techff

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电路方案选择国产芯片,不仅仅是出于爱国之情?

2020-7-21 16:56:14 显示全部楼层
本帖最后由 techff 于 2020-7-21 16:57 编辑

工程师,在电路方案设计过程中,请给国产芯片一个机会

本文由【芯片哥】原创撰写,来源:今日头条

工程师,在开发新的项目,设计电路方案,存在一种现象:
芯片选型,首先考虑的是TI德州仪器、Maxim美信、ST意法、ON安森美、Microchip微芯等国外品牌,从这些国外芯片品牌中去选择合适的电路方案
选择这些国外芯片品牌,无可厚非,毕竟芯片是从国外先发展起来,时间上优先于国内,所以在研发工程师的群体脑海中,国外芯片品牌有了一个先入为主的优势,并且形成了固定式思维。
芯片哥在刚参加工作的时候,做研发工程师,设计开发一些电路项目,也是和绝大多数工程师一样,使用的芯片几乎纯一色的全是国外品牌。

芯片

现在回想一下,为什么会存在这种现象?为什么工程师在电路方案芯片选型的过程中,会首先想到的是国外品牌?
这是为什么呢?
第一,在10~20年之前,国内品牌的芯片公司还处于萌芽发展阶段,提供给工程师的芯片在性能方面存在一些不足之处;
第二,刚进入电子领域的初级工程师,一方面在学校接触的电路案例教材基本都是以国外芯片为主,另外一方面是在公司设计开发项目,基本都是按照公司老一辈工程师提供的成熟电路方案基础上进行二次开发,而这公司老一辈工程师,由于进入电子领域时间早,接触的也都是国外芯片,所以导致给到刚入职的初级工程师电路方案,也几乎是以国外芯片为主;这样又形成了初级工程师使用国外芯片的固定式“思维”了
第三,国外芯片的开发资料齐全,工程师在互联网上容易方便地获取;工程师只需上网浏览国外芯片的官方网站,就能掌握最新的产品方案信息。
但是,这些都是曾经的理由,都是过去式了,现在都0202年了,工程师是时候做出改变了,变换一些之前的电路设计套路了。
国产芯片,尤其是在中兴华为事件之后,慢慢地开始进入大众的视野了,尤其是工程师。一方面是坚定了国产芯片的信心,逐步地从内心深处接受国产芯片提供的电路设计方案;另外一方面是担心产品后续的量产国外芯片断供问题。

国产芯片

工程师,在电路方案设计过程中,选择国产芯片,有什么优势呢?为什么要选择国产芯片呢?难道仅仅是出于爱国之情吗?
当然不是这样的。
从项目整个研发周期的每个阶段环节,之所以选择国产芯片,包含三个因素
  • 研发能力的提高
  • 芯片交期稳定
  • 芯片性价比高

研发能力的提高

工程师都很清楚,电路方案设计的能力取决于自己的视野;视野越宽阔,可选择的电路方案越多,设计的项目越可靠。
基于此,相比较仅仅局限在国外芯片提供的电路方案,如果与此同时,工程师不带偏见式地看待国产芯片方案,相信也会带来项目研发过程中的一些电路问题解决方案。
选择国产芯片,在拓宽工程师电路方案选择视野的同时,也会提供工程师的电路研发能力。
研发能力的提高,也就是项目电路设计水平的提高,这很大程度上在于电路方案的选型以及相应的功能调试。
抛弃之前成功量产的国外芯片设计方案,选择国产芯片的设计方案,会带来一些重新研发设计的工作和功能调试工作。相当于按照自己的设计理念,再次开发了项目方案,期间会经历反复的电路调试验证工作,比如极限工作电压、极限工作温度、防水防潮的条件下,电路方案是否还能稳定地持续工作;
在此之后,工程师会收获电路方案如何选型以及如何检验电路方案是否适合项目的设计要求等能力,而不再是像之前一样直接采用公司提供的现成方案,只需做PCB设计就行了。

芯片交期稳定

工程师,似乎每隔一段时间,会经历一波电子元器件与芯片的缺货潮。比如在2017年~2019年时间期间
  • 贴片电容的缺货,交货周期由正常的4周增加到24周;
  • ST意法的单片机STM8S003缺货,交货周期由正常的4周增加到20周;
  • MOS管的缺货,交货周期由正常的3周增加到15周;
诸如此类,国外芯片经常周期性的发生缺货,交货时间延长。一旦交货时间延长,其结果就是项目的量产时间被延后,那么这被延长的中间空挡时间,它的损失由谁来负责呢?呵呵~~~

芯片

怎么去解决这类问题?
方案之一:工程师提前备货,或者是让供应商备货
提前备货,当然可以解决;但这会增加资金周转断裂的风险,毕竟库存就是押金,一旦不能消耗库存的备货,相当于这些都成为了坏账,无法再进行处理的不良财务。
方案之二:选择国内的芯片设计方案
选择国内品牌的芯片,相比较国外品牌的芯片,至少可以省去海运报关等手续的时间,直接在国内就可以进行交易;
芯片在研发设计完之后,进入类似中芯国际的芯片制造公司生产,最后再进行封装测试;如果这些芯片产业链参与的公司都在国内,那交期是不是把握性就更强了,可预测性是不是变得更清晰了。

芯片性价比高

一提到国产芯片,工程师似乎第一印象就是价格便宜、性能不稳定、合格率不高等等;但就价格因素而言,为什么说国产芯片价格便宜,而不是国外芯片价格那么贵呢?
价格是什么?价格是在成本的基础之上加上合理的利润;
芯片的成本是什么呢?主要包含芯片的研发投入费、芯片的生产制造费以及芯片的封装测试费。以电源芯片78M05为例说明
由于78M05电源芯片,它是一个成熟的产品,无需再投入大量的研发,因此它的成本只有生产制造费和封装测试费。
众所周知,全球最大的制造生产大国是中国,因此芯片的代工生产费用,国产芯片具有无可比拟的价格优势。
国产合科泰78M05 TO-252电源芯片,参考价为0.35RMB/PCS;
国外ST意法78M05 TO-252电源芯片,参考价为0.48RMB/PCS;
78M05电源芯片

差距一目了然,国外芯片的利润真是令国产芯片行业的人羡慕啊。没办法,谁叫工程师都还喜欢一直在用呢

结语

诚然,工程师对于国产芯片,多多少少会携带一些有色眼镜;要么是之前使用过国产芯片,存在一些问题,就产生了“一朝被蛇咬十年怕井绳”;要么是“便宜东西没好货”,感觉心里不放心;
国产芯片,的确是存在一些亟待解决的问题;比如生产制造环节,它的工艺何时能达到5nm?它的电路研发水平环节,何时能高超国外?而不是一昧地只做一些低价竞争的恶性手段获取工程师的认可。
另外,国产芯片的资料以及提供的参考方案设计,还有待再完善;
不过,瑕不掩瑜,国产芯片还在不断地成长优化中,只需工程师给与一些时间;工程师在开发设计项目过程中,结合实际的电路研发需求,评估号国产芯片的功能,相信是可以给国产芯片一次机会的。

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