【導讀】在日前舉辦的2023深圳國際傳感器與應用技術展覽會（Sensor Shenzhen 2023）上，納芯微產品線總監趙佳博士發表精彩演講，分享了行業趨勢、傳感器芯片國產化歷程和未來市場機會，并接受了媒體采訪。
趙佳表示，智能傳感器是智能化時代信息系統與外界環境交互的重要手段和感知信息的主要來源，也是決定未來信息技術產業發展的重要基礎。近年來國內不斷發布的利好政策為國產化替代提供了巨大市場機遇。國產半導體廠商唯有繼續沉淀，精耕細作，更好地理解客戶需求，助力客戶提升差異化競爭力，才能在快速發展中站穩腳跟。
智能傳感器的發展與布局
傳感器是一個高度融合的領域，涵蓋材料、物理結構、電路等方面，納芯微就是一家從事高性能、高可靠性模擬信號和混合信號芯片的公司。據趙佳介紹，納芯微成立于2013年，根據2022年報數據，公司2022年年度實現營業收入為16.70億元。
納芯微企業戰略是用感知驅動未來，基于構建數字世界和現實世界的橋梁進行產品布局，涵蓋前端感知系統、中間數字互連，到后端反饋現實世界的驅動系統。對于如何保持技術領先地位？趙佳表示，納芯微的技術、產品開發核心邏輯是聚焦核心市場和應用規劃產品布局。
首先在公司文化層面鼓勵創新，“持續學習，堅持長期價值”；尊重技術，重視工程師文化建設和對工程師的長期培養，持續不斷進行技術創新和分享。作為一家立足于長期發展的科技公司，納芯微研發方面持續投入，吸引和長期培養優秀人才是保持技術領先的關鍵。
第二是與行業頭部客戶緊密合作，不斷增強系統方案研究能力，通過與系統廠商的深度溝通識別終端客戶的系統應用痛點，助力客戶提升差異化競爭力；同時也與行業關鍵客戶以戰略合作的形式共同定義引領行業發展的新產品。
第三是建立可靠、可信賴的質量體系保障，從產品的研發、測試、生產到交付，納芯微建立了全面的質量管理流程和體系，對質量嚴格把關以保證產品具有競爭力。
產品布局方面，納芯微比較成熟的量產傳感器產品包括磁傳感器、壓力傳感器和溫濕度傳感器；此外，還為合作伙伴提供整套傳感器、調理電路設計，還有未來的技術組合和儲備。
趙佳回顧到，納芯微在傳感器領域的積累較早，2014年量產第一顆加速度計調理芯片，之后在高精度信號鏈、隔離接口和電機驅動方面都有了技術儲備。納芯微在汽車傳感器應用方面的布局包括智能座艙、車身系統、混動及新能源動力總成、電池管理、OBC/DCDC、熱管理系統等。
納芯微的主電機電流和母線電流傳感器也是國內最早實現量產的，主要用在熱管理系統的復雜工作環境，這方面壓力傳感器、電流傳感器、位置傳感器布局非常豐富。
趙佳表示，霍爾電流傳感器芯片研發歷時三年，2021年推向市場，2022年同類產品國內發貨量領先。在功率大、要求非常高的汽車主驅電機解決方案中，納芯微的方案也已廣泛應用。
納芯微涉足汽車應用的第一顆量產芯片是2016年應用在汽車里的剎車壓力芯片，涵蓋傳統動力總成進氣壓力、出氣壓力、節氣門位置踏板、位置液面檢測以及真空助力、油壓等布局。現在，各種接口互連、供電電源、驅動側、運放、高精度參考都有完整的解決方案。
他自豪地說，目前市面上主流汽車中都有納芯微的芯片。在產業化落地方面，納芯微也在引領，OBC/DCDC產品都已量產。
最近，納芯微與大陸集團旗下合資公司陸博就乘用車關鍵零部件輪速傳感器本土化項目簽署產品合作協議，在技術與安全領域深度合作，共同推進汽車芯片國產化進程。納芯微的汽車電子產品布局、裝車量以及裝車后的質量表現獲得了國際大廠的認可。
傳感器和信號鏈的重點布局
從納芯微的產品路線圖可以看出，納芯微始終堅持聚焦汽車電子和泛能源行業（包括模塊電源、光伏、儲能、工控、電力電子、白電等），圍繞傳感器、信號鏈和電源管理三大領域不斷豐富產品矩陣。
據趙佳介紹，汽車是納芯微的主要目標市場之一，通過持續深耕汽車電動化和智能化應用，不斷提高國產芯片的覆蓋率。電動化方面，在新能源汽車主驅逆變器、電池管理系統、OBC/DCDC、PDU和熱管理系統中納芯微布局了豐富的產品組合；智能化方面，汽車照明、智能座艙、整車域控應用領域納芯微也在同步發力。
目前，納芯微的車載產品類型覆蓋壓力傳感器、磁傳感器、通用信號鏈芯片、專用處理器芯片、數字隔離器和隔離采樣芯片、接口芯片、柵級驅動芯片、電機驅動芯片、車燈驅動芯片、電源芯片等。
在傳感器和信號鏈方面，納芯微重點布局了幾大類產品：
01 磁傳感器
磁電流傳感器：信號寬度可達2MHz，性能優越，主要應用于新能源汽車OBC/DC-DC、電驅系統；
線性霍爾電流傳感器：NSM203x是基于聚磁環大量程電流檢測的高精度傳感器解決方案，廣泛應用于電動汽車電驅系統相電流檢測，以及工業電機控制和光伏逆變器等電流模塊的大電流檢測；
角度傳感器：支持-40℃-150℃ 360°旋轉角度精確測量，如車規磁角度傳感器NSM301x適用于汽車閥門、汽車智能雨刷等應用的非接觸式角度檢測。
輪速傳感器：與大陸集團旗下合資公司陸博簽署了乘用車關鍵零部件輪速傳感器本土化項目產品合作協議，定義和開發的輪速傳感器產品，共同推進汽車芯片國產化進程。
02 溫濕度傳感器
納芯微單片集成數字輸出溫濕度傳感器NSHT3x系列溫濕度傳感器，采用高可靠性MEMS濕敏電容技術和CMOS芯片工藝，典型精度誤差為±3%RH，典型溫度精度±0.3℃，典型濕度精度±3%，性能行業領先。
納芯微汽車級濕度傳感器NSHT3x系列，可測量相對濕度和溫度，已應用于車載激光雷達、智能座艙，如汽車智能除霧解決方案等。
如今，納芯微已形成了面向汽車、工控等領域較為完善的產品覆蓋，部分產品的功能和性能已經達到國際領先技術水平，比如數字隔離及接口芯片、隔離采樣芯片、門驅類產品、電流傳感器芯片等。
本土企業發展機會何在？
趙佳認為，從市場應用看，從家電到汽車，再到城市，都將變得越來越智能和互連，傳感器產業新的增長點是智能化和物聯網，也為本土企業提供了發展機會。以汽車智能化為例，納芯微在傳感器領域的領先技術正在充分施展，如霍爾電流傳感器可廣泛用于OBC/DCDC、主驅電機等應用，實現高可靠性、高性能的電流采樣；壓力傳感器用于新能源汽車電池包壓力檢測，在電池發生熱失控時及時提供報警信息，為乘員預留安全逃生時間；溫濕度傳感器用于汽車車窗防霧、空調出風口等。
從技術發展趨勢看，隨著可靠性的提升，各類系統逐漸從開環控制轉向閉環控制，這意味著對傳感器的需求將大量提升，比如系統指令發出后，會使用位置傳感器、光學傳感器或扭矩電流傳感器檢查命令是否執行到位。
他認為，本土廠商的發展機會首先要專注于重點應用市場的快速增長態勢，特別是正引領國內乃至全球市場發展的客戶群體。作為一個貼近市場的本土企業，納芯微有機會與領先企業保持持續深度對話，洞悉應用市場的發展趨勢，更好地滿足客戶需求，提供相匹配的芯片解決方案。
靈活、彈性、快速的響應能力也很重要，需要更加敏銳地察覺和快速反饋本土的宏觀政策、客戶需求、供應鏈、人才市場以及內部組織等變化，為客戶提供更快速的響應和靈活的支持。
車規芯片具有研發周期長、車廠試驗平臺及規模應用要求高等特點，門檻較高。近年來，產業鏈黑天鵝事件頻發，特別是我國新能源汽車快速發展為國產芯片提供了機會窗口。
不論是國產芯片公司的數量、所涉及的汽車芯片種類，還是汽車行業的應用規模、批量裝車后的質量表現，納芯微都取得了不錯的進展。在某些細分領域，納芯微不僅做到了國產替代，還成為了行業領導者，比如數字隔離器已在新能源汽車三電系統中廣泛應用。納芯微還為客戶提供信號感知、隔離接口、功率驅動、電源管理等豐富的模擬和混合信號芯片產品，賦能汽車電動化和智能化。
產品質量源于完備的質量管理體系
趙佳指出，在質量管理體系方面，車規關注最多的是AEC-Q100，但事實上芯片上車量產，隨著裝車量的增加，能夠有穩定的質量表現、不出事故、達到零失效，只靠AEC-Q100是遠遠不夠的。AEC-Q100只是最后環節的質量和可靠性保證，而不包括全部芯片開發，因此，如果要做嚴格的車規的質量管理，需要一個完整的體系，包括從芯片設計、工藝設計、晶圓封測等流程的深入耕耘，最終才可以實現的可靠、可信賴的產品，裝車之后讓用戶開著放心。
他說，納芯微從一開始就非常重視產品質量，擁有完備的質量管理體系，這意味著從產品研發到生產的過程中，都會嚴格遵照質量管控規范。納芯微特有的“雙R”方針（Robust & Reliable）保障了高品質的產品和服務。在汽車、光伏、工業控制等高壁壘行業備受客戶信賴。
納芯微深刻認識到車規產品對可靠性的要求不僅僅是通過AEC-Q100可靠性認證，而是對產品生命周期內各個環節的全面嚴格要求，需要內外兼修，才能達成車規質量要求。公司一直很重視質量方面的投入，包括人員、組織架構、產品研發體系和生產管控體系等環節都有全面的質量管理方針，并確保落實和執行。
隨著在客戶端對國產的前期驗證完成之后，納芯微踐行的“可靠、可信賴”價值觀保障了高品質的產品和服務，在汽車、光伏、工業控制等高壁壘行業備受客戶信賴。此外，納芯微已奠定了穩定、可靠的質量體系基礎，建立了較為完善的流程化體系，通過不斷提高公司的組織能力來提升自身的核心競爭力。
高質量發展需要產業鏈協同
近兩年，半導體行業全球供應鏈受到挑戰，與此同時，國內不斷發布的利好政策為半導體產業的發展保駕護航，為國產化替代帶來了巨大市場機遇。
趙佳強調，隨著“缺貨”情況的緩解，國產半導體廠商還需繼續沉淀，精耕細作，在順應國產化進程趨勢的同時，更好地理解客戶需求，助力客戶提升差異化競爭力，才能在市場的快速發展中穩步發展。
傳感器需要非常多元化、跨學科的合作，無論從物理結構到材料、電路到后端封測，每個品類都有非常高的門檻和難度。從產業鏈看，如果要把中國傳感器事業推向更高質量的發展，需要依賴行業更多的交流和深入的合作，需要產業鏈的配合和協同發展。
來源：PSD功率系統設計 ，作者劉洪
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