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发力SoC,纳芯微再出招
2025-02-17 18:48:28 19
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    (原标题:发力SoC,纳芯微再出招)

    因为其广泛的使用率,信号链产品在过去几年收到了越来越多的厂商关注。尤其是在国内市场,在当前的市场使用状况以及国际竞争影响下,本土信号链产业发展迅猛,纳芯微也凭借自身的实力,成为其中一个有口皆碑的大赢家。

    据公司的财务数据显示,2024年上半年,纳芯微有过半的营收是来自信号链产品,这足以看到公司对信号链产品线的重视。纵观整个国内市场,纳芯微在诸如隔离产品上的号召力,也体现了公司在这个市场的影响力。但公司并没有停下继续前进的步伐,而是布局了全新的NovoGenius系列SoC,朝着成为国际模拟芯片巨头的目标迈出了重要一步。

    “纳芯微产品研发都是基于市场需求、客户需求驱动的。在这系列产品线上,也不例外。”纳芯微电子产品线总监叶健告诉半导体行业观察。

    奔向SoC,纳芯微发展的必然

    关于什么是信号链,不同的人可能有不同的定义。在纳芯微看来,信号链芯片是系统中信号从输入到输出的路径中使用的芯片,包括信号的收集、放大、传输和处理的全部过程,主要包括线性产品、隔离产品、转换器产品、接口产品等。

    具体而言,纳芯微的信号链产品涵盖了信号链细分领域中的信号调理芯片、隔离、接口和放大器等。其中,隔离和接口芯片更是将纳芯微信号链产品线实力体现得淋漓尽致,这主要得益于公司团队的积累以及多年来持之以恒的投入。公司也一如既往地升级其信号链产品。

    在过去的发展过程中,纳芯微不断升级公司的信号链产品,但在期间,如叶健所说,他们发现了终端市场需求的一些转变:一方面,客户有国产芯片的需求;另一方面,客户希望一个供应商能够提供足够多的产品线;再者,客户在一些场景中希望用集成的方案去取替分立的方案。

    尤其是后者,据叶健透露,行业现在的发展方向是原来像运放类、ADC、Stand-alone类的分立方案市场空间会越来越小,因为市场容量比较大的应用,客户一定会希望做高集成度的产品。为客户应用量身定制开发的ASSP业务,在这两年看到的需求是在变多的。

    基于这几点见解,本着为支持某一个特定的应用而做定制化MCU+的概念,纳芯微推出了SoC产品——NovoGenius系列。“准确来说,这是我们为工业或者汽车行业中的特定应用开发的应用专用物料,也就是俗称的ASSP(Application-Specific Standard Product)。”叶健补充说。

    在叶健看来,集成化的方案能够被认可,是技术、成本和可靠性角力的必然结果。

    首先,集成式的优势是成本低,因为它不是分立芯片了,定制的SoC是为了这个应用量身定制的外设(可以省下那些用不到的功能),所以其总体成本是下降的,整体BOM成本也在下降;第二,定制化的方案有一些性能是为了目标应用去特别优化的;第三,PCB板子的面积从size的角度来讲也是优化了的,这节省了空间和成本;第四,因为这是一个SoC解决方案,其整体系统级可靠性测试在IC level都覆盖到了,应用层面也覆盖到了,所以也会提高整体可靠性。

    但是叶健重申,能把模拟IP和数字IP完美结合起来变成这样一颗产品是很不容易。因为对于类似汽车Tier1类型的客户,他们首先要考核的是能不能做,核心IP能不能搞定;第二,看公司整体的质量管理体系如何,是否具备能满足车规的能力,是否能保证交付,能否满足供应链持续供应的情况;此外,整个质量管理体系是否有完备的SQE,MQE和DQE这样的质量管控的能力和体系?PPAP文档能否跟上客户?在封装厂测试厂OSAT的管控能力能否满足对质量的监控要求?IT系统是否能跟上客户公司的IT系统?

    “总体而言,这是一个公司整体综合管理能力的较量。作为国产汽车模拟芯片的领跑者,纳芯微的立足点就是整个公司的汽车管理体系。纳芯微的核心优势是整个车规产品管控的质量体系,已经建立起完整的汽车管控体系,这是我们比较强的优势。”叶健说。

    于是,国内最早在模拟领域布局汽车电子应用,早在2021年、2022年就开始在汽车电子领域大量布局,做了大量前期研发投资的纳芯微,推出了其NovoGenius系列的首颗SoC。

    从NSUC1610开始,打开新篇章

    叶健告诉半导体行业观察,纳芯微定义的第一颗SoC是应用在汽车上的电子执行器——NSUC1610。

    据介绍,这是一颗面向电子水阀和电子膨胀阀等“阀类”应用的产品。作为纳芯微为打开热管理市场而开发的产品之一,NSUC1610是一款模拟占主导的产品,契合纳芯微本身的技术优势。值得一提的是,虽然热管理这个目标市场在国际上有一些主流产品,但纳芯微是国产最早去做这块的玩家。

    叶健透露,这个产品的诞生,是公司与客户合作中的一个偶然发现。

    他强调,纳芯微在热管理应用中的产品也很丰富,例如驱动芯片、接口、高压的LDO和Flyback等产品,整体能涵盖热管理应用80%-90%的芯片。但在给汽车客户提供角度传感器的时候纳芯微发现,在每个传感器的背后,会有一颗电子执行器与之配对。在过往,这个产品主要由迈来芯等海外厂商把持。在缺货的时候,这个产品的短缺给他们带来了很大的困扰。

    “于是,在调研了这个芯片的规格和需求以后,公司认为,自己有实力去打造这样一颗高集成度的SoC。得益于纳芯微丰富的IP积累,NSUC1610将这些相关IP进行集成,行为一套为客户提供一站式解决方案。”叶健告诉半导体行业观察。

    从参数上看,NSUC1610除了集成了Arm Cortex-M3内核,还集成了PMIC、LIN总线的接口和马达驱动的四个半桥,再加上一个处理器。主要应用场景是面向本地化控制驱动集成(如电子水阀和电子膨胀阀应用中与阀类实现集成)。例如,在主动进气格栅中与AGS实现集成;在HVAC控制中则与风门电机集成等等。不同于传统执行器除了MCU芯片外,还在外围布置8个MOS管、MOS管驱动、LIN总线接口、电源芯片的设计。纳芯微为应用量身定制的NSUC1610是一个全集成的SoC方案。

    作为单芯片车用小电机驱动SoC,NSUC1610支持12V汽车电池直接供电,符合AEC-Q100标准,在汽车领域有广泛的用途,适用于控制小功率电机,可以驱动BDC、BLDC和步进电机等,有助于客户减小PCB尺寸,简化生产设计,实现更高效、更紧凑和高性价比的电机控制设计。

    基于这款SoC,纳芯微还推出了座椅通风解决方案。据介绍,这个解决方案采用单电阻电流采样(<25mR)实现电流重构,内部集成了PGA(可编程增益放大器)。BLDC控制器使用反电动势(BEMF)观测器,该观测器对电机的电阻和电感变化不敏感,可通过可靠的观测角度实现更好的观测效果;通过直流母线电压补偿,可在较宽电压范围内实现稳定的控制;其优化的定点控制算法可以实现在32MHz Cortex-M3上的高效运行,其内部集成的功率管只需部分无源器件即可实现小于20W电机控制系统的设计;针对FOC控制中的大量控制器,纳芯微提供的参数计算器可快速计算各个控制器的控制参数,减少用户大量的调试时间。

    除了NSUC1610外,纳芯微还针对不同需求,推出了 NSUC1602和NSUC1500。例如,NSUC1610的峰值电流为1A,如果所需的驱动电流大于这一数值,可以选择我们近期发布的新品NSUC1602。NSUC1602是通过集成式SoC加单独功率器件MOSFET的方式来支持大电流需求场景。至于NSUC1500-Q1,则是一款高集成度氛围灯驱动SoC产品。

    伴随着这些SoC芯片的亮相,纳芯微打开了新篇章。

    在问到未来信号链SoC规划的时候,叶健回应道:“我们会首先根据IP的复用程度定义产品,在执行器和电机产品上继续发力。展望未来,我们将会持续升级产品,并基于我们的优势在市场上寻找更多的机会。”

    叶健直言,对于一个厂商而言,横向扩展产品线,除了要基于自身的技术背景外。对于公司渠道能力的理解,也是能否做成一个新产品的关键。因为技术门槛很容易被追赶,但是商务门槛和市场门槛才是拉开差距的核心竞争力。

    “如果我们新增的产品线,正是我们当前客户所需要的,这样对于新产品的推广来说,是事半功倍。”叶健说。他进一步指出,纳芯微产品布局丰富、产线协同性好,可以提供一站式的方案服务,这也是很多客户选择纳芯微的原因之一。

    “客户选择纳芯微,不仅仅是选择一颗料,而是因为我们能满足他70%-80%的物料供应,可以把我们作为一个整体的战略供应伙伴引进,这是我们在市场上最核心的竞争力。我们的目标客户,在传感器、驱动、电源、隔离产品都有需求,纳芯微的销售渠道集中度较高,边际成本较低,能更好地满足客户。”叶健解析说。

    近年来,在地缘政治等多个因素的影响下,国产芯片厂商肩负的责任越来越重,尤其是在海外厂商的冲击下,本土芯片工商压力大增。有了NovoGenius的加持下,纳芯微多了几分底气。

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