原创 家电智能化芯片现行，国产替代还缺什么？

在竞争激烈的家电产业中，许多核心部件依赖进口，受制于国外的上游供应商，如今，家电企业在芯片研发上不断发力，健全产业链，为家电科技创新发展提供强支撑。

传统市场的数字化、电子化、智能化、网联化，都是半导体在这些传统设备中占据一席之地的根本原因，随智能化功能增加、设备自主性的增强，决策能力也越来越高，主控芯片算力要求越来越高，对于空调、冰箱，甚至很多小家电，变频成为主流，IGBT/IPM的需求都会大幅增加，甚至，不排除随着芯片成本下行，智能家电本地支持一些神经网络的NPU芯片，还有涉及安全、隐私计算的数据在本地完成。

这些都是芯片在家电中越来越重要、市场价值越来越高的原因。

MCU，家电芯片市场及国产化进程

首先，来看看目前主要白电的MCU市场发展情况——对于MCU的市场探究，基本也可窥见家电终端及MCU周边芯片与模块的发展情况。

能被称为智能家电的产品需要用到哪些类别的芯片？

第一类是主控制器-即MCU，它是智能家电的‘大脑 ’，能同时处理各种外部信息输入，并指挥各个功能单元智能、高效地运行。另外，触控MCU和变频MCU可以辅助主控MCU完成系统功能。其中，触控MCU主要用来完成触摸按键的功能，配合主控MCU实现与用户的交互，如冰箱、洗衣机等功能面板上的图标按键，轻触一下即可开启对应的功能；变频MCU主要用来根据电机的特性和运行状态，智能高效地控制电机运行，如洗衣机电机、空调风机等。

国内市场家电的MCU需求量从2017年的5.7亿颗增长到2022年的超过7亿颗。

产业在线预测2023年三大白电产品总销量2.9亿台，同比下滑1%左右。2022年虽说基数仍在下滑，但相比2022年的情况已好转不少。与此同时，白电产品变频化趋势还在加速，明年空调变频化率将超过70%、洗衣机达到将近50%。有理由相信，这一市场的半导体产品需求量总体会有上涨。

在MCU领域，参与家电细分市场竞争的外资MCU品牌主要有恩智浦、微芯、瑞萨电子、意法半导体、英飞凌、东芝、德州仪器等提供的 MCU可以满足中高端家电产品的需求，而国产品牌中兆易股份、中颖电子、合泰半导体等在中低端家电市场具有竞争力。

2016年的时候，三大白电的芯片国产化率其实还不到2%。尤其高端芯片模块化几乎全部依赖进口。这几年，国产化率在不断提高2021年达到了17%，2022年产业在线的数据是能达到22%。

国产芯片的扩张之路

可靠性、可信、可度量原本就是实现芯片国产替代的先决条件。

从应用端的角度来看，高品质与否的“第一点是可靠性”，如果国产芯片厂拿不出这个数据，终端厂商就不敢大批量采用，这是碰到最大的瓶颈。

基于这种顾虑，终端企业自研的芯片是首先应用于自家终端产品——基于自家产品的先验基础，在获得市场信任之后，再将产品导入三方。

美仁半导体2020年推出首款主控MCU，虽然，在包括抗静电、快速瞬变脉冲群抗干扰等等各种各样的测试下，都自认为可以和进口芯片比肩。但实际上这些数据拿去给客户，客户还是会有疑虑。通过长达一年的试产试销，我们以优于进口芯片的市场失效率来赢得客户的信心和订单。

美仁半导体整合了美的集团每年60亿的芯片需求，吸取了丰富的应用经验，在此基础上“可拓展全球家电外部市场”。包括MCU、电源与功率芯片、IoT等大多在此业务群内。据说美仁芯片过去两年的芯片产品已经应用于“数千万美的集团及其他同类家电客户的产品中。

国产芯片反客为主

近几年，受中美贸易摩擦、芯片法案等政策因素影响，中国家电行业某些细分应用一度出现“缺芯”的尴尬局面，在危机面前，国产芯片企业迅速攻城略地，不仅供货能力大幅提升，在很多类高端芯片上也取得技术突破，助力家电产品创新。

布局家电领域的国产芯片厂主要分为两类 ：一类是国产半导体厂，一类是家电企业。

兆易创新是中国领先的NorFlash MCU和MCU供应商。作为一家Fabless芯片设计公司，兆易创新NOR Flash MCU全球排名已经跃进了第三位，在中国市场占有率更是排名第一；通用类32位MCU在中国市场排名也位居第一。

据万元芯城了解到：“缺芯潮”爆发前的很多年，意法半导体一直都是MCU领域的领军企业，如今，兆易创新通过不断的技术创新闯出了一片天地，不管在中国市场还是全球市场，都是名副其实的头部MCU品牌。具体到家电应用，目前，兆易创新的32位MCU在变频冰箱、变频空调、扫地机器人、豆浆机、破壁机、家庭网关、智能门锁、智能音箱、无线耳机等诸多领域都有很高的市场占有率和出货量。

英集芯是国内消费电子市场重要的电源管理芯片和快充协议芯片供应商。英集芯表示，看好智能家电的发展前景，旗下产品范围已经涵盖物联网芯片、智能音频处理芯片、信号链芯片等，未来将持续向智能音频处理、 智能家电、物联网、汽车电子等领域拓展。

作为家电企业，除了美的，格力、海信、格兰仕、TCL科技等家电整机企业也都设立了专门的芯片公司，为智能家电的可靠运行提供技术支撑。

比如，TCL于2021年就尝试旗下家电产品的国产化芯片替代，不仅是MCU，还有很多其他小型芯片，包括功率半导体。在2017-2019年，TCL是大量应用进口芯片的。其实对比一下故障率，目前国产芯片的故障率还是比较可观的，甚至比一些进口芯片表现还更优越一些。

从目前的成果来看，主要家电芯片的国产化已经不是什么大问题。

未来的家电芯片还需要什么?

除了可靠性，家电设备对于更高端芯片的需求也对国产化芯片替代提出了新的挑战。

TCL发现一些带有智能感知的、交互体验比较好的产品，比如语音交互，这类产品的在线率和活跃度就会非常高。我们统计语音空调在线活跃度是常规智能空调的10倍。

智能化外，无感或被动的家电自动化体验，网联更是其中的基础，无论是空调、净化器、加湿器、扫地机器人的互联互通，还是可穿戴体感设备与家居设备的互联互通。智能化是达成高能效的技术方向，智能化、网络化、高能效三者本身又是相辅相成的。

芯片角度来看，功率与电源相关的，IPM以及变频化本身在家电设备中的逐渐普及，都是这一趋势的体现。

MCU、无线连接IoT芯片以及IPM外，还有高主频智能SoC/DSP，智能显示屏控制、智能感知、AI语音交互和网络连接等都是后续更加智能的家电技术。 在家电产品这种智能化升级换代的过程里，芯片会迎来新的挑战和机遇。

未来产品高品质、国产化替代还有很长的路要走。