三大白电芯片的国产替代现状

文/产业在线 欧阳怀

动荡的国际经济形势，让我们深刻认识到中国在芯片领域存在的巨大弊端，发展国产芯片行业已经刻不容缓。

芯片“卡脖子”是一把双刃剑

由于国内的半导体产业起步较晚，目前无论在芯片设计还是制造环节，技术、人才、专利、资金投入与国际上存在较大差距，IC设计主要表现在系统产品创意不足，设计与产品实际应用落差较大等，IC制造环节包括光刻、薄膜、刻蚀、清洗等十几道工艺，其中众多环节的技术受到西方等国家的封锁，而国内技术还相对比较薄弱。面对该局势，如今国内政策大力向半导体产业倾斜，半导体企业更应该具备破釜沉舟的勇气和“十年磨一剑”的工匠精神。

借助制造业的生产效率和产业链优势，中国已成为全球最大的白色家电生产基地，其中空调占全球80%的产能，冰箱和洗衣机也超过了50%。但三大白色家电所需的核心芯片自给率严重不足，尤其是在高端芯片领域，90%以上使用的是进口产品。面对“惭愧”的现实，国内企业一直在追赶，近几年效果正逐步显现。

家电芯片国产企业发力前进

三大白电芯片主要分为两大类：一类是功率模块（IPM模块、分立器件），一类是MCU芯片。以空调为例，IPM模块是整个室外机变频电控里面的核心芯片，应用涵盖变频风机和变频压缩机驱动，实现空调全直流变频。MCU是白色家电产品的大脑，应用涵盖主控、变频、显示、触控等方面控制。据产业在线统计数据，2017至2019年三年时间里，国产功率模块在三大白电中的比例由3.4%提升至5.4%，国产MCU芯片在三大白电中的比例由8.8%提升至9.4%，虽然目前占比仍然较小，但芯片国产替代前期进程都比较缓慢，待后期进入放量阶段将迎来较大比例的提升。

在家电MCU芯片领域，首先由于国内芯片发展起步较晚，目前走在世界前列的主要是瑞萨电子以及赛普拉斯等外资企业，尤其是用于变频控制的32位高端芯片，国内几乎占不到可观的比例，关键技术和系统芯片的整合能力也较低。其次，家电MCU除了华大半导体和士兰微属于IDM模式之外，几乎都是芯片设计企业，而芯片制造均采用代工模式，在贸易战以及全球复杂的政治环境下，该模式也是限制国产替代进程的一个因素。据产业在线统计，2019年三大白电MCU芯片需求量超过4.5亿片，整机企业几乎都需要外购MCU来实现生产运营，其中90%以上是外资企业产品。但是，2019年的国际形势动荡，也给国内的芯片企业创造了前所未有的机会，以中颖电子为首的半导体企业在加紧推进中，在可靠性、高性能等方面具备强烈优势的华大半导体和士兰微芯片在家电行业的发展较快，目前两家均与家电行业有了良好的合作基础。

相对于MCU芯片，功率模块在国产应用比例上虽稍显逊色，但是值得一提的是，整机企业如格力、美的在空调智能功率模块上均有布局且实现自供，产业在线数据显示，2019年三大白电功率模块需求量超过1.1亿片，格力、美的两者年IPM自供总量超过400万片，目前比例还在稳步提升。2019年国内家电IPM年产能可达2800万片，但受限于晶圆的供应、自主知识产权技术，产能利用率相对较低。

任重道远依然不忘初心

无论是IPM模块还是MCU芯片，国产替代的壁垒非常高，对质量和可靠性的要求是非常苛刻的，尤其是在大家电领域，对产品的稳定性要求很严格。其次，短期时间内，整机企业对芯片新品牌的信赖度较低，即使采取了相关方案，产品的试用周期也需要2年左右的时间。但与前两者不同的是，作为搭载芯片的控制器，技术壁垒较低，家电控制器实现国产化门槛不高，近几年三大白电控制器国产比例一直在95%左右，其中空调除遥控器控制器外，室内和室外控制器几乎均由整机企业自供，在冰箱和洗衣机上，自供比例也非常高。

科创板的设立以及政策对半导体领域支持度的不断提高，都表明国家发展半导体产业链的强大决心，国产芯片行业发展势在必行。家电芯片行业的发展也迎来了绝佳的发展机遇，对于企业，需要定位清晰，瞄准方向，家电半导体行业发展需要大家的共同努力。

总而言之，在节能、智能、国产替代等强逻辑推动之下，中国半导体长期发展趋势不减。国内目前核心芯片的自给率依然很低，产业必须得到更多的资金投入，同时也需要更多的政策来吸引更多高端的国际化人才，相信在各方的共同努力下国产替代终将迎来曙光。