突破可靠性瓶颈 家电芯片国产替代提速

伴随着国外制裁力度的加大，引起了国内家电巨头们的深层担忧，他们纷纷加码涌入家电芯片市场，掀起了国产替代的风潮。

但国内家电芯片厂商属于后来者，缺乏足够充分的市场数据证明产品的可靠性、一致性等，在大批量应用时遭遇一定的阻力，限制了国产家电芯片的市场化进程。不过，这只是暂时的，部分国内家电芯片厂商通过与下游厂商协同创新，已经打破了规模化应用瓶颈。可以预见的是，更多的国产家电芯片厂商将经受住可靠性、一致性等考验，甚至做出比进口芯片品质更高的产品，在智能化、网联化时代实现对进口芯片的全面替代。

家电芯片国产替代提速

我国是全球最大的家电制造基地，每年生产全球绝大部分彩电、冰箱、洗衣机、空调等家电产品，但核心的家电芯片却一直依赖进口，国内家电厂商也“不走寻常路”，很早就开始尝试自主设计芯片。近年来，华为芯片禁令、中美贸易摩擦不断以及美国限制出售芯片等措施，让中国家电品牌厂商感受到前所未有的芯片断供风险，他们都不约而同地加码设立家电芯片研发部门或者成立家电芯片公司，加速推动自主芯片研发，如美的成立美仁半导体。甚至有家电厂商也在引进国内其他公司设计的家电芯片，以实现国产替代。

这些家电芯片企业凭借终端应用优势，不断突破技术瓶颈，在家电芯片领域获得快速成长。美仁半导体在短短的四年间已研发出主控MCU、触控MCU、变频MCU、功率芯片、电源芯片等，其中主控MCU MR88F001单颗芯片已累计发货超过1000万颗，目前市场失效率跻身国际一流水平、远远优于同类国产芯片。伴随着家电企业及芯片设计企业涌入家电芯片市场，家电芯片国产化率也在不断提高。中国家电研究院副院长曲宗峰表示，2016年，我国三大白电（冰箱、洗衣机、空调）芯片国产化率不到2%，尤其高端芯片几乎全部依赖进口。但在近五六年来，家电芯片国产替代呼声高涨，国产化率逐年上升，2021年家电MCU国产化率已经达到17.4%，预计2022年有望达到22%。

与进口家电芯片仍有差距

近些年，经过国内厂商的不懈努力，家电芯片国产化率虽然有所提升，但是与国外厂商相比仍有较大的差距。根据产业在线数据，2021年，日本厂商在全球家电IPM市场占比超70%，日德厂商主导全球家电MCU市场。美仁芯片副总经理封为时表示，国外芯片企业有着先发优势，包括技术、制造等，国内芯片企业追赶需要一定的时间。而且，家电芯片极具价格敏感性，作为后来者的国内家电芯片厂商难以打造性价比优势。中国家电研究院副院长曲宗峰表示，虽然国产家电芯片没有明显的技术短板，在功能的先进性上也可以达到国外芯片的水平，但实际应用规模不够大，使用时间不够长，因此不具备明显的性价比优势。此外，国产家电芯片缺少市场的数据来证明国产芯片可以做得比进口芯片更好。封为时表示，对国内芯片企业来讲，国产替代最大的瓶颈是作为后来者缺乏足够充分的市场数据证明自己可以做得和进口芯片一样，甚至更好，所以家电厂商对大批量的采用相对谨慎。封为时举例道，美仁在2020年就推出了可以比肩进口品牌的主控MCU，但在前期推广应用中，由于缺乏足够数量的市场应用数据，客户不敢大量采购使用美仁的芯片。美仁没有放弃，积极配合客户完成了各项严苛的可靠性测试、板级测试、整机测试、长运测试，以及长达一年的试产试销，最终用优于进口芯片的市场失效率赢得了客户的信心和订单。相应地，国产家电芯片稳定性、可靠性以及一致性缺乏足够多实时监测数据的支撑。TCL空调研发中心总经理熊军就表示，国产家电芯片最大的瓶颈就是如何有足够的数据去支撑它的质量、稳定性、一致性。对此曲宗峰也指出，可靠性、可信、可度量是家电芯片国产替代的瓶颈和关键，因为家电产品是耐用消费品、数量大，如果出现批次性的问题，企业的成本压力会比较大；而且家电产品预期寿命长，空调、冰箱、洗衣机使用寿命基本都在10年以上，所以家电厂商非常注重家电芯片的可靠性。更进一步来看，国产家电芯片生态不够健全，兼容性方面不如进口家电芯片。家电厂商如果变更家电芯片需要投入大量的研发资源，一旦国产家电芯片不能满足家电厂商现有平台的标准，不能兼容现有软件平台，可能就会增加成本，降低效率。

加快提升国产替代率

在国内外环境不确定性加大的情形下，加速国产替代已成为国内家电芯片厂商的新命题。首当其冲的是要提升可靠性，这是国产家电芯片高品质的保证。有专家指出，要做到可靠性应该从芯片设计、制造以及应用等方面下手。在芯片设计时要做到稳定、可靠，定义产品时要将防水、防潮、防尘、防静电、防机械损伤、防应力等考虑在内。而后在芯片制造过程中也需要稳定性、一致性，将抗静电、抗干扰以及抗热负荷、热损伤等方面实现协同，才有可能在家电产品应用中保证可靠性。封为时建议，国产家电芯片公司作为后来者，应该充分利用后发的优势，树立起立足高端争做一流产品的企业目标。在芯片定义、设计、生产制造、测试等各个环节严加把控，通过提供性能更好、可靠性更高、供货更加灵活的产品赢得客户。在做好产品品质的同时，国产家电芯片公司还应该努力提高技术支持的水平、能力以及响应时间，全面提升客户的满意度。对于国产芯片的引进，家电厂商建立家电芯片可靠性的防火墙亦至关重要。熊军指出，作为家电厂商，如果要引进国产芯片，不仅需要建立完善的可靠性测试、验证平台，还需要对原有的硬件平台进行新的设计。同时，为了确保应用国产芯片家电产品在市场上能够稳定推进，家电厂商会设置一些阶梯上量的策略，分批次、阶梯投放市场。此外，家电厂商在使用国产家电芯片过程中需要把握好节奏，确保国产家电芯片稳定可靠的基础上再上市，并且在上市过程中要及时发现和解决问题。曲宗峰对“两路并进”进行了总结，一方面，国内家电芯片公司要坚持长期投入，加大研发投入，弥补制造短板，保证产品功能全面领先性，性能稳定性且产品一致性，使国产家电芯片具有可靠性、可信、可度量；另一方面，加速家电芯片国产替代不仅需要国家政策的引导，还需要行业上下游的协同创新，让更多的下游厂商更大规模地使用国产家电芯片，使我国家电芯片能够在市场占比上实现更大突破。如果这两方面都能做好，甚至品质优于进口家电芯片，国产家电芯片有望在全球家电市场全面普及。还要看到的是，随着家电产品智能化发展，对家电芯片提出了更高的要求。熊军指出，现在智能家电产品的需求越来越多元化，不仅需要高效化、小型化、集成化，还需要功能更加全面。这就要求家电芯片设计时能够集成更多的功能，例如，目前很多家电芯片设计时就把一些外围的电路集成到芯片中，有助于提升产品的可靠性。同时，现在智能化、IoT、联网以及用户数据学习都需要家电芯片更高的运算能力，并支持在线升级以及数据收集、学习以及智能决策。从全局来看，国产家电芯片替代进口芯片更重要的还在于确保好成本竞争力、供应保障以及交期。显然，如果国产家电芯片能够解决进口家电芯片这些痛点，则有助于进一步加速国产替代进程。