節能降耗政策下，家電控制器的半導體器件國產替代現狀如何?

編者按：

隨著家用電器的更新升級與回收利用兩大核心任務的執行，高效節能家電正蓬勃發展。站在高質量發展的關鍵時期，嗶哥嗶特聯合多位行業專家，特別策劃【家電行業深入“智能變頻”三大趨勢】共三篇文章，圍繞目前節能降耗的大趨勢下，變頻技術的發展難點、痛點，以期給2023年家電行業一些啟示或借鑒意義。此為系列文章第三篇《智能家電變頻技術國替新方案》。

根據2月24日國家發改委等9部門聯合印發的《關于統籌節能降碳和回收利用 加快重點領域產品設備更新改造的指導意見》，到2025年，力求在空調、冰箱、洗衣機、電視機、熱水器、吸煙機、燃氣灶等主要家電中能效達到節能水平(能效2級)及以上的占比較2021年提高10個百分點，實現年節能能源約1500萬噸標準煤，年減排二氧化碳約2900萬噸。

隨著家用電器的更新升級與回收利用兩大核心任務的執行，未來高效節能家電產品設備市場占有率將進一步提高，家電智能化和變頻化的滲透率大大提升。本期《智能控制器》欄目圍繞目前節能降耗政策對家電控制器內半導體器件的性能需求變化、器件需求供應情況以及家電智能變頻化給半導體領域帶來的市場空間等話題，邀請到家電控制器的整機專業工程師和行業資深人士共同參與，探討節能降耗政策下家電控制器內半導體器件的需求變化。

對話問題導覽：

1.隨著節能減排政策的推動，智能變頻家電控制器對MCU、功率器件等半導體器件出現了哪些性能需求?

2.環保節能的政策下，您認為可從哪些方面提升器件的低功耗、可靠性、高集成等性能?

3.我們目前家電控制器所使用的半導體器件，國產替代情況怎么樣?

4.貴公司目前在家電控制器中的方案替代進展如何?有何典型的應用方案?

5.目前使用一些國產器件的時候，有沒有出現比較明顯的問題?跟國外器件相比之下，您覺得差距在哪里?

6.對于國內半導體廠商，您有哪些比較好的創新方向或者建議之類的?

對話嘉賓：

1.隨著節能減排政策的推動，家電智能化及變頻化滲透率逐步提升，那么家電控制器對MCU、功率器件等半導體器件出現了哪些性能需求?

拓邦股份王文：肯定會有。方案不一樣，對應的器件要求也不同。但一般要求芯片具有更高速度、更高算力等等。相比之前，這些數據高出很多。功率器件要響應速度快，高頻率的情況下才能工作，有其他阻抗就會產生摩擦。

瑞德智能王邢軍：我主要是做普通、常規的家電，變頻家電涉及少。目前還沒有什么大的變化要求，主要是成本這塊。

海爾集團周勇：需求變化主要是更加的集中式、更加智能化。性能要求肯定要更高可靠性和安全性。因為物聯網的產品安全性要求要高一些。功率器件需求變化相對會小一點，滿足一些基本的實驗要求就可以。

2.環保節能的政策下，您認為可從哪些方面提升器件的低功耗、可靠性、高集成等性能?

航順芯片鄭增忠：在節能減排的政策下，確實對整機和器件的功耗都提出了更高的要求。我們在MCU設計的時候，不僅考慮到休眠待機功耗，還考慮芯片的正常運行功耗，并且在保證芯片能夠正常穩定運行的情況下，做到功耗的最小化，從而降低系統整體平均功耗。在可靠性方面，如果客戶碰到問題，我們不僅可以提供原廠的技術支持，還聯合第三方實驗幫助客戶診斷問題，并提供整改方案。

靈動股份官兵：靈動股份去年發布了MM32L系列低功耗產品，深度停機小于1uA，關機模式低至100nA，在加大低功耗產品研發投入的同時，也組建完整的車規級芯片測試實驗室，保證出廠的芯片得到更高性能要求測試。我們在提供高可靠性、穩定性的MCU同時，也提供對應的產品參考設計和算法程序，幫助客戶盡快實現客戶量產。

3.我們目前家電控制器所使用的半導體器件，國產替代情況怎么樣?

拓邦股份王文：目前還是以國外為主，比如瑞薩、ST等國外大廠比較多一點。雖然我們也在慢慢切換到國內的士蘭微和格力的功率模塊，主要看一下成不成功。

海爾集團周勇：現在考慮的成本壓力逐漸會多一些。反正在今天的國產半導體廠商梯隊里，可能是有時候交貨很滿足，有時候價格上便宜。我們現在估計只有百分之二三十。

4.貴公司目前在家電控制器中的方案替代進展如何?有何典型的應用方案?

航順芯片鄭增忠：在家電控制器方面，航順芯片最近同時推出了兩顆芯片。不僅可以替代市場上應用比較多的兩家國外品牌的型號，做到硬件兼容僅需修改軟件，而且在家電領域變頻、觸摸等控制都可以應用。

靈動股份官兵：目前靈動股份在空調內風機、空調外機三合一、冰箱壓縮機、洗衣機變頻驅動等產品都有行業龍頭企業進入量產;特別在家用空調應用，我們有針對空調內機的二合一方案和空調外機的三合一解決方案。

士蘭微何原明：經過多年的努力，士蘭微針對大部分的變頻家電都能提供成套完整的解決方案，包括MCU軟硬件方案和功率器件。我們當前的空調方案在室外機方案上實現了“高頻PFC+單電解電容+室外壓機”的控制，同時室內方案實現了主控芯片國產化替代以和板載風機方案降本;這套方案去年出貨約100多萬套;洗衣機方案也出貨了約50萬套;其余的冰箱、廚電等方案也已經在客戶端完成量產。

領芯微盧權勝：目前在家電控制器中，我們的方案替代進展迅速，典型的應用方案有高速吹風筒、落地扇、吸塵器等。方案功能設計完善，高性能的控制算法使得電機調試參數簡單，可靈活地匹配不同電機運轉，包含各項有效及時的保護功能，且成本低。

兆易創新徐杰：我們聯合家電方案商和客戶共同推出了一系列的家電解決方案，基于GD32 MCU的家電應用已經在變頻空調、變頻冰箱、變頻洗衣機、變頻洗碗機等各類終端上落地商用。

5.目前使用一些國產器件的時候，有沒有出現比較明顯的問題?跟國外器件相比之下，您覺得差距在哪里?

拓邦股份王文：國內的芯片有時候還不成熟，大家都不怎么敢用，擔心出現問題。技術和工藝上估計還要一段時間，才能達到國外大廠的水平。跟國外相比，我們國產廠商還在替代。目前國內具體研發得還比較少，主要是買別的方案，然后封裝而已。

瑞德智能王邢軍：這個還好。因為我們基本上使用常用的器件就可以了。采購方去溝通好，然后確認，我們再把不合適的器件剔除出去就可以了。

海爾集團周勇：差距還是在可靠性上。一個進口的東西可能用很多年，但是國產還達不到那個水平。

6.對于國內半導體廠商，您有哪些比較好的創新方向或者建議之類的?

拓邦股份王文：這可能要跑到市場上看需求才好。其實就是要減少不必要的，比如針對某種量大的產品，可以進行定制專用是不是更好?價格上是不是會更優惠?不是做所有公眾都可以用的是不是不會浪費?是不是比這種情況更好一點?

當然這可能要殺出一條血路了，對智能家電市場應該比較熟，然后針對不同的產品有一些專門的方案，不是說所有的產品都能應用上去，這可能會省一些資源，價格上會有優勢，性價比可以更高。

結語：

在節能降耗的政策實施下，集成化、小型化及模塊化成為家電控制器的主要發展方向。單從半導體器件來說，MCU要求更高精度和運算速度等，功率器件則要求更快相應速度和更高功率等。整體器件的低功耗、可靠性、穩定性和性價比等優勢都被日益凸顯。

受國際形勢影響，國產替代的浪潮已經席卷到各大應用領域。相對來說，家電領域的國產滲透率高于工業控制和汽車電子領域。隨著國產器件的性能不斷優化，家電控制器廠商也更愿意接受并使用國產半導體器件，但要實現完全的滲透仍需在可靠性和穩定性方面比肩甚至超越國外大廠。

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審核編輯黃宇