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模拟芯片作为集成电路的一大重要分支，主要分为信号链芯片和电源管理芯片两大类。它们或是在电子世界扮演着“翻译官”的角色，负责模拟和数字信号之间的转换，以及信号的放大、过滤、发送和接收，将真实世界的复杂性转换成数字系统能够理解的精确语言；或是在电源管理方面，充当着“能量调度师”，确保了电子设备的能量供应既稳定又高效。
随着技术的不断革新，模拟芯片在性能和能效方面得到显著提升。同时，数字化、智能化转型的浪潮，也为模拟芯片带来了新的增长机遇。特别是在中国市场，庞大的市场需求与产业政策支持，为模拟芯片发展注入了强劲动力，催生了一批如杰华特这样的优秀本土企业。杰华特以其丰富的产品线和创新技术，在模拟芯片领域展现了强大的竞争力，并在生态布局方面展现了足够的前瞻性和发展潜力。
日前，2024年国际信息通信展览会（PTEXPO 2024）在北京举行，<与非网>在展会期间参观了杰华特展台，并采访了杰华特大客户及华南区销售总监臧真波、杰华特高级技术市场经理朱培生，对于国产模拟芯片如何持续提升竞争力、未来的发展动力、发展趋势等话题，他们都进行了深入分享。
国产模拟芯片，增量市场巨大
当前，人工智能正在迅速发展并深入渗透至我们生活的各个领域，包括汽车电子、物联网、智能制造、智能家居、手机、PC等。“可以说，人工智能已经全面影响了电子产业以及我们的工作和生活方式，也给模拟芯片创造了巨大的市场机遇”， 臧真波谈到。
根据台积电今年上半年预测，到2030年，全球半导体市场将达到约1万亿美元规模，其中高性能计算（HPC）相关应用占40%、智能手机占30%、汽车占15%、物联网占10%。
臧真波表示，这都将给模拟芯片带来广阔的应用市场，特别是HPC，将创造出巨大的增量市场。其次，受益于AI算力芯片的崛起，比如英伟达、英特尔、AMD以及国内各种AI芯片，其外围电路都需要大量的模拟芯片，例如多相电源解决方案包括多相控制器和DrMOS芯片、电源模块、电子保险丝等，这些需求也将随之倍增。
目前，国内电源芯片的市场容量大约是1000亿元人民币左右，如果以台积电的预测进行同比例测算，预估到2030年，国内模拟半导体市场规模有望达到3000-4000亿元人民币。这一预估数据有待市场进一步验证，不过可以确定的是，通信和人工智能的发展将为模拟芯片带来前所未有的发展机遇。
杰华特大客户及华南区销售总监 臧真波
如何构建模拟芯片差异化优势？
国产模拟芯片的繁荣前景下，如何打造差异化优势、形成独有的壁垒，成为每一个玩家的必修课题。
成立于2013年的杰华特，起步阶段先行聚焦于AC/DC芯片，形成了多个系列的照明类AC/DC产品，之后开始逐步发力中低压小电流DC/DC、移动电源专用芯片等产品。
实现了前期的技术积累后，杰华特大力投入以DC/DC为主的全系列电源管理芯片产品研发，成功切入工业控制、笔记本与台式机、服务器、交换机、储能系统等主要应用领域。
目前，杰华特已实现了六大产品线组合，涵盖40多条子产品线，可售料号超2000+，基本覆盖了绝大部分业界主流电源管理品类，可以满足各种应用场景的电源需求。特别是在DC/DC领域，实现了芯片全等级产品布局，成为率先突破多相电源产品的国产芯片厂商，并已与主芯片厂商英特尔展开深入合作，终端客户覆盖国内外知名企业。同时，该公司仍在持续进行产品迭代，积极拓展电池管理和信号链全模拟芯片产品线，以不断提升产品组合的深度与广度。
回顾一路走来的发展成果，臧真波认为，这和公司的发展理念密不可分，成立之初，杰华特就确立了打造全模拟品类半导体企业的愿景。“为此，我们必须具备构建多产品线的能力，以电源管理芯片为例，它要求能够支持从低压到高压、乃至超高压的工艺平台，电压覆盖从7V到700V全范围。这就需要技术架构能够支持各种电源解决方案，如AC/DC电源、DC/DC电源、BMS电源等，以及各种复杂的信号链产品，包括运算放大器和模数转换器等等”，他强调，“我们的创始人是在半导体领域拥有数十年经验的资深专家，深知人才储备、技术平台深入布局的重要性，这些成果并非一蹴而就，而是我们长期努力和持续创新的结果。”
除了产品组合丰富、布局深、应用广，臧真波表示，杰华特的差异化竞争力还体现在：产品层面能够满足市场高性能、高可靠性、绿色节能以及小型化等需求，同时解决方案覆盖多个应用场景，如通信、数据中心和自动驾驶等，能够满足生态系统合作伙伴的广泛需求。
也正是通过多产品线组合、广泛应用领域的覆盖，杰华特形成了提供一站式模拟解决方案的能力，这对客户来说意义重大。臧真波解释说，一站式采购为客户带来三大优势：首先帮助客户提升了研发效率，相比对接多家供应商，单一供应商帮助他们简化了技术交流的过程；其次优化了采购流程，降低了时间成本和人力资源消耗；第三，更容易与客户形成长期合作关系，共同规划系统演进，实现产品和解决方案的同步开发。
朱培生强调，“在通信和计算领域，生态系统的重要性不言而喻。随着xPU的迭代升级，其通信协议和电源规格也在不断更新，只有保持深度合作，才能提前进行产品开发和市场布局，以确保我们的产品与最新的通信协议和电源规格保持一致，从而保证解决方案的可持续性。在这方面，杰华特已经跟业界一些头部xPU厂商建立了良好的合作关系。”
“芯片开发可能需要1-2年的时间，因此，我们需要提前了解客户的需求，并在其产品落地时提供支持，帮助客户提升在未来的竞争力。上述优势都有助于我们与行业重点客户建立长期的、深度的合作关系，帮助我们打造坚固的生态体系，从而在激烈的市场竞争中保持领先”，臧真波补充。
自有工艺——高端化和灵活供应链的“秘笈”
通信、计算领域有其独特的产品需求：首先，通信基站、服务器等都需要长期稳定运行，并且要能够支持大电流，这就要求电源芯片和信号链芯片具有高可靠性；其次，电源芯片的效率直接影响整体能效，因此产品要满足绿色节能要求，这涉及到底层逻辑和工艺平台的优化，以及电力电子控制架构的创新；第三，随着基站的小型化和计算能力的增强，对垂直供电的需求也在提升，这要求产品必须保持高密度、小型化，而这依赖于创新的控制架构，例如提高电源芯片的开关频率，在实现更小尺寸的同时保持高效率。
“为了实现上述目标，我们提前布局了特殊的工艺平台，并建立了全流程的高品质管控，以确保产品质量”，朱培生表示。
杰华特高级技术市场经理 朱培生
他以这次展会上展出的一个服务器解决方案为例，这些应用中使用的是高功率电源解决方案，供电电流可以达到上千安培。在大电流情况下，开关损耗和导通损耗直接影响着电源芯片的效率，而这两种损耗都与工艺密切相关。
“这类产品依赖于BCD工艺，这与数字芯片的纯CMOS工艺不同，而是在同一张晶圆上集成了Bipolar、CMOS和LDMOS器件，其中，LDMOS的栅级电容影响开关损耗、LDMOS的导通电阻影响导通损耗。为了降低损耗，需要降低芯片单位面积的导通电阻和栅级电容，从而提升芯片的效率”，朱培生解释说，“我们一直在迭代自有工艺，对于模拟芯片来说，挑战不在于一味追求最先进的工艺节点，而在于如何在成熟的工艺下提高单位面积的能量密度，这涉及到解决耐压和散热问题，这是模拟芯片工艺面临的最大挑战，也是我们的核心优势之一。”
作为模拟芯片公司，杰华特布局工艺技术的着眼点是什么？臧真波认为主要有三方面原因：首先，正是由于布局了核心工艺技术，杰华特在产品迭代的速度和节奏方面自主性更强，能够快速响应市场变化；其次，一些高端产品的研发与特定工艺紧密相关，例如其DrMOS技术，就需要先进的核心工艺才能实现；第三，供应链管理更为灵活，通过掌握自有工艺不依赖代工厂，能够更灵活地布局供应链，而不受限于晶圆厂的标准工艺，同时也能确保产品的一致性。未来，随着通信和计算对产品能效的要求越来越高，杰华特将持续迭代自有工艺，满足更高的能效要求。
AI 趋势下，模拟芯片迎来下一个蓝海
AI算力需求拉动了通信和计算领域设备的增长，与此同时，能耗、散热等问题凸显，也给供电芯片带来了新的挑战。高效率、低功耗、持续稳定的供电成为了关键。
针对基站、交换机、服务器、光模块等应用，杰华特在本次展会上展出了Core Power、POL、 LDO、eFuse、Hot-swap、PSE、隔离DC/DC、power module、gate driver、clock buffer以及PA monitor等解决方案。
此外，展出的core power的多相控制器包括5相的JWH63551，8相的JWH6374和12相的JWH6377。据了解，应对更大功率需求，杰华特不久的将来还会推出16相控制器。
朱培生谈到，随着AI引爆的数据量大幅增长，交换机的交换容量不断扩大、端口速度越来越快，这意味着核心芯片需要处理的数据量和传输速度正在迅速增长，直接导致了对更高功率的需求。为了满足这一需求，核心供电的电源管理芯片必须具备更高的性能和更大的功率输出，多相控制器向更高相数升级就成为必然。
应对这一趋势，该次展会推出了12相控制器JWH6377，它具有以下一些特点：可编程环路配置，为客户提供了灵活的操作选项，简化了系统设计；采用业界主流的6*6 QFN封装；可灵活调节双路的相序配置，优化了系统的布局和布线。此外，它集成了PMBus调压功能，能够上报关键的电压、电流、功率、温度和故障信息；集成各相电流均衡和热平衡功能，优化了电流分布和热应力；并且集成多种保护功能，提供了不同故障的响应类型，增强了产品的可靠性。
他解释说，从8相到12相，这一跃升不仅增加了相数，而且显著提高了功率输出。通过这种升级，即使在搭配相同的智能功率级的情况下，功率输出也能够提升到原来的1.5倍。通过将JWH6377搭配智能功率级JWH7069，可支持上千A电流应用，可以很好地满足交换机升级需求。
这些特性也使得JWH6377的应用非常广泛，包括交换机、路由器和通信基站等大电流应用场景。
除了JWH6377，对于高性能计算和通信应用，杰华特在本次展会还带来了如下系列产品：
- Core power的智能功率级包括60A、70A、90A的JWH7060、JWH7067、JWH7069系列。其中JWH7069基于杰华特自主BCD工艺开发，采用业界主流的5*6 TGLA封装，集成电流和温度上报功能，其峰值和满载效率已经达成国际领先水平。
- POL覆盖5V到100V的全电压范围，其中JWH6346A基于自主高压BCD工艺开发，输出功率可支持200W的100V DC/DC控制器芯片。
- LDO覆盖5V、1/2/3A低噪声、高精度、超低压降的JWH7821A、JWH7822A、JWH7823A系列。
- Efuse覆盖5A/25A/50A的JWH7152、JWH7165M、JWH7160A系列。其中JWH7160A是一款高集成的适用于12V电源轨的50AEfuse，采用业界主流封装，集成启动电流平衡功能，可编程缓启动，支持大容性载带载启动，内置MOS故障诊断和保护的，并且支持多路并联使用和集成高精度电流上报功能。
- PSE协议芯片覆盖支持IEEE802.3at/af/bt等协议，包括单、四、八通道全系列产品，其中JWH72964是兼容IEEE802.3 af/at的集成功率管的四口PSE控制器芯片，集成I²C接口，支持硬件和寄存器配置最大功率，具有高集成度、高可靠性特点，广泛适用于交换机。
- Gate driver覆盖20V 4A/4.5A单和双通道的JWH7917和JWH7924，此外还提供120V 4A的半桥驱动器JWH7911B。
- 隔离DC/DC覆盖75V 6W/20W/300W的JWH3515、JWH3516、JWH3530系列。
- 模拟信号链方面，10通道时钟缓冲器JWH2031以及PA monitor 解决方案，包括集成12bit 32通道DAC、6通道ADC和温度sensor的PA控制器JWS27932，支持76V双通道高精度的电流采样放大器JWS24285，以及支持-12V到-4V轨到轨的负压开关JWS24157N。
- 非隔离电源模块方面，包括12V电源轨2A/3A/15A/20A的JWM9292CL、JWM9203CL、JWM9215AEC以及JWM9220系列。
臧真波指出，AI、大数据、云计算等技术趋势预示着市场机会的显著扩大，与此同时，也给国内模拟芯片厂商带来巨大挑战。除了产品要应对更高要求，对企业来说，更需要具备强大的工艺开发能力和更高效的芯片开发平台，同时，快速构建一个成熟的生态系统也是国内厂商面临的一个挑战。
"在新技术推动的新趋势下，我们认识到持续创新的重要性。面对通信、计算、汽车、新能源和高端消费等领域的市场需求，我们将持续加大研发投入，巩固并扩大我们在通信领域的传统优势。同时，我们也将与合作伙伴携手，探索新的应用方向，推动产品多样化和市场扩展”，臧真波总结道，"我们将全力迎接未来的挑战和机遇，助力中国模拟芯片产业的发展。”
