【導(dǎo)讀】在日前舉辦的2023深圳國際傳感器與應(yīng)用技術(shù)展覽會（Sensor Shenzhen 2023）上，納芯微產(chǎn)品線總監(jiān)趙佳博士發(fā)表精彩演講，分享了行業(yè)趨勢、傳感器芯片國產(chǎn)化歷程和未來市場機會，并接受了媒體采訪。
趙佳表示，智能傳感器是智能化時代信息系統(tǒng)與外界環(huán)境交互的重要手段和感知信息的主要來源，也是決定未來信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。近年來國內(nèi)不斷發(fā)布的利好政策為國產(chǎn)化替代提供了巨大市場機遇。國產(chǎn)半導(dǎo)體廠商唯有繼續(xù)沉淀，精耕細作，更好地理解客戶需求，助力客戶提升差異化競爭力，才能在快速發(fā)展中站穩(wěn)腳跟。
智能傳感器的發(fā)展與布局
傳感器是一個高度融合的領(lǐng)域，涵蓋材料、物理結(jié)構(gòu)、電路等方面，納芯微就是一家從事高性能、高可靠性模擬信號和混合信號芯片的公司。據(jù)趙佳介紹，納芯微成立于2013年，根據(jù)2022年報數(shù)據(jù)，公司2022年年度實現(xiàn)營業(yè)收入為16.70億元。
納芯微企業(yè)戰(zhàn)略是用感知驅(qū)動未來，基于構(gòu)建數(shù)字世界和現(xiàn)實世界的橋梁進行產(chǎn)品布局，涵蓋前端感知系統(tǒng)、中間數(shù)字互連，到后端反饋現(xiàn)實世界的驅(qū)動系統(tǒng)。對于如何保持技術(shù)領(lǐng)先地位？趙佳表示，納芯微的技術(shù)、產(chǎn)品開發(fā)核心邏輯是聚焦核心市場和應(yīng)用規(guī)劃產(chǎn)品布局。
首先在公司文化層面鼓勵創(chuàng)新，“持續(xù)學(xué)習(xí)，堅持長期價值”；尊重技術(shù)，重視工程師文化建設(shè)和對工程師的長期培養(yǎng)，持續(xù)不斷進行技術(shù)創(chuàng)新和分享。作為一家立足于長期發(fā)展的科技公司，納芯微研發(fā)方面持續(xù)投入，吸引和長期培養(yǎng)優(yōu)秀人才是保持技術(shù)領(lǐng)先的關(guān)鍵。
第二是與行業(yè)頭部客戶緊密合作，不斷增強系統(tǒng)方案研究能力，通過與系統(tǒng)廠商的深度溝通識別終端客戶的系統(tǒng)應(yīng)用痛點，助力客戶提升差異化競爭力；同時也與行業(yè)關(guān)鍵客戶以戰(zhàn)略合作的形式共同定義引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的新產(chǎn)品。
第三是建立可靠、可信賴的質(zhì)量體系保障，從產(chǎn)品的研發(fā)、測試、生產(chǎn)到交付，納芯微建立了全面的質(zhì)量管理流程和體系，對質(zhì)量嚴格把關(guān)以保證產(chǎn)品具有競爭力。
產(chǎn)品布局方面，納芯微比較成熟的量產(chǎn)傳感器產(chǎn)品包括磁傳感器、壓力傳感器和溫濕度傳感器；此外，還為合作伙伴提供整套傳感器、調(diào)理電路設(shè)計，還有未來的技術(shù)組合和儲備。
趙佳回顧到，納芯微在傳感器領(lǐng)域的積累較早，2014年量產(chǎn)第一顆加速度計調(diào)理芯片，之后在高精度信號鏈、隔離接口和電機驅(qū)動方面都有了技術(shù)儲備。納芯微在汽車傳感器應(yīng)用方面的布局包括智能座艙、車身系統(tǒng)、混動及新能源動力總成、電池管理、OBC/DCDC、熱管理系統(tǒng)等。
納芯微的主電機電流和母線電流傳感器也是國內(nèi)最早實現(xiàn)量產(chǎn)的，主要用在熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜工作環(huán)境，這方面壓力傳感器、電流傳感器、位置傳感器布局非常豐富。
趙佳表示，霍爾電流傳感器芯片研發(fā)歷時三年，2021年推向市場，2022年同類產(chǎn)品國內(nèi)發(fā)貨量領(lǐng)先。在功率大、要求非常高的汽車主驅(qū)電機解決方案中，納芯微的方案也已廣泛應(yīng)用。
納芯微涉足汽車應(yīng)用的第一顆量產(chǎn)芯片是2016年應(yīng)用在汽車里的剎車壓力芯片，涵蓋傳統(tǒng)動力總成進氣壓力、出氣壓力、節(jié)氣門位置踏板、位置液面檢測以及真空助力、油壓等布局?，F(xiàn)在，各種接口互連、供電電源、驅(qū)動側(cè)、運放、高精度參考都有完整的解決方案。
他自豪地說，目前市面上主流汽車中都有納芯微的芯片。在產(chǎn)業(yè)化落地方面，納芯微也在引領(lǐng)，OBC/DCDC產(chǎn)品都已量產(chǎn)。
最近，納芯微與大陸集團旗下合資公司陸博就乘用車關(guān)鍵零部件輪速傳感器本土化項目簽署產(chǎn)品合作協(xié)議，在技術(shù)與安全領(lǐng)域深度合作，共同推進汽車芯片國產(chǎn)化進程。納芯微的汽車電子產(chǎn)品布局、裝車量以及裝車后的質(zhì)量表現(xiàn)獲得了國際大廠的認可。
傳感器和信號鏈的重點布局
從納芯微的產(chǎn)品路線圖可以看出，納芯微始終堅持聚焦汽車電子和泛能源行業(yè)（包括模塊電源、光伏、儲能、工控、電力電子、白電等），圍繞傳感器、信號鏈和電源管理三大領(lǐng)域不斷豐富產(chǎn)品矩陣。
據(jù)趙佳介紹，汽車是納芯微的主要目標市場之一，通過持續(xù)深耕汽車電動化和智能化應(yīng)用，不斷提高國產(chǎn)芯片的覆蓋率。電動化方面，在新能源汽車主驅(qū)逆變器、電池管理系統(tǒng)、OBC/DCDC、PDU和熱管理系統(tǒng)中納芯微布局了豐富的產(chǎn)品組合；智能化方面，汽車照明、智能座艙、整車域控應(yīng)用領(lǐng)域納芯微也在同步發(fā)力。
目前，納芯微的車載產(chǎn)品類型覆蓋壓力傳感器、磁傳感器、通用信號鏈芯片、專用處理器芯片、數(shù)字隔離器和隔離采樣芯片、接口芯片、柵級驅(qū)動芯片、電機驅(qū)動芯片、車燈驅(qū)動芯片、電源芯片等。
在傳感器和信號鏈方面，納芯微重點布局了幾大類產(chǎn)品：
01 磁傳感器
磁電流傳感器：信號寬度可達2MHz，性能優(yōu)越，主要應(yīng)用于新能源汽車OBC/DC-DC、電驅(qū)系統(tǒng)；
線性霍爾電流傳感器：NSM203x是基于聚磁環(huán)大量程電流檢測的高精度傳感器解決方案，廣泛應(yīng)用于電動汽車電驅(qū)系統(tǒng)相電流檢測，以及工業(yè)電機控制和光伏逆變器等電流模塊的大電流檢測；
角度傳感器：支持-40℃-150℃ 360°旋轉(zhuǎn)角度精確測量，如車規(guī)磁角度傳感器NSM301x適用于汽車閥門、汽車智能雨刷等應(yīng)用的非接觸式角度檢測。
輪速傳感器：與大陸集團旗下合資公司陸博簽署了乘用車關(guān)鍵零部件輪速傳感器本土化項目產(chǎn)品合作協(xié)議，定義和開發(fā)的輪速傳感器產(chǎn)品，共同推進汽車芯片國產(chǎn)化進程。
02 溫濕度傳感器
納芯微單片集成數(shù)字輸出溫濕度傳感器NSHT3x系列溫濕度傳感器，采用高可靠性MEMS濕敏電容技術(shù)和CMOS芯片工藝，典型精度誤差為±3%RH，典型溫度精度±0.3℃，典型濕度精度±3%，性能行業(yè)領(lǐng)先。
納芯微汽車級濕度傳感器NSHT3x系列，可測量相對濕度和溫度，已應(yīng)用于車載激光雷達、智能座艙，如汽車智能除霧解決方案等。
如今，納芯微已形成了面向汽車、工控等領(lǐng)域較為完善的產(chǎn)品覆蓋，部分產(chǎn)品的功能和性能已經(jīng)達到國際領(lǐng)先技術(shù)水平，比如數(shù)字隔離及接口芯片、隔離采樣芯片、門驅(qū)類產(chǎn)品、電流傳感器芯片等。
本土企業(yè)發(fā)展機會何在？
趙佳認為，從市場應(yīng)用看，從家電到汽車，再到城市，都將變得越來越智能和互連，傳感器產(chǎn)業(yè)新的增長點是智能化和物聯(lián)網(wǎng)，也為本土企業(yè)提供了發(fā)展機會。以汽車智能化為例，納芯微在傳感器領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)正在充分施展，如霍爾電流傳感器可廣泛用于OBC/DCDC、主驅(qū)電機等應(yīng)用，實現(xiàn)高可靠性、高性能的電流采樣；壓力傳感器用于新能源汽車電池包壓力檢測，在電池發(fā)生熱失控時及時提供報警信息，為乘員預(yù)留安全逃生時間；溫濕度傳感器用于汽車車窗防霧、空調(diào)出風(fēng)口等。
從技術(shù)發(fā)展趨勢看，隨著可靠性的提升，各類系統(tǒng)逐漸從開環(huán)控制轉(zhuǎn)向閉環(huán)控制，這意味著對傳感器的需求將大量提升，比如系統(tǒng)指令發(fā)出后，會使用位置傳感器、光學(xué)傳感器或扭矩電流傳感器檢查命令是否執(zhí)行到位。
他認為，本土廠商的發(fā)展機會首先要專注于重點應(yīng)用市場的快速增長態(tài)勢，特別是正引領(lǐng)國內(nèi)乃至全球市場發(fā)展的客戶群體。作為一個貼近市場的本土企業(yè)，納芯微有機會與領(lǐng)先企業(yè)保持持續(xù)深度對話，洞悉應(yīng)用市場的發(fā)展趨勢，更好地滿足客戶需求，提供相匹配的芯片解決方案。
靈活、彈性、快速的響應(yīng)能力也很重要，需要更加敏銳地察覺和快速反饋本土的宏觀政策、客戶需求、供應(yīng)鏈、人才市場以及內(nèi)部組織等變化，為客戶提供更快速的響應(yīng)和靈活的支持。
車規(guī)芯片具有研發(fā)周期長、車廠試驗平臺及規(guī)模應(yīng)用要求高等特點，門檻較高。近年來，產(chǎn)業(yè)鏈黑天鵝事件頻發(fā)，特別是我國新能源汽車快速發(fā)展為國產(chǎn)芯片提供了機會窗口。
不論是國產(chǎn)芯片公司的數(shù)量、所涉及的汽車芯片種類，還是汽車行業(yè)的應(yīng)用規(guī)模、批量裝車后的質(zhì)量表現(xiàn)，納芯微都取得了不錯的進展。在某些細分領(lǐng)域，納芯微不僅做到了國產(chǎn)替代，還成為了行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，比如數(shù)字隔離器已在新能源汽車三電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。納芯微還為客戶提供信號感知、隔離接口、功率驅(qū)動、電源管理等豐富的模擬和混合信號芯片產(chǎn)品，賦能汽車電動化和智能化。
產(chǎn)品質(zhì)量源于完備的質(zhì)量管理體系
趙佳指出，在質(zhì)量管理體系方面，車規(guī)關(guān)注最多的是AEC-Q100，但事實上芯片上車量產(chǎn)，隨著裝車量的增加，能夠有穩(wěn)定的質(zhì)量表現(xiàn)、不出事故、達到零失效，只靠AEC-Q100是遠遠不夠的。AEC-Q100只是最后環(huán)節(jié)的質(zhì)量和可靠性保證，而不包括全部芯片開發(fā)，因此，如果要做嚴格的車規(guī)的質(zhì)量管理，需要一個完整的體系，包括從芯片設(shè)計、工藝設(shè)計、晶圓封測等流程的深入耕耘，最終才可以實現(xiàn)的可靠、可信賴的產(chǎn)品，裝車之后讓用戶開著放心。
他說，納芯微從一開始就非常重視產(chǎn)品質(zhì)量，擁有完備的質(zhì)量管理體系，這意味著從產(chǎn)品研發(fā)到生產(chǎn)的過程中，都會嚴格遵照質(zhì)量管控規(guī)范。納芯微特有的“雙R”方針（Robust & Reliable）保障了高品質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。在汽車、光伏、工業(yè)控制等高壁壘行業(yè)備受客戶信賴。
納芯微深刻認識到車規(guī)產(chǎn)品對可靠性的要求不僅僅是通過AEC-Q100可靠性認證，而是對產(chǎn)品生命周期內(nèi)各個環(huán)節(jié)的全面嚴格要求，需要內(nèi)外兼修，才能達成車規(guī)質(zhì)量要求。公司一直很重視質(zhì)量方面的投入，包括人員、組織架構(gòu)、產(chǎn)品研發(fā)體系和生產(chǎn)管控體系等環(huán)節(jié)都有全面的質(zhì)量管理方針，并確保落實和執(zhí)行。
隨著在客戶端對國產(chǎn)的前期驗證完成之后，納芯微踐行的“可靠、可信賴”價值觀保障了高品質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，在汽車、光伏、工業(yè)控制等高壁壘行業(yè)備受客戶信賴。此外，納芯微已奠定了穩(wěn)定、可靠的質(zhì)量體系基礎(chǔ)，建立了較為完善的流程化體系，通過不斷提高公司的組織能力來提升自身的核心競爭力。
高質(zhì)量發(fā)展需要產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同
近兩年，半導(dǎo)體行業(yè)全球供應(yīng)鏈受到挑戰(zhàn)，與此同時，國內(nèi)不斷發(fā)布的利好政策為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展保駕護航，為國產(chǎn)化替代帶來了巨大市場機遇。
趙佳強調(diào)，隨著“缺貨”情況的緩解，國產(chǎn)半導(dǎo)體廠商還需繼續(xù)沉淀，精耕細作，在順應(yīng)國產(chǎn)化進程趨勢的同時，更好地理解客戶需求，助力客戶提升差異化競爭力，才能在市場的快速發(fā)展中穩(wěn)步發(fā)展。
傳感器需要非常多元化、跨學(xué)科的合作，無論從物理結(jié)構(gòu)到材料、電路到后端封測，每個品類都有非常高的門檻和難度。從產(chǎn)業(yè)鏈看，如果要把中國傳感器事業(yè)推向更高質(zhì)量的發(fā)展，需要依賴行業(yè)更多的交流和深入的合作，需要產(chǎn)業(yè)鏈的配合和協(xié)同發(fā)展。
來源：PSD功率系統(tǒng)設(shè)計 ，作者劉洪
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