随着可穿戴设备、汽车电子、物联网、云计算等新兴应用的蓬勃发展，以及用户对于智能化生活越来越高的追求，同时伴随着工业、储能、5G通信等数字行业的产业升级和持续扩容，作为连接真实世界和数字世界的模拟芯片产品愈发展现广阔的应用潜力，并且市场规模持续增长。
“2021年模拟芯片产业的整个体量达到惊人的728亿美元，年增长率超过了30%，仅次于存储和OSD的器件，增长非常巨大。2022年市场体量仍将保持8.8%的增长率，预计达到790亿美元。”近期，在EEVIA举办的第十届年度中国硬科技媒体论坛暨2022产业链研创趋势展望研讨会上，兆易创新电源产品部市场总监冯忠河先生在演讲中提到：“模拟芯片市场大有可为，这一过程中也有许多新机遇和新挑战，我们希望携手客户一起解决挑战、拥抱机遇！”
图1：兆易创新冯忠河发表主题演讲
纵观数字芯片领域，兆易创新已经是全球排名第一的无晶圆厂Flash供应商、其NOR Flash产品市场占有率全球第三，Arm通用型32位MCU在中国排名第一，指纹芯片也是全球市场排名第三。基于“开放创新、追求卓越”的核心价值观，兆易创新在面对多变市场需求下保持前瞻洞察，积极践行多元化布局。冯忠河表示：“兆易创新致力于成为集多种产品于一体的半导体解决方案提供商，为客户、市场提供独特的产品价值。因此，我们希望开拓更多的应用市场，模拟芯片正是当下的最优解。”当然，面对细分种类繁多的模拟芯片市场，如何选择最适合的赛道？兆易创新将当下的主要发力点聚焦在电源芯片的布局上。
根据Yole Développement 的相关数据，电源芯片在2021年的市场规模接近250亿美元，约占模拟芯片体量的三分之一，其中尤以PMIC和DC-DC芯片需求最大。同时，随着便携式产品和新能源汽车的快速发展，电池管理芯片（BMIC）的需求也在迅速增长，预计五年内将接近DC-DC产品市场规模。
图2：Yole Développement 2019-2026年全球电源芯片市场规模分析，按芯片类型
进一步分析，这些巨大的增长潜力将主要来源于通信、储能、工业和汽车等行业。首先在通信方面，5G基站MIMO带来了高达4倍的电源需求增长，单板需求从25$增长到100$；在储能方面，受益于碳中和目标，2021年中国光伏累计装机达到306GW，2050年预计达到5000GW；在工业方面，电源产品的升级迭代对更高耐压、更高可靠性和EMI芯片的需求也在增加；在新能源方面，2022年新能源汽车销量预计达到650万辆，较去年翻一倍，2026年预计达到1600万辆。“因此，兆易创新面向这四大行业市场，积极布局数字和模拟芯片产品线，致力提供系统级的产品组合。电源芯片也是关键一环，我们正持续加大投入。”
事实上，自2019年兆易创新开始投入研发、启动电源管理产品布局。2021年4月兆易创新第一颗电源管理芯片GD30WS8805正式量产，同年6月兆易创新推出首颗马达驱动产品GD30DR8306，11月首款超低噪声LDO GD30LD330x上市。2022年5月，兆易创新已经有多款Charger产品陆续量产上市。
目前，兆易创新已经初步形成四大类电源产品：第一类是高性能电源，主要以通用的DC-DC和线性稳压器（LDO）为主，应用在通信/网卡、工业、安防等领域。第二类是电机驱动，覆盖从家电、电动工具到智能机器人、工业自动化等丰富应用。电机驱动产品可搭配GD32 MCU，形成灵活、完整的系统解决方案提供给客户。第三类是专用电源管理芯片，主要应用于TWS耳机充电盒、助听器、便携式医疗设备等。第四类则是锂电池管理芯片，目前以通用型充电芯片为主，后续会在储能、汽车等领域逐步拓展。
以兆易创新主推的LDO产品GD30LD3300/3301为例，这两款低噪声、低压降的线性稳压器(LDO)，可提供3A负载电流，其最高压降仅为180mV，也将低噪声、高电源抑制比和高输出电流性能相结合，适用于高速通信、射频、医疗等噪声敏感型领域。“例如，在服务器应用中，其痛点是板卡密度非常高、对功耗要求非常低，LDO负责给专用芯片供电时，必须达到超低压差以及小型化的要求，GD30LD3300/3301在这些特性上就具备很好的优势。再比如IoT设备增加了4G/5G模块，其信号发射瞬间会产生接近3.6A的电流，如果使用DC-DC、纹波噪声就会比较高，这是工程人员不希望看到的。而兆易创新LDO刚好可以满足这个需求，因此在通信应用上也是备受关注。”冯忠河说道。
不过，单颗芯片的性能表现固然重要，但系统级的产品组合却可以发挥1+1＞2的作用。如前所述，通信、储能、工业和汽车领域是兆易创新正在积极布局的行业市场，兆易创新拥有广泛的Flash和MCU产品型号、并且已经通过车规级验证，这些Flash和MCU通过灵活的搭配形成系统级产品组合，从而提供给客户优化的解决方案，有助于加快产品上市。基于广泛的系统级产品组合和协同优势，兆易创新电源管理芯片也正积极布局，在多个行业市场为客户提供多样化选择，助力客户实现更加灵活、完整的解决方案。
“例如，扫地机器人应用方案就是兆易创新系统级产品组合中比较典型的一例。”冯忠河指出，“该方案凝聚了兆易创新的众多产品优势，包括存储和MCU，以及GD30DR8306、GD30DR8413等电机驱动芯片和GD30BC2501锂电池充电管理芯片。当然，我们也会陆续增加通用DC-DC、LDO、AFE等产品，形成更加完善的系统解决方案。”
图3：基于兆易创新广泛产品组合的扫地机器人解决方案
另外，GD30WS系列PMIC芯片也是兆易创新面向可穿戴产品和TWS耳机的明星产品。这一系列的芯片可以搭配GD32 MCU，为客户提供TWS耳机充电仓电源管理方案，有效地降低研发成本。在展示区上，兆易创新工程师介绍了一款GD32E230F-TWS评估版，正是采用Cortex®-M23内核的GD32E230F4V6芯片作为主控MCU，以I2C接口方式与PMIC GD30WS8805进行通信，实现了对单节锂电池和耳机的充放电管理。这一方案具备出色的灵活性，MCU、PMIC等元器件均可按需选择。得益于兆易创新的产品兼容性，即使元器件更新换代，也能减少大量的开发工作。
“系统级产品组合是兆易创新赋予客户的一大优势，同时我们还为客户提供了完善的开发工具，拥有易操作性、便捷性等优点，包括为多数评估板配备GUI界面，便于开发人员进行软件调试；配套方案参考样例，方便客户前期评估、节省时间成本和经济成本；在电机驱动评估板，提供了配套的电机，可以节省大量调试时间等等。兆易创新正在不断完善开发工具生态链，致力于提供更好的服务，为全球客户创造更大的价值。”冯忠河最后表示。
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