MCU，以I2C接口方式與PMIC GD30WS8805進行通信，實現了對單節鋰電池和耳機的充放電管理。這一方案具備出色的靈活性，MCU、PMIC等元器件均可按需選擇。得益于兆易創新的產品兼容性，即使元器件更新換代，也能減少大量的開發工作。
“系統級產品組合是兆易創新賦予客戶的一大優勢，同時我們還為客戶提供了完善的開發工具，擁有易操作性、便捷性等優點，包括為多數評估板配備GUI界面，便于開發人員進行軟件調試；配套方案參考樣例，方便客戶前期評估、節省時間成本和經濟成本；在電機驅動評估板，提供了配套的電機，可以節省大量調試時間等等。兆易創新正在不斷完善開發工具生態鏈，致力于提供更好的服務，為全球客戶創造更大的價值。”馮忠河最后表示。
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