電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/程文智)模擬芯片表征的是電壓、電流、功率、功耗等比較固定的電路參數(shù),因此,它是連接真實(shí)世界與數(shù)字世界的橋梁。設(shè)計(jì)一款模擬芯片,就像打磨一件藝術(shù)品,設(shè)計(jì)師需要有豐富的經(jīng)驗(yàn)、可意會(huì)不可言傳的know-how,以及與工藝工程師緊密的溝通配合。而高速/高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)是被比喻成模擬芯片中的“皇冠”。
	
	為了這頂“皇冠”,也為了填補(bǔ)國內(nèi)市場空白,2003年成立的芯??萍?/u>潛心4年,終在2007年推出了國內(nèi)第一款24位高精度ADC芯片CS1242,該ADC芯片的有效位數(shù)為21位,性能指標(biāo)達(dá)到了TI公司的ADS1240同等水平。這顆芯片還獲得了信息產(chǎn)業(yè)部軟件與集成電路促進(jìn)中心(CSIP)頒發(fā)的2007年度“中國芯”最具潛質(zhì)獎(jiǎng)。
	
	當(dāng)時(shí)TI的ADS1240零售價(jià)非常高,而芯海的這款新芯片可以幫助客戶將成本降到其1/3甚至更低,在進(jìn)入國內(nèi)衡器領(lǐng)域后,芯海迅速得到了客戶的認(rèn)可,市場份額越來越大。而國外公司則逐步退出了該市場。
	
	從模擬芯片到信號鏈芯片
	
	CS1242是芯??萍家豢畛晒Φ摹氨睢碑a(chǎn)品,隨后CS1180、CS1160系列衡器“中國芯”的連續(xù)推出,國內(nèi)衡器產(chǎn)業(yè)的格局開始悄然發(fā)生變化。原先在衡器領(lǐng)域占統(tǒng)治地位的國外公司,被迫將各自的ADC芯片價(jià)格調(diào)低,以迎擊“中國芯”的挑戰(zhàn)。而原本依靠雙積分和三積分作為生產(chǎn)技術(shù)的廠家,也逐漸開始放棄生產(chǎn)過程復(fù)雜、精度低、可靠性及溫度特性差的分立器件結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,采用CS1180、CS1160作為新方案的首選。
	
	
圖1:控制系統(tǒng)的信號鏈傳輸框架圖。(圖片來源:芯海科技招股書)
	
	在服務(wù)客戶的時(shí)候,芯??萍家苍趦A聽客戶的反饋,為了降低生產(chǎn)廠家的開發(fā)成本,讓更多的衡器廠商用上“中國芯”,他們開始給客戶提供基于CS1242、CS1180、CS1160的全套解決方案。
	
	由于單獨(dú)的ADC是沒辦法做成解決方案的,需要跟MCU廠商合作,而在2007年時(shí),國內(nèi)可選的MCU廠商并不多;再加上當(dāng)時(shí)通用的8位MCU通常都在一萬門邏輯以上,功耗普遍較高。
	
	為了解決這個(gè)問題,芯??萍奸_始了自研MCU之路,由于衡器中用的MCU不需要太復(fù)雜的運(yùn)算,對MCU的性能要求并沒有那么高,對功耗和價(jià)格更加敏感,因此,針對這些特殊的要求,芯??萍纪瞥隽酥挥?800門的自有架構(gòu)8位MCU產(chǎn)品,并與其ADC產(chǎn)品整合在一起做成整體解決方案提供給客戶。
	
	
圖2:芯海科技的生態(tài)應(yīng)用。
	
	隨后,芯海科技更是結(jié)合其在模擬芯片領(lǐng)域的優(yōu)勢,整合ADC、運(yùn)算放大器、傳感器等外圍器件,打造了信號鏈MCU產(chǎn)品,給客戶提供一站式解決方案,不但提升了產(chǎn)品的附加值,也提高了公司品牌。比如在今年初疫情期間,芯??萍嫉念~溫槍項(xiàng)目就是這種完整的“芯片+算法+應(yīng)用方案”的一個(gè)典型案例。
	
	信號鏈芯片的全場景應(yīng)用
	
	經(jīng)過17年的發(fā)展,芯??萍紡腁DC模擬芯片入手,發(fā)展成了一家集感知、計(jì)算、控制于一體的全信號鏈芯片設(shè)計(jì)企業(yè),可提供高精度ADC、高性能MCU、測量算法,以及物聯(lián)網(wǎng)一站式解決方案。產(chǎn)品及方案廣泛應(yīng)用于智慧健康、壓力觸控、智慧家居感知、工業(yè)測量等領(lǐng)域。
	
	根據(jù)規(guī)劃,芯??萍紝?huì)圍繞智能手機(jī)打造1+3+N場景應(yīng)用。
	
	其中1指的是圍繞智能手機(jī)的產(chǎn)品應(yīng)用,包括人機(jī)交互芯片和快充芯片。比如壓感方案和快充方案,其壓感方案已經(jīng)在vivo、小米、魅族、努比亞等客戶中實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。在小米MIX Alpha、vivo Apex等前沿的概念機(jī)中得到應(yīng)用;快充方案則已被小米、貝爾金、百思買、聯(lián)想、努比亞、綠聯(lián)等配件廠商采用。
	
	3指的是TWS耳機(jī)、智能可穿戴和體脂秤應(yīng)用。TWS耳機(jī)中,芯??萍伎梢蕴峁㏒oC芯片、測量算法,以及整體解決方案,未來TWS耳機(jī)中不僅會(huì)有體驗(yàn)更好的交互方式出現(xiàn),還會(huì)加入一些生理參數(shù)的測量。智能可穿戴應(yīng)用,芯??萍伎梢蕴峁?a href="http://qiaming.cn/tags/afe/" target="_blank">AFE芯片、Sensor Hub,以及測量算法,基于芯海科技的高精度AFE的測量方案,可測量包括人體成分、呼吸、心排、HRV(心率變異性)、溫度等諸多身體參數(shù)。在體脂秤應(yīng)用中,他們可以提供的產(chǎn)品和服務(wù)更加豐富,比如AFE/SoC芯片、BLE/WiFi、測量算法、APP、云平臺,以及完整的解決方案。
	
	N指的是物聯(lián)網(wǎng)智能硬件應(yīng)用,主要是基于其ADC芯片、MCU和SoC芯片的解決方案,包括智能照明、電動(dòng)牙刷、電動(dòng)自行車、電子煙、工業(yè)測量、數(shù)字電源等等應(yīng)用。
	
	信號鏈MCU的特性
	
	所有的這些應(yīng)用,離不開信號鏈MCU的支持,目前芯??萍嫉男盘栨淢CU產(chǎn)品中有超值的8位OTP MCU和8位Flash MCU,以及高可靠性的32位Cortex-M MCU三個(gè)系列產(chǎn)品。其中8位MCU是芯??萍嫉淖灾髦R產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品。
	
	此外,芯??萍歼€推出了鋰電池管理、快充協(xié)議、工業(yè)測量、智能家居等領(lǐng)域的專有芯片。
	
	
圖3:芯??萍糓CU產(chǎn)品系列。
	
	比如,其32位的CS32F031系列MCU,具有高精度、高可靠性、和豐富的外設(shè)資源,其ADC比國內(nèi)同行高1.5~2bit,絕對誤差在3.3LSB左右,且內(nèi)置了60ppm低溫漂基準(zhǔn)電壓。在可靠性方面,符合IEC60730對IC及SDK的要求,可適應(yīng)105℃環(huán)境溫度和125℃的結(jié)溫。非常適合儀器儀表、車載導(dǎo)航、智能家居、電機(jī)控制、電池包管理等市場應(yīng)用。
	
	
	
	
	CS32G020 Type-C接口型MCU則是國內(nèi)首顆通過USB-IF PD3.0雙向認(rèn)證的產(chǎn)品,并且支持PD3.0、PPS、QC4+、FCP、SCP、AFC、PE3.0等多種快充協(xié)議;具有非常豐富的資源,已廣泛應(yīng)用于各類電源、音頻、視頻設(shè)備中。
	
	
	
	
	TWS耳機(jī)是這幾年非常熱門的應(yīng)用,目前,除了品牌耳機(jī)廠商和白牌TWS耳機(jī)廠商,主流手機(jī)廠商也都紛紛推出了其TWS耳機(jī)。MCU是TWS耳機(jī)不可或缺的一個(gè)器件,雖然在高端TWS耳機(jī)上已經(jīng)用上了32位MCU,但目前主流的還是8位MCU。芯海的8位MCU因?yàn)樵谛袠I(yè)內(nèi)具有較高精度的ADC 測量技術(shù),非常適合鋰電充放電管理,因此,在TWS和電子煙等市場有不錯(cuò)的市場占有率。
	
	
	
	
	由于8位MCU是芯海自主知識產(chǎn)權(quán)RISC核,芯海自建了8位MCU的開發(fā)生態(tài),可以提供完整的集成的開發(fā)環(huán)境CSU-IDE5.4.0、標(biāo)準(zhǔn)C編譯器、Demo Code、開發(fā)板、ICD在線調(diào)試工具和燒錄器。
	
	
	
	
	結(jié)語
	
	其實(shí)不論是ADC還是MCU,目前在中國市場主要還是被國外公司占去了大部分的市場份額。但在目前的國際環(huán)境下,國內(nèi)企業(yè)越來越多地受到重視,以前不怎么使用國產(chǎn)芯片的企業(yè)在逐漸導(dǎo)入國產(chǎn)芯片和解決方案??梢哉f,像芯海科技這類的企業(yè),在國內(nèi)市場具有巨大的成長空間。
	
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