智能家电浪潮下,国产芯片替代如何推进?

中国家电网 李慧楠 2023-02-16 11:01

  伴随技术革新、消费结构升级以及“Z世代”成为消费市场的主力大军等因素,绿色智能高端的家电产品消费需求愈加旺盛,于智能家电而言,芯片犹如人体的各类器官,从电源芯片、功率芯片、驱动芯片,再到主控器、通讯芯片等等,每一类芯片都不可或缺。


  值得一提的是,近年来,随着国产芯片正加速崛起,家电芯片的国产替代也成为必然趋势。据海信视像近期披露公告显示,拟分拆子公司信芯微至境内上市,据悉,国内最早造芯的家电企业中包括海尔、海信,此外近年来,各大家电巨头,如美的、格力、TCL等家电品牌均积极布局半导体芯片领域。


  然而,由于起步较晚,且市场长期被日、美等国家所垄断,家电芯片国产化率虽然在不断提升,但与国外厂商相比仍存在较大的差距,与此同时,大规模生产需求与更高稳定性要求,也逐渐演变为当下家电芯片国产替代的发展瓶颈,那么国产家电芯片该如何破局呢?



  MCU国产化率走强


  从市场规模来看,据市场调研机构Statista数据显示,预计全球智能家电的市场规模将由2022年的442.5亿美元,成长到2026年的765.6亿美元,四年CAGR(复合年均增长率)达15%。同期,全球家电的市场规模将从5871亿美元成长到7413亿美元,四年CAGR达6%,由此可见,智能家电的复合增速远高于行业增速。


  在此背景之下,国产家电芯片发展亦将进入高速发展期,根据类别进行区分,目前智能家电芯片主要分为三类,第一类是主控器,包括主控MCU、触控MCU和变频MCU;第二类是无线通讯IoT芯片,比如Wi-Fi芯片,第三类是功率芯片、电源芯片等等;以上芯片对智家电来说,均承担非常重要作用。


  据半导体产业纵横报道,白电巨头多布局MCU、IPM(智能功率模块)等控制类芯片,它们在空调、洗衣机、冰箱中犹如大脑般的存在;彩电巨头则更侧重于优化画质、显示处理的芯片研发。


  另据国金证券研报分析认为,近年来,随着各类家电均朝着智能化和变频化发展,如白电中出现了越来越多的变频高端空调,小家电中出现了智能音响、扫地机器人等智能家居产品,因此智能化和变频化则进一步推动家电MCU持续升级换代,对MCU的架构、性能和单机数量提出了更高要求。


  MCU称作微控制器,又被称为单机片,是将中央处理器(CPU)的频率与规格做适当缩减,类似于芯片级计算机,在不同的应用场合做不同组合控制。根据数据暂存的宽度,MCU又分为1位、4位、8位、16位、32位甚至64位,位数越高也就意味着MCU数据处理能力越强。


  近年来,由于智能家电在功能上,融入了人机交互、语音识别、可视化及物联网等功能,致使MCU的运算能力、处理能力不断提升,而随着家电更加智能,16位、32 位 等位数更高的MCU在小家电的市占率逐渐提升。具体应用中,如在智能音箱中,MCU芯片可以起到实现语音交互的作用;在扫地机器人中,MCU芯片起到控制机器人前进的作用;在电饭煲中,MCU芯片起到温度控制作用。


  然而,从发展现状来看,深度科技研究院院长张孝荣告诉中国家电网记者,国产家电芯片起步较晚,截至目前发展不过6~7年时间,而家电芯片更是长期被日美等国家垄断,目前MCU国产化率不断攀升,份额大约占比为20%左右。虽然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存在一定的差距。


  国内家电厂商如何破局?


  针对国产家电芯片发展瓶颈,张孝荣表示,家电产品是耐用消费品,使用寿命长生产规模大,对芯片的稳定性、可靠性以及兼容性要求较高,这是家电芯片国产替代的瓶颈。国产家电芯片生态尚未形成,芯片研发资源不足未来需要更多资金投入。


  另外,群智咨询(Sigmaintell)传感器分析师杨圣心也对中国家电网记者表示,目前国产家电芯片存在两大难点。首先是技术差距,一方面家电芯片的技术门槛不算高,但知识产权等问题对研发有一定阻碍;另一方面随着智能家电发展,对家电芯片的性能要求也在日渐提高,随着自主研发进程的推进,国产家电芯片的性能表现已经逐渐追赶上进口产品,但是由于后发劣势,性价比的提升仍需要时间。


  其次,是国产家电芯片进入家电供应链的门槛,即使与进口产品性能、价格类似,要在客户端导入也需要较长时间的验证和数据积累,这也需要时间和家电厂商的积极配合。


  值得一提的是,近年来,为应对缺芯带来的挑战,国内家电巨头们开始纷纷进行造芯布局。据悉,从业务布局来看,各家所专攻的细分市场各有不同,比如海信主做SoC、TCON芯片,美的、格力主做MCU,康佳主做Micro/Mini LED芯片,其子公司康盈则布局存储芯片等等。


  不过从家电巨头整体布局来看,杨圣心认为,由于芯片行业对产业链的依赖特性,TCL对全产业链的布局更有助于长期优势的建立。相比其他家电企业,TCL除了芯片设计外,还拥有上游材料(中环)和半导体制造(环鑫),由于家电企业造芯的重要目的之一是强化供应链安全,因此最重要的是制造能力。相对来说TCL的宏观优势相比其他家是较为明显的。


  此外,杨圣心还告诉记者,目前国产家电芯片的替代,有两个核心问题要解决,一个是建立完善的国产化供应链,一个是做到与海外产品相当的性能和价格。第一点上,家电企业自研芯片一般用于自身产品,从供应上看,难以确保稳定拿到晶圆制造产能,从需求上看产品通用性较低。


  第二点上,设计具有竞争力的芯片投入较高,家电企业本身起步晚,技术积累少,自研芯片的投入回报不成正比。因此整体上看,自研芯片作为家电企业提高自主研发能力、确保供应链安全的手段是有必要的,但仍应与国内芯片设计厂商加强技术和商业方面的合作,利用现有产业链生态,实现科学发展。


  “家电芯片的国产替代是必然趋势。”张孝荣也说道,他还表示,国产家电芯片企业要坚持长期投入,加大研发投入,弥补制造短板,在技术提升和品质保障前提下降低成本,以此鼓励市场多用国货,国产替代才能在市场上获得更大突破!


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