杰華特：國產(chǎn)模擬芯片加速發(fā)展，中高端產(chǎn)品是破局關(guān)鍵

模擬芯片作為集成電路的一大重要分支，主要分為信號(hào)鏈芯片和電源管理芯片兩大類。它們或是在電子世界扮演著“翻譯官”的角色，負(fù)責(zé)模擬和數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，以及信號(hào)的放大、過濾、發(fā)送和接收，將真實(shí)世界的復(fù)雜性轉(zhuǎn)換成數(shù)字系統(tǒng)能夠理解的精確語言；或是在電源管理方面，充當(dāng)著“能量調(diào)度師”，確保了電子設(shè)備的能量供應(yīng)既穩(wěn)定又高效。

隨著技術(shù)的不斷革新，模擬芯片在性能和能效方面得到顯著提升。同時(shí)，數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的浪潮，也為模擬芯片帶來了新的增長機(jī)遇。特別是在中國市場(chǎng)，龐大的市場(chǎng)需求與產(chǎn)業(yè)政策支持，為模擬芯片發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力，催生了一批如杰華特這樣的優(yōu)秀本土企業(yè)。杰華特以其豐富的產(chǎn)品線和創(chuàng)新技術(shù)，在模擬芯片領(lǐng)域展現(xiàn)了強(qiáng)大的競爭力，并在生態(tài)布局方面展現(xiàn)了足夠的前瞻性和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

日前，2024年國際信息通信展覽會(huì)（PTEXPO 2024）在北京舉行，<與非網(wǎng)>在展會(huì)期間參觀了杰華特展臺(tái)，并采訪了杰華特大客戶及華南區(qū)銷售總監(jiān)臧真波、杰華特高級(jí)技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理朱培生，對(duì)于國產(chǎn)模擬芯片如何持續(xù)提升競爭力、未來的發(fā)展動(dòng)力、發(fā)展趨勢(shì)等話題，他們都進(jìn)行了深入分享。

國產(chǎn)模擬芯片，增量市場(chǎng)巨大

當(dāng)前，人工智能正在迅速發(fā)展并深入滲透至我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，包括汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智能家居、手機(jī)、PC等。“可以說，人工智能已經(jīng)全面影響了電子產(chǎn)業(yè)以及我們的工作和生活方式，也給模擬芯片創(chuàng)造了巨大的市場(chǎng)機(jī)遇”， 臧真波談到。

根據(jù)臺(tái)積電今年上半年預(yù)測(cè)，到2030年，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)將達(dá)到約1萬億美元規(guī)模，其中高性能計(jì)算（HPC）相關(guān)應(yīng)用占40%、智能手機(jī)占30%、汽車占15%、物聯(lián)網(wǎng)占10%。

臧真波表示，這都將給模擬芯片帶來廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，特別是HPC，將創(chuàng)造出巨大的增量市場(chǎng)。其次，受益于AI算力芯片的崛起，比如英偉達(dá)、英特爾、AMD以及國內(nèi)各種AI芯片，其外圍電路都需要大量的模擬芯片，例如多相電源解決方案包括多相控制器和DrMOS芯片、電源模塊、電子保險(xiǎn)絲等，這些需求也將隨之倍增。

目前，國內(nèi)電源芯片的市場(chǎng)容量大約是1000億元人民幣左右，如果以臺(tái)積電的預(yù)測(cè)進(jìn)行同比例測(cè)算，預(yù)估到2030年，國內(nèi)模擬半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到3000-4000億元人民幣。這一預(yù)估數(shù)據(jù)有待市場(chǎng)進(jìn)一步驗(yàn)證，不過可以確定的是，通信和人工智能的發(fā)展將為模擬芯片帶來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。

杰華特大客戶及華南區(qū)銷售總監(jiān) 臧真波

如何構(gòu)建模擬芯片差異化優(yōu)勢(shì)？

國產(chǎn)模擬芯片的繁榮前景下，如何打造差異化優(yōu)勢(shì)、形成獨(dú)有的壁壘，成為每一個(gè)玩家的必修課題。

成立于2013年的杰華特，起步階段先行聚焦于AC/DC芯片，形成了多個(gè)系列的照明類AC/DC產(chǎn)品，之后開始逐步發(fā)力中低壓小電流DC/DC、移動(dòng)電源專用芯片等產(chǎn)品。

實(shí)現(xiàn)了前期的技術(shù)積累后，杰華特大力投入以DC/DC為主的全系列電源管理芯片產(chǎn)品研發(fā)，成功切入工業(yè)控制、筆記本與臺(tái)式機(jī)、服務(wù)器、交換機(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等主要應(yīng)用領(lǐng)域。

目前，杰華特已實(shí)現(xiàn)了六大產(chǎn)品線組合，涵蓋40多條子產(chǎn)品線，可售料號(hào)超2000+，基本覆蓋了絕大部分業(yè)界主流電源管理品類，可以滿足各種應(yīng)用場(chǎng)景的電源需求。特別是在DC/DC領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了芯片全等級(jí)產(chǎn)品布局，成為率先突破多相電源產(chǎn)品的國產(chǎn)芯片廠商，并已與主芯片廠商英特爾展開深入合作，終端客戶覆蓋國內(nèi)外知名企業(yè)。同時(shí)，該公司仍在持續(xù)進(jìn)行產(chǎn)品迭代，積極拓展電池管理和信號(hào)鏈全模擬芯片產(chǎn)品線，以不斷提升產(chǎn)品組合的深度與廣度。

回顧一路走來的發(fā)展成果，臧真波認(rèn)為，這和公司的發(fā)展理念密不可分，成立之初，杰華特就確立了打造全模擬品類半導(dǎo)體企業(yè)的愿景。“為此，我們必須具備構(gòu)建多產(chǎn)品線的能力，以電源管理芯片為例，它要求能夠支持從低壓到高壓、乃至超高壓的工藝平臺(tái)，電壓覆蓋從7V到700V全范圍。這就需要技術(shù)架構(gòu)能夠支持各種電源解決方案，如AC/DC電源、DC/DC電源、BMS電源等，以及各種復(fù)雜的信號(hào)鏈產(chǎn)品，包括運(yùn)算放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器等等”，他強(qiáng)調(diào)，“我們的創(chuàng)始人是在半導(dǎo)體領(lǐng)域擁有數(shù)十年經(jīng)驗(yàn)的資深專家，深知人才儲(chǔ)備、技術(shù)平臺(tái)深入布局的重要性，這些成果并非一蹴而就，而是我們長期努力和持續(xù)創(chuàng)新的結(jié)果?！?/p>

除了產(chǎn)品組合豐富、布局深、應(yīng)用廣，臧真波表示，杰華特的差異化競爭力還體現(xiàn)在：產(chǎn)品層面能夠滿足市場(chǎng)高性能、高可靠性、綠色節(jié)能以及小型化等需求，同時(shí)解決方案覆蓋多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，如通信、數(shù)據(jù)中心和自動(dòng)駕駛等，能夠滿足生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的廣泛需求。

也正是通過多產(chǎn)品線組合、廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的覆蓋，杰華特形成了提供一站式模擬解決方案的能力，這對(duì)客戶來說意義重大。臧真波解釋說，一站式采購為客戶帶來三大優(yōu)勢(shì)：首先幫助客戶提升了研發(fā)效率，相比對(duì)接多家供應(yīng)商，單一供應(yīng)商幫助他們簡化了技術(shù)交流的過程；其次優(yōu)化了采購流程，降低了時(shí)間成本和人力資源消耗；第三，更容易與客戶形成長期合作關(guān)系，共同規(guī)劃系統(tǒng)演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和解決方案的同步開發(fā)。

朱培生強(qiáng)調(diào)，“在通信和計(jì)算領(lǐng)域，生態(tài)系統(tǒng)的重要性不言而喻。隨著xPU的迭代升級(jí)，其通信協(xié)議和電源規(guī)格也在不斷更新，只有保持深度合作，才能提前進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和市場(chǎng)布局，以確保我們的產(chǎn)品與最新的通信協(xié)議和電源規(guī)格保持一致，從而保證解決方案的可持續(xù)性。在這方面，杰華特已經(jīng)跟業(yè)界一些頭部xPU廠商建立了良好的合作關(guān)系。”

“芯片開發(fā)可能需要1-2年的時(shí)間，因此，我們需要提前了解客戶的需求，并在其產(chǎn)品落地時(shí)提供支持，幫助客戶提升在未來的競爭力。上述優(yōu)勢(shì)都有助于我們與行業(yè)重點(diǎn)客戶建立長期的、深度的合作關(guān)系，幫助我們打造堅(jiān)固的生態(tài)體系，從而在激烈的市場(chǎng)競爭中保持領(lǐng)先”，臧真波補(bǔ)充。

自有工藝——高端化和靈活供應(yīng)鏈的“秘笈”

通信、計(jì)算領(lǐng)域有其獨(dú)特的產(chǎn)品需求：首先，通信基站、服務(wù)器等都需要長期穩(wěn)定運(yùn)行，并且要能夠支持大電流，這就要求電源芯片和信號(hào)鏈芯片具有高可靠性；其次，電源芯片的效率直接影響整體能效，因此產(chǎn)品要滿足綠色節(jié)能要求，這涉及到底層邏輯和工藝平臺(tái)的優(yōu)化，以及電力電子控制架構(gòu)的創(chuàng)新；第三，隨著基站的小型化和計(jì)算能力的增強(qiáng)，對(duì)垂直供電的需求也在提升，這要求產(chǎn)品必須保持高密度、小型化，而這依賴于創(chuàng)新的控制架構(gòu)，例如提高電源芯片的開關(guān)頻率，在實(shí)現(xiàn)更小尺寸的同時(shí)保持高效率。

“為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，我們提前布局了特殊的工藝平臺(tái)，并建立了全流程的高品質(zhì)管控，以確保產(chǎn)品質(zhì)量”，朱培生表示。

杰華特高級(jí)技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理 朱培生

他以這次展會(huì)上展出的一個(gè)服務(wù)器解決方案為例，這些應(yīng)用中使用的是高功率電源解決方案，供電電流可以達(dá)到上千安培。在大電流情況下，開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗直接影響著電源芯片的效率，而這兩種損耗都與工藝密切相關(guān)。

“這類產(chǎn)品依賴于BCD工藝，這與數(shù)字芯片的純CMOS工藝不同，而是在同一張晶圓上集成了Bipolar、CMOS和LDMOS器件，其中，LDMOS的柵級(jí)電容影響開關(guān)損耗、LDMOS的導(dǎo)通電阻影響導(dǎo)通損耗。為了降低損耗，需要降低芯片單位面積的導(dǎo)通電阻和柵級(jí)電容，從而提升芯片的效率”，朱培生解釋說，“我們一直在迭代自有工藝，對(duì)于模擬芯片來說，挑戰(zhàn)不在于一味追求最先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)，而在于如何在成熟的工藝下提高單位面積的能量密度，這涉及到解決耐壓和散熱問題，這是模擬芯片工藝面臨的最大挑戰(zhàn)，也是我們的核心優(yōu)勢(shì)之一。”

作為模擬芯片公司，杰華特布局工藝技術(shù)的著眼點(diǎn)是什么？臧真波認(rèn)為主要有三方面原因：首先，正是由于布局了核心工藝技術(shù)，杰華特在產(chǎn)品迭代的速度和節(jié)奏方面自主性更強(qiáng)，能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)變化；其次，一些高端產(chǎn)品的研發(fā)與特定工藝緊密相關(guān)，例如其DrMOS技術(shù)，就需要先進(jìn)的核心工藝才能實(shí)現(xiàn)；第三，供應(yīng)鏈管理更為靈活，通過掌握自有工藝不依賴代工廠，能夠更靈活地布局供應(yīng)鏈，而不受限于晶圓廠的標(biāo)準(zhǔn)工藝，同時(shí)也能確保產(chǎn)品的一致性。未來，隨著通信和計(jì)算對(duì)產(chǎn)品能效的要求越來越高，杰華特將持續(xù)迭代自有工藝，滿足更高的能效要求。

AI 趨勢(shì)下，模擬芯片迎來下一個(gè)藍(lán)海

AI算力需求拉動(dòng)了通信和計(jì)算領(lǐng)域設(shè)備的增長，與此同時(shí)，能耗、散熱等問題凸顯，也給供電芯片帶來了新的挑戰(zhàn)。高效率、低功耗、持續(xù)穩(wěn)定的供電成為了關(guān)鍵。

針對(duì)基站、交換機(jī)、服務(wù)器、光模塊等應(yīng)用，杰華特在本次展會(huì)上展出了Core Power、POL、 LDO、eFuse、Hot-swap、PSE、隔離DC/DC、power module、gate driver、clock buffer以及PA monitor等解決方案。

此外，展出的core power的多相控制器包括5相的JWH63551，8相的JWH6374和12相的JWH6377。據(jù)了解，應(yīng)對(duì)更大功率需求，杰華特不久的將來還會(huì)推出16相控制器。

朱培生談到，隨著AI引爆的數(shù)據(jù)量大幅增長，交換機(jī)的交換容量不斷擴(kuò)大、端口速度越來越快，這意味著核心芯片需要處理的數(shù)據(jù)量和傳輸速度正在迅速增長，直接導(dǎo)致了對(duì)更高功率的需求。為了滿足這一需求，核心供電的電源管理芯片必須具備更高的性能和更大的功率輸出，多相控制器向更高相數(shù)升級(jí)就成為必然。

應(yīng)對(duì)這一趨勢(shì)，該次展會(huì)推出了12相控制器JWH6377，它具有以下一些特點(diǎn)：可編程環(huán)路配置，為客戶提供了靈活的操作選項(xiàng)，簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)；采用業(yè)界主流的6*6 QFN封裝；可靈活調(diào)節(jié)雙路的相序配置，優(yōu)化了系統(tǒng)的布局和布線。此外，它集成了PMBus調(diào)壓功能，能夠上報(bào)關(guān)鍵的電壓、電流、功率、溫度和故障信息；集成各相電流均衡和熱平衡功能，優(yōu)化了電流分布和熱應(yīng)力；并且集成多種保護(hù)功能，提供了不同故障的響應(yīng)類型，增強(qiáng)了產(chǎn)品的可靠性。

他解釋說，從8相到12相，這一躍升不僅增加了相數(shù)，而且顯著提高了功率輸出。通過這種升級(jí)，即使在搭配相同的智能功率級(jí)的情況下，功率輸出也能夠提升到原來的1.5倍。通過將JWH6377搭配智能功率級(jí)JWH7069，可支持上千A電流應(yīng)用，可以很好地滿足交換機(jī)升級(jí)需求。

這些特性也使得JWH6377的應(yīng)用非常廣泛，包括交換機(jī)、路由器和通信基站等大電流應(yīng)用場(chǎng)景。

除了JWH6377，對(duì)于高性能計(jì)算和通信應(yīng)用，杰華特在本次展會(huì)還帶來了如下系列產(chǎn)品：

• Core power的智能功率級(jí)包括60A、70A、90A的JWH7060、JWH7067、JWH7069系列。其中JWH7069基于杰華特自主BCD工藝開發(fā)，采用業(yè)界主流的5*6 TGLA封裝，集成電流和溫度上報(bào)功能，其峰值和滿載效率已經(jīng)達(dá)成國際領(lǐng)先水平。

• POL覆蓋5V到100V的全電壓范圍，其中JWH6346A基于自主高壓BCD工藝開發(fā)，輸出功率可支持200W的100V DC/DC控制器芯片。
• LDO覆蓋5V、1/2/3A低噪聲、高精度、超低壓降的JWH7821A、JWH7822A、JWH7823A系列。

• Efuse覆蓋5A/25A/50A的JWH7152、JWH7165M、JWH7160A系列。其中JWH7160A是一款高集成的適用于12V電源軌的50AEfuse，采用業(yè)界主流封裝，集成啟動(dòng)電流平衡功能，可編程緩啟動(dòng)，支持大容性載帶載啟動(dòng)，內(nèi)置MOS故障診斷和保護(hù)的，并且支持多路并聯(lián)使用和集成高精度電流上報(bào)功能。

• PSE協(xié)議芯片覆蓋支持IEEE802.3at/af/bt等協(xié)議，包括單、四、八通道全系列產(chǎn)品，其中JWH72964是兼容IEEE802.3 af/at的集成功率管的四口PSE控制器芯片，集成I2C接口，支持硬件和寄存器配置最大功率，具有高集成度、高可靠性特點(diǎn)，廣泛適用于交換機(jī)。

• Gate driver覆蓋20V 4A/4.5A單和雙通道的JWH7917和JWH7924，此外還提供120V 4A的半橋驅(qū)動(dòng)器JWH7911B。
• 隔離DC/DC覆蓋75V 6W/20W/300W的JWH3515、JWH3516、JWH3530系列。

• 模擬信號(hào)鏈方面，10通道時(shí)鐘緩沖器JWH2031以及PA monitor 解決方案，包括集成12bit 32通道DAC、6通道ADC和溫度sensor的PA控制器JWS27932，支持76V雙通道高精度的電流采樣放大器JWS24285，以及支持-12V到-4V軌到軌的負(fù)壓開關(guān)JWS24157N。

• 非隔離電源模塊方面，包括12V電源軌2A/3A/15A/20A的JWM9292CL、JWM9203CL、JWM9215AEC以及JWM9220系列。

臧真波指出，AI、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)趨勢(shì)預(yù)示著市場(chǎng)機(jī)會(huì)的顯著擴(kuò)大，與此同時(shí)，也給國內(nèi)模擬芯片廠商帶來巨大挑戰(zhàn)。除了產(chǎn)品要應(yīng)對(duì)更高要求，對(duì)企業(yè)來說，更需要具備強(qiáng)大的工藝開發(fā)能力和更高效的芯片開發(fā)平臺(tái)，同時(shí)，快速構(gòu)建一個(gè)成熟的生態(tài)系統(tǒng)也是國內(nèi)廠商面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。

"在新技術(shù)推動(dòng)的新趨勢(shì)下，我們認(rèn)識(shí)到持續(xù)創(chuàng)新的重要性。面對(duì)通信、計(jì)算、汽車、新能源和高端消費(fèi)等領(lǐng)域的市場(chǎng)需求，我們將持續(xù)加大研發(fā)投入，鞏固并擴(kuò)大我們?cè)谕ㄐ蓬I(lǐng)域的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，我們也將與合作伙伴攜手，探索新的應(yīng)用方向，推動(dòng)產(chǎn)品多樣化和市場(chǎng)擴(kuò)展”，臧真波總結(jié)道，"我們將全力迎接未來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，助力中國模擬芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”