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芯海科技如何成就信号链MCU第一股?
时间:2020-07-10    来源:

    集微网报道,科创板自设立以来,就得到了众多优秀的半导体企业的青睐,其中包括全球半导体设备新星企业中微公司、国内领先的大硅片厂商沪硅产业、国内CMP抛光液龙头厂商安集科技等,这些企业无不是拥有业内领先的半导体技术,投资者也愿意给予这些高成长企业更高的估值。

凤凰彩票开户    同样,在目前正冲刺科创板上市的数百家企业中,也不乏拥有核心技术,并打破国外垄断成功实现进口替代的明星企业,例如中国芯片代工龙头中芯国际、全球第六的IP供应商芯原股份,以及专注信号链MCU的芯海科技等。

    近期,随着美国制裁华为的措施进一步升级,芯片代工和IP的重要性也被大众所熟知,而对于技术难度极高的ADC却知之甚少。值得注意的是,ADC技术也是中国半导体产业的“硬伤”之一,我国是全球ADC芯片最主要的需求方,但长期依赖向TI、ADI等国外供应商购买ADC芯片。此外,高端ADC还被列入《瓦森纳协定》,属于出口管制的范围。

    随着中美贸易摩擦的升级,ADC芯片国产化已经刻不容缓。作为一家专注于高精度ADC技术与高可靠性的MCU技术的企业,芯海科技冲刺科创板上市征程尤为引人瞩目。

啃下硬骨头ADC技术

    资料显示,ADC是模拟/数字转换器,主要功能是将自然界的模拟信号转换成数字信号,例如将温度、压力、声音或者图像等,转换成更容易储存、处理和传输的数字形式。

    现代信息系统处理的是数字信号,但存在于现实自然界的信息都是连续的模拟信号,要实现数字信息处理,首先要将模拟信号转化为数字信号。在任何数模混合的信息系统中,都需要用到ADC技术,ADC芯片的速度和精度将极大影响数字系统的处理能力。

    据业内人士表示,高性能ADC在军用领域、高端医疗器械、通讯产业以及精密测量等领域起着至关重要的作用,目前半数的电子产品中,都有ADC芯片的身影。因此,ADC的重要性不言而喻。

    在高科技领域,重要和先进的技术往往会被实施出口管制,ADC技术也未能幸免。1996年,以西方为主的33个国家在奥地利维也纳签署了《瓦森纳协定》,规定了高科技产品和技术的出口范围和国家,其中高端ADC属于出口管制的产品,中国也属于受限制的国家之一,禁运范围主要是精度超过8位且速度超过10MSPS的ADC。

对于做ADC芯片的难度,业内人士表示:“芯片有几千种,但ADC芯片绝对是最难做的几种之一。”

    据招股书显示,芯海科技成立于2003年9月,一直专注于高精度ADC芯片的设计和研发,早在2007年,芯海科技就推出了24位高精度ADC芯片CS1242,有效位数为21位,性能指标达到TI公司的ADS1240同等水平。

    在此之前,由于国内ADC芯片精度不够,准确度差,国内主要高端衡器厂商采购的主要是以TI公司芯片为代表的进口芯片(例如ADS1240),而CS1242的量产打破了中国中高端衡器芯片市场被外国垄断,完全依靠进口的格局,实现了国内中高端衡器国产芯片从无到有的替代过程。

    根据中国衡器协会发布的《2007年中国衡器工业年鉴》显示,2007年12月14日,在信息产业部软件与集成电路促进中心(CSIP)主办的2007年度“中国芯”技术与发展大会上,深圳市芯海科技有限公司推出的高精度Sigma-DeltaADC芯片CS1242获得了2007年度“中国芯”最具潜质奖,是获奖的10款IC产品中,唯一用于计量及工业控制领域的IC。CS1242获此殊荣,标志着中国衡器业也有了能够与国外顶级IC设计公司的高端产品相抗衡的“中国芯”。

    据了解,目前国内衡器芯片市场国外公司的身影已经很少。在衡器的细分领域里,“中国芯”已经完成国产替代,并牢牢地占据着整个市场。

    2011年,芯海科技推出了24位高精度ADC芯片CS1232,在有效位数上已经达到了23.5位,目前处于国内领先、国际先进水平,可以广泛应用于人体成分分析仪器、温湿度测量、电表计量、医疗检测器械、压力触控、地质勘探等。

    对于上述芯片的领先程度,芯海科技在回复问询时表示,芯海科技24位ADC芯片有效位数已经达到了23。5位,与处于行业领先水平的TI高精度ADC芯片性能基本一致,国内目前没有超越该技术指标的芯片设计企业。技术能力可见一斑。

专注信号链MCU

在高精度ADC芯片基础上,芯海科技进而研发低漂移放大器、基准源等产品,从而掌握了全信号链芯片设计技术。

    招股书显示,信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁。一个完整信号链的工作原理为:从传感器探测到真实世界实际信号,如电磁波、声音、图像、温度、光信号等,并将这些自然信号转化成模拟的电信号,通过放大器进行放大,然后通过ADC把模拟信号转化为数字信号,经过MCU或CPU或DSP等处理后,再经由DAC还原为模拟信号。可以说,信号链是电子设备实现感知和控制的基础,是电子产品智能化、智慧化的基础。

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    一个完整信号链的工作离不开MCU,只有集成信号链和MCU的SOC产品才能从测量,到运算,再到控制,实现一个完整的信号链闭环。对于芯片厂商来说,能否给客户提供核心元器件、完整的系统级解决方案以及相应的附加值也至关重要。

凤凰彩票开户    据了解,信号链MCU可适用于压力、温度、湿度、气压等多种物理信号的处理,理论上需要高精度测量和高效率信号处理的领域都在信号链MCU产品的覆盖范围。

    值得注意的是,信号链属于模拟电路,MCU属于数字电路,是技术跨度较大的两个领域,国内企业普遍专注在信号链或MCU领域,而芯海科技、TI是为数不多的同时掌握信号链和MCU技术的芯片企业。

    早在2005年,TI就提出了信号链MCU的概念,集成了MCU、ADC等,适用于在小型产品设计中寻求较高精度测量的客户,这也使得国内高端仪器中的多数工业测量芯片以及高端医疗器械中的智慧健康芯片都来自TI。

    2008年,芯海科技在掌握高精度ADC技术的基础上,开发完全自主知识产权的8位MCU内核,推出包含高精度ADC和MCU的SOC芯片CSU1200,并持续深耕信号链MCU领域。

    芯海科技在信号链MCU产品中也集成了MCU、高精度ADC、低漂移放大器、基准源等,广泛应用于智慧健康、压力触控、工业测量、智慧家居等领域,并与华为、Vivo、小米、魅族、美的、海尔、香山衡器、乐心医疗等知名终端客户建立了紧密的合作。

据芯海科技披露,公司在智慧健康芯片和工业测量芯片领域的主要竞争对手就是TI。

    以智慧健康芯片为例,TI公司的AFE4300芯片是全球率先应用于便携式智能体脂秤的芯片,该款芯片此前在该终端应用领域占据主导地位。而芯海科技推出的CS125X系列芯片,是国内首家便携式智能体脂秤专用的AFE芯片,结合相关的算法模型,形成了一套完整的家用体脂秤、高端人体成分分析仪的核心技术解决方案。

    在关键技术方面,上述两款芯片的关键技术为高精度ADC技术,芯海科技的CS125X系列芯片有效精度高于TI公司的AFE4300系列芯片,同时芯海科技的芯片外围器件更少,成本较低,正在逐步进行国产替代。

    据芯海科技在2019年12月举办的深圳国际电子展中宣布,公司的信号链MCU出货量已经超过15亿颗。掌握高精度ADC技术和高可靠性的MCU技术后,芯海科技选择信号链MCU这一差异化的道路无疑是成功的。

前景无限,未来可期

凤凰彩票开户    2020年初,一场疫情让全球众多企业都遭遇到了前所未有的危机,不过,对于芯海科技来说,疫情不仅仅是危机。芯海科技快速响应,积极投身新冠肺炎战疫,在展现其社会责任感的同时,也迎来了属于芯海科技的高光时刻。

   据招股书显示,自疫情发布以来,基于芯海科技在高精度测量领域深厚的技术积累,公司利用现有的内置高精度基准源的高精度ADC芯片和MCU芯片,短时间内完成包括红外额温枪的硬件、软件和算法的开发工作,同时开发了红外传感器验证平台,加快与主流红外传感器厂商的红外传感器的匹配和调试进度,以降低客户的开发难度及缩短红外测温枪整机生产的进程。

    目前芯海科技的红外额温枪芯片方案已大规模出货,可与包括德国海曼、台湾众智、安费诺、GE、泰科(TE)、森霸、上海格菲特、炜盛、美思先端等十家传感器厂商适配,协助研发生产防疫关键物资,积极履行社会责任。

    若说疫情的到来,对于芯海科技是凭借自身深厚技术积累成功转危为机,那么新基建的到来对于芯海科技的发展就是如虎添翼。

    据了解,新基建中的工业物联网给了信号链MCU无限机会,工业物联网需要对数据进行采集、传输、处理等,对于芯片供应商的根本需求就是高精度ADC与高性能MCU,与信号链MCU恰好相契合。

    芯海科技推出的信号链MCU能实现一颗芯片完成工业物联网中节点设备的信号采集、信息处理和控制,形成万物互联的闭环,从底层基础设施为新基建提高效率、优化运营。

    可以预见的是,在工业物联网的时代,芯海科技信号链MCU能凭借自身高精度测量和高效率信号处理的优势,撬动万亿级的蓝海市场,率先享受行业红利。

    作为一颗高集成度、高性能、低功耗的芯片,芯海科技信号链MCU的应用领域非常广泛,除工业、医疗领域外,还适用于体积要求十分苛刻的智能手机、智能家电等消费电子领域。

    据招股书披露,芯海科技是业内首家、也是目前全球唯一一家采用微压力应变技术并量产压力触控SoC芯片的企业,在压力触控芯片技术上自主创新。其压力触控SoC芯片目前主要应用于压力触控屏、压感Home键以及边缘键替代等。

    近年来,智能手机向更薄的工业设计以及全面屏演进,实体按键成为了影响手机美观的“鸡肋”,各大智能手机厂商纷纷推出无实体按键的手机,虚拟按键取代实体按键成为大势所趋。而应用芯海科技压力触控芯片手机可以使用压力触控按键取代传统的实体按键,将极大的提升手机的美观程度,增强用户的使用体验。

    目前,芯海科技的压力触控芯片已在国内主流手机厂家的中高端产品上得到大批量应用,如魅族旗舰机型、vivo机型、小米旗舰机型、8848机型、努比亚z20等。随着虚拟按键在中低端手机中普及,智能终端压力触控渗透率将进一步提升,芯海科技压力触控方案的市场将愈加广阔。

    当然,信号链MCU的应用不止于此,无论是在消费电子、高端医疗、工业控制、汽车电子等,只要需要小型化、高精度测量和高效率信号处理的领域都将是信号链MCU的发展方向。同时,专注信号链MCU的芯海科技也不止于此,随着公司在科创板上市,品牌知名度将进一步打开,芯海科技有望复制TI在信号链MCU的发展路线实现快速崛起。

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