十年磨一劍，這家公司終成國內(nèi)電機(jī)芯片領(lǐng)域隱形冠軍

（文/程文智）從1978年德國Mannesmann公司的Indramat分部正式推出MAC經(jīng)典BLDC電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品開始，電子換相的BLDC電機(jī)真正進(jìn)入了實(shí)用階段。經(jīng)過40多年的發(fā)展，BLDC電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器技術(shù)已經(jīng)基本成熟，但因?yàn)橄鄬?duì)有刷電機(jī)來說成本要高出很多，所以BLDC電機(jī)只是在部分市場有應(yīng)用，一直沒有得到大面積的應(yīng)用。

近幾年來，隨著永磁新材料、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)，以及電力電子技術(shù)，特別是大功率開關(guān)器件的發(fā)展，再加上國內(nèi)高壓、高速電機(jī)制造技術(shù)的提升，BLDC電機(jī)得到了長足的發(fā)展。現(xiàn)在，BLDC電機(jī)已經(jīng)在很多場合得到了應(yīng)用，進(jìn)入了快速增長期。

據(jù)<電子發(fā)燒友>了解，現(xiàn)在關(guān)注BLDC方向的芯片廠商非常多。截止到目前，國內(nèi)至少有七、八十家芯片廠商推出了BLDC相關(guān)的產(chǎn)品，但綜合技術(shù)領(lǐng)先的還是TI、NXP、Microchip、ST、英飛凌、羅姆等國外廠商。

值得慶幸的是，這幾年國內(nèi)也涌現(xiàn)出了部分BLDC電機(jī)芯片企業(yè)，他們?cè)谝恍┘?xì)分市場取得了不錯(cuò)的成績。其中，峰岹科技（Fortior Technology）就是一個(gè)典型的代表，從2010年成立起就專注于高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片的設(shè)計(jì)及核心應(yīng)用算法研發(fā)，潛心十年研究，終成國內(nèi)BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片的隱形冠軍。其芯片產(chǎn)品和應(yīng)用方案被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、電動(dòng)工具、運(yùn)動(dòng)及出行、IT及通信設(shè)備、智能機(jī)器人、工業(yè)及汽車等領(lǐng)域。

十年布局，做電機(jī)芯片的拓荒者

2010年，國內(nèi)鮮有芯片廠商做電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片，只有少數(shù)幾家國外廠商比如TI、Microchip、ST、英飛凌、羅姆等半導(dǎo)體廠商推出了一些電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片。究其原因，一是電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片的研發(fā)門檻相對(duì)來說比較高，涉及到芯片設(shè)計(jì)、電機(jī)設(shè)計(jì)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)等技術(shù)，能同時(shí)掌握三種技術(shù)的半導(dǎo)體廠商不多；二是當(dāng)時(shí)BLDC電機(jī)的市場滲透率還不高，僅在部分特殊場景中有使用，對(duì)驅(qū)動(dòng)芯片的需求量不大。

在這樣一個(gè)市場前景不明朗，甚至誰都不知道未來市場究竟哪一天才會(huì)起來的時(shí)候，峰岹科技的創(chuàng)始人畢磊就決定了要進(jìn)入BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片領(lǐng)域，這不僅需要面向未來的眼光，更需要做好長期投入的打算，以及做出這個(gè)決定的魄力。

選好了市場，還要選擇技術(shù)方向。其實(shí)，BLDC電機(jī)的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)當(dāng)時(shí)大概有四種模式可供選擇，即DSP+外圍驅(qū)動(dòng)+外圍采樣、MCU+外圍驅(qū)動(dòng)+外圍采樣、具有預(yù)驅(qū)和采樣功能的專用MCU、以及專用SoC芯片。

“與多數(shù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片廠商采用Arm內(nèi)核架構(gòu)不同，我們從底層架構(gòu)上將芯片設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)、電機(jī)技術(shù)三者有效融合，用算法硬件化的路徑，在芯片架構(gòu)層面實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制算法，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制處理器內(nèi)核ME，這是完全不一樣的路線。”峰岹科技應(yīng)用部技術(shù)總監(jiān)羅薛對(duì)<電子發(fā)燒友>表示，“這樣可以降低客戶的開發(fā)門檻，幫助他們快速切入市場，但對(duì)公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了更高的要求?！?br />
因?yàn)殚_發(fā)算法硬件化的專用芯片，不但要求研發(fā)團(tuán)隊(duì)具有芯片設(shè)計(jì)能力，還需要他們對(duì)電機(jī)控制算法和電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)有深厚的理解，只有這樣，研發(fā)團(tuán)隊(duì)才能以電機(jī)終端應(yīng)用場景需求為導(dǎo)向，依靠電機(jī)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，將電機(jī)具體參數(shù)指標(biāo)需求轉(zhuǎn)化為行之有效的電機(jī)控制算法，并將電機(jī)控制算法在芯片設(shè)計(jì)層面以硬件邏輯門電路實(shí)現(xiàn)。

峰岹科技硬件化后的內(nèi)核簡稱ME，ME內(nèi)核為其自主研發(fā)、獨(dú)立設(shè)計(jì)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。它專門負(fù)責(zé)處理電機(jī)控制實(shí)時(shí)任務(wù)，可獨(dú)立運(yùn)行，對(duì)許多信號(hào)可以并行處理，通過算法硬件化與器件集成化，實(shí)現(xiàn)較Arm系列內(nèi)核32 位MCU芯片更優(yōu)的運(yùn)算速度效果。

在產(chǎn)品上，峰岹科技的電機(jī)主控芯片MCU 采用“雙核”結(jié)構(gòu)，其自主研發(fā)的ME內(nèi)核專門承擔(dān)復(fù)雜的電機(jī)控制任務(wù)，通用MCU內(nèi)核用于處理通信等輔助任務(wù)，更好的承擔(dān)“雙核”架構(gòu)中對(duì)外交互等輔助任務(wù)。

圖：BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片領(lǐng)域另種路線指標(biāo)對(duì)比（來源：峰岹科技招股書）

通過對(duì)比可以看出，峰岹科技的算法硬件化的產(chǎn)品在成本、功耗、性能幾個(gè)方面均具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢(shì)。在核心技術(shù)方面，峰岹科技也有很多積累，據(jù)其招股書介紹，截至招股說明書簽署日，峰岹科技及其子公司擁有已獲授權(quán)專利93 項(xiàng)，其中境內(nèi)授權(quán)專利85 項(xiàng)，境外授權(quán)專利8 項(xiàng)，其中境內(nèi)授權(quán)發(fā)明專利共計(jì)39 項(xiàng)；軟件著作權(quán)9 項(xiàng)，集成電路布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)46 項(xiàng)。

其實(shí)峰岹科技成立十多年來，一直只專注于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域，在電機(jī)主控芯片MCU/ASIC、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片HVIC、功率器件MOSFET產(chǎn)品線上進(jìn)行產(chǎn)品延伸開發(fā)，在算法硬件化、電機(jī)控制器件集成化方向發(fā)展。

近年來，為了提高電機(jī)控制芯片的可靠性、控制性能，降低控制系統(tǒng)體積以適應(yīng)BLDC電機(jī)小型化、定制化的發(fā)展趨勢(shì)，BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制架構(gòu)由完全分立逐步向全集成模塊發(fā)展。峰岹科技緊隨市場發(fā)展趨勢(shì)，推出了相關(guān)的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了從運(yùn)放、比較器到預(yù)驅(qū)動(dòng)（pre-driver）到電源與功率器件MOSFET的集成。

到目前為止，峰岹科技已經(jīng)可以為終端用戶提供分立、半集成，以及全集成的解決方案，為不同終端應(yīng)用場景的靈活化、定制化設(shè)計(jì)提供了可能。

羅薛指出，峰岹科技高度集成芯片可有效降低后續(xù)應(yīng)用方案的設(shè)計(jì)難度、便于終端客戶的使用和開發(fā)，降低方案整體成本，提高控制器的穩(wěn)定性和可靠性，有效降低控制系統(tǒng)體積，便于用于對(duì)體積有明確要求的應(yīng)用場景。

他特別提到，峰岹科技的電機(jī)控制專用芯片已經(jīng)在內(nèi)部集成了電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方案所需外設(shè)，如高速運(yùn)算放大器、比較器、LDO、預(yù)驅(qū)動(dòng)，部分芯片還集成MOSFET，大大減少外圍器件，最大程度上精簡了控制板，降低元器件所需面積?！巴ㄓ肕CU 集成驅(qū)動(dòng)一般采用合封技術(shù)，使得控制系統(tǒng)的可靠性降低，維護(hù)成本加大。峰岹的主控芯片可在單一晶圓上集成電源、驅(qū)動(dòng)或功率器件，可靠性大大提高，有效降低整體方案成本。”

羅薛還特別強(qiáng)調(diào)了峰岹科技與其他廠商不同的地方，峰岹科技雖然不做電機(jī)產(chǎn)品，但是有自己的電機(jī)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，可以給電機(jī)客戶提供技術(shù)指導(dǎo)，甚至幫助他們?cè)O(shè)計(jì)出符合市場需求的電機(jī)產(chǎn)品。

BLDC電機(jī)市場滲透率加快，峰岹科技在多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域成龍頭

近年來，BLDC電機(jī)的市場熱度很高，這主要是因?yàn)殡S著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，MCU和驅(qū)動(dòng)組件的普及，使得BLDC電機(jī)的總體成本降低了很多，很多使用傳統(tǒng)電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域開始大量采用BLDC電機(jī)。

根據(jù)<電子發(fā)燒友>的了解，BLDC電機(jī)在一些領(lǐng)域得到了大量的采用，比如高速風(fēng)筒、高速吸塵器基本都采用了BLDC電機(jī)；家用的落地扇也在快速無刷化；抽油煙機(jī)的無刷電機(jī)采用率也在不斷提升；還有產(chǎn)量很大的電動(dòng)工具領(lǐng)域的無刷化也在快速轉(zhuǎn)換。

但總體來所，當(dāng)前BLDC電機(jī)的市場滲透率還較低，未來市場需求空間巨大，這為廣大的BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片設(shè)計(jì)公司提供了充分的商機(jī)和發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)<電子發(fā)燒友>的統(tǒng)計(jì)，目前家電產(chǎn)品中，大部分使用的還都是傳統(tǒng)有刷或交流電機(jī)，僅在空氣凈化器、吸塵器、電風(fēng)扇等領(lǐng)域無刷電機(jī)的采用率超過了15%，其他很多領(lǐng)域都在10%以下。未來，隨著新的能效標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，以及市場對(duì)高效率的需求，這些市場BLDC電機(jī)的滲透率必然會(huì)進(jìn)一步提升，可能超過50%，甚至80%以上。

據(jù)<電子發(fā)燒友>了解，峰岹科技的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片產(chǎn)品在2020年BLDC電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的高速吸塵器和家用直流變頻電扇領(lǐng)域市占率達(dá)到了78%，在直流無刷電動(dòng)工具領(lǐng)域的市占率超過了26%；在電動(dòng)車/電動(dòng)平衡車領(lǐng)域的市占率也超過了27%。可以說，在國內(nèi)這幾十家做電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片的廠家中脫穎而出，成為了事實(shí)上的國內(nèi)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片領(lǐng)域的隱形冠軍。

而隨著BLDC電機(jī)不斷替換下游各領(lǐng)域產(chǎn)品中的傳統(tǒng)電機(jī)，市場滲透率不斷提高，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片的需求也將水漲船高?？梢灶A(yù)見的是，峰岹科技的驅(qū)動(dòng)芯片市場前景不可限量。

結(jié)語

峰岹科技憑借其高集成度、高穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品和解決方案被境內(nèi)外知名廠商所采用，比如美的、小米、大洋電機(jī)、松下、飛利浦、海爾、方太，以及日本電產(chǎn)等廠商。按照其規(guī)劃，未來峰岹科技將會(huì)繼續(xù)根據(jù)終端市場的需求，順應(yīng)工業(yè)、汽車電子、服務(wù)機(jī)器人等新興發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域，以及白色家電、廚電、智能家電、電動(dòng)工具，以及運(yùn)動(dòng)出行等應(yīng)用領(lǐng)域不斷推出新的產(chǎn)品和解決方案，以滿足終端更高的性能要求。