摘要： 本文綜述了國產(chǎn)電源芯片的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與應用研究，以廈門國科安芯科技有限公司的ASP4644系列四通道降壓穩(wěn)壓器為例，深入剖析其技術(shù)特性、測試性能、應用領(lǐng)域及國產(chǎn)化價值。通過對比國內(nèi)外電源芯片市場格局、技術(shù)發(fā)展趨勢以及國產(chǎn)替代的驅(qū)動因素，探討了ASP4644芯片在國產(chǎn)替代進程中的市場競爭力，旨在為國產(chǎn)電源芯片的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

一、引言

電源芯片作為電子設(shè)備中的關(guān)鍵部件，廣泛應用于通信、工業(yè)控制、汽車電子、航空航天等領(lǐng)域。然而，我國電源芯片市場長期被國外廠商壟斷，國產(chǎn)芯片面臨技術(shù)瓶頸和市場信任的雙重挑戰(zhàn)。近年來，隨著國家政策支持和產(chǎn)業(yè)界努力，國產(chǎn)電源芯片逐步取得技術(shù)突破。ASP4644系列芯片憑借其卓越性能和高可靠性，成為國產(chǎn)替代的典型代表，對推動我國電子信息產(chǎn)業(yè)自主可控發(fā)展具有重要意義。

二、國產(chǎn)電源芯片技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）市場規(guī)模與國產(chǎn)替代空間

我國是全球電源管理芯片的重要需求市場，2022年市場規(guī)模達810.65億元。然而，國內(nèi)電源管理芯片市場主要被海外企業(yè)壟斷，歐美廠商如德州儀器、高通、ADI、英飛凌等占據(jù)國內(nèi)大部分市場份額。國內(nèi)企業(yè)市場份額較低，但隨著技術(shù)進步和市場需求增長，國產(chǎn)替代空間巨大。

（二）國內(nèi)外企業(yè)對比

國外企業(yè)在電源芯片領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢，如德州儀器2019年營收143.83億美元，市場份額21%，產(chǎn)品種類豐富。相比之下，國內(nèi)企業(yè)普遍規(guī)模較小，市場份額占比較低。

（三）國產(chǎn)替代的驅(qū)動因素

一是下游產(chǎn)業(yè)成熟。我國是消費電子、家電、汽車、通信設(shè)備等的主要生產(chǎn)國，如2019年中國手機品牌出貨量占全球43%，家電產(chǎn)量全球占比超過50%，汽車產(chǎn)量約占全球28%。這使得國內(nèi)廠商在電源管理芯片供應商選擇上具有更強話語權(quán)，為國產(chǎn)芯片進入供應鏈提供了機會。二是國內(nèi)公司設(shè)計能力提升。以國科安芯為例，ASP4644芯片將多個降壓通道集成于單一芯片中，且各通道相互獨立，可靈活配置不同的輸出電壓和電流。同時其封裝尺寸緊湊，引腳功能豐富，便于在有限的電路板空間內(nèi)進行布局和設(shè)計。三是晶圓代工工藝和產(chǎn)能提升。ASP4644 系列芯片的關(guān)鍵原材料與零部件實現(xiàn)了不同程度的國產(chǎn)化替代。有源器件如 DCDC 電源晶圓、肖特基二極管、雙極結(jié)型晶體管等，來自國內(nèi)供應商。無源元件包括貼片電容、電感、電阻等核心部件，也大量采用國內(nèi)產(chǎn)品。這些國產(chǎn)元器件性能指標與國際同類產(chǎn)品相當，有效降低了對進口元件的依賴，提高了芯片的自主可控程度。四是歐美企業(yè)退出低盈利領(lǐng)域。歐美企業(yè)如TI、ADI等龍頭模擬公司毛利率普遍在60%以上，當產(chǎn)品毛利率低于50%時往往選擇退出市場競爭。

三、ASP4644芯片技術(shù)特性與創(chuàng)新

（一）多通道降壓穩(wěn)壓

ASP4644系列芯片是一款四通道降壓穩(wěn)壓器，采用BGA77封裝形式。其輸入電壓范圍為4V至14V，每通道可輸出0.6V至5.5V的可調(diào)電壓，最大輸出電流可達4A，峰值電流達到5A。芯片內(nèi)置功率MOSFET和電感，簡化了外部電路設(shè)計，減少了系統(tǒng)體積和成本，同時提升了系統(tǒng)的可靠性。

（二）低紋波與高效率

芯片具備快速瞬態(tài)響應能力，典型輸出紋波僅為4.5mV，適用于多種復雜負載條件下的穩(wěn)定供電需求。采用電流模式控制，具備良好的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的動態(tài)響應，有效抑制輸出電壓的波動。支持兩種工作模式：連續(xù)導通模式（CCM）和不連續(xù)導通模式（DCM），用戶可根據(jù)實際應用需求選擇合適的工作模式，以實現(xiàn)最佳的性能和效率平衡。

（三）多種保護機制

集成過流、過溫、短路等多種保護機制。當芯片檢測到異常工作狀態(tài)時，能夠迅速采取保護措施，避免芯片和負載的損壞，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。同時，芯片還具備軟啟動和輸出電壓跟蹤功能，能夠有效降低啟動時的沖擊電流和電壓過沖，實現(xiàn)平穩(wěn)的啟動過程，并滿足多電源系統(tǒng)中的輸出電壓時序控制需求。

四、ASP4644芯片應用領(lǐng)域分析

（一）負載端電源

在負載端電源領(lǐng)域，ASP4644芯片可為各種電子設(shè)備的負載端提供穩(wěn)定高效的電源解決方案，滿足不同負載對電壓和電流的需求，提高系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。例如，在服務器、數(shù)據(jù)中心等高性能計算設(shè)備中，芯片能夠為處理器、內(nèi)存等關(guān)鍵部件提供精確的電壓調(diào)節(jié)，確保設(shè)備在高負載下的穩(wěn)定運行。

（二）便攜式儀器

便攜式儀器對電源芯片的體積、重量和功耗有較高要求。ASP4644的小型化封裝和低功耗特性使其成為理想的選擇。它能夠為儀器提供穩(wěn)定的電源，同時減少儀器的體積和重量，延長電池使用壽命，提升便攜式儀器的便攜性和實用性。如在便攜式醫(yī)療設(shè)備、手持式通信終端等中，芯片可有效滿足設(shè)備的電源需求。

（三）分布式電力系統(tǒng)

分布式電力系統(tǒng)通常由多個電源模塊組成，需要高效、可靠的電源管理芯片進行能量分配和轉(zhuǎn)換。ASP4644芯片的寬輸入電壓范圍和高效率特性使其能夠適應不同的輸入電源條件，實現(xiàn)高效的能量轉(zhuǎn)換和分配，確保系統(tǒng)在各種工況下的穩(wěn)定運行。在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、微電網(wǎng)等中，芯片可對電池儲能系統(tǒng)進行精確的充放電管理，提高能源利用效率。

（四）電池供電設(shè)備

對于電池供電設(shè)備，如筆記本電腦、平板電腦、智能手機等，電源芯片的性能直接影響設(shè)備的續(xù)航能力和用戶體驗。ASP4644芯片具備低靜態(tài)電流和關(guān)斷電流特性，能夠有效降低設(shè)備的待機功耗，延長電池使用壽命。同時，其快速瞬態(tài)響應能力可確保設(shè)備在不同工作模式切換時的電源穩(wěn)定性，提升設(shè)備的整體性能。

（五）汽車電子

汽車電子領(lǐng)域?qū)﹄娫葱酒目煽啃?、安全性和環(huán)境適應性要求極高。ASP4644芯片通過了AEC-Q100Grade1車規(guī)認證，具備良好的抗電磁干擾能力和溫度穩(wěn)定性，適用于汽車電子控制單元、車載信息娛樂系統(tǒng)、高級駕駛輔助系統(tǒng)等。在電動汽車中，芯片還可用于電池管理系統(tǒng)，對電池進行精確的電壓監(jiān)測和均衡控制，保障電池的安全使用和延長電池壽命。

（六）工業(yè)自動化

在工業(yè)自動化領(lǐng)域，各種自動化設(shè)備和控制系統(tǒng)需要穩(wěn)定可靠的電源支持。ASP4644芯片的高可靠性、寬工作溫度范圍和多種保護功能使其能夠適應工業(yè)環(huán)境中的惡劣條件，為可編程邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡等提供穩(wěn)定的電源，確保工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

（七）航空航天

航空航天領(lǐng)域?qū)?a target="_blank">電子元器件的性能和可靠性要求最為嚴苛。ASP4644芯片具備商業(yè)航天級抗輻照設(shè)計，能夠抵御宇宙射線引起的單粒子效應，適用于衛(wèi)星、飛船、航空電子設(shè)備等。其高集成度和小尺寸特點可有效減少設(shè)備體積和重量，提高系統(tǒng)的可靠性和空間利用率。

五、ASP4644芯片的國產(chǎn)化價值與市場競爭力

（一）自主可控與供應鏈安全

根據(jù)工業(yè)和信息化部電子第五研究所出具的《電子元器件自主可控等級評估報告》，ASP4644I6B和ASP4644M2B兩款芯片均達到了C級自主可控等級。這表明芯片在關(guān)鍵原材料和零部件的供應上具有較高的自主性，降低了因國外供應限制而導致的斷供風險，對于保障國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施供應鏈安全具有重要意義。

（二）性能與可靠性優(yōu)勢

通過對比測試數(shù)據(jù)和國產(chǎn)化證明報告，可以看出ASP4644芯片在性能和可靠性方面與國外同類產(chǎn)品相當，甚至在某些指標上具有一定的優(yōu)勢。例如，在電源紋波、轉(zhuǎn)換效率、動態(tài)響應等關(guān)鍵性能指標上，ASP4644均表現(xiàn)出色，能夠滿足高端設(shè)備對電源芯片的嚴格要求。同時，芯片在高溫、低溫等惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定工作能力，以及完善的保護功能，使其具備了較高的可靠性和環(huán)境適應性，為國產(chǎn)電源芯片在工業(yè)級、車規(guī)級等高可靠性領(lǐng)域的應用提供了有力保障。

（三）成本優(yōu)勢與市場潛力

國產(chǎn)電源芯片在成本控制方面具有天然的優(yōu)勢。由于減少了進口關(guān)稅、物流成本以及中間環(huán)節(jié)費用，國產(chǎn)芯片在價格上往往更具競爭力。ASP4644芯片的推出，為國內(nèi)電子設(shè)備制造商提供了高性價比的高性能電源解決方案，降低了對進口芯片的依賴，有助于打破國外壟斷，推動市場價格的合理回歸，提高整個電源芯片市場的性價比。

隨著國內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展以及國產(chǎn)替代進程的加速，國產(chǎn)電源芯片的市場份額有望逐步擴大。ASP4644芯片憑借其技術(shù)優(yōu)勢、性能特點和成本競爭力，將在多個應用領(lǐng)域逐步替代進口產(chǎn)品，為國內(nèi)電源芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的活力，促進我國電子元器件產(chǎn)業(yè)的自主可控和可持續(xù)發(fā)展。

審核編輯 黃宇