摘要： 本文綜述了國(guó)產(chǎn)電源芯片的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用研究，以廈門國(guó)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(cè)試性能、應(yīng)用領(lǐng)域及國(guó)產(chǎn)化價(jià)值。通過對(duì)比國(guó)內(nèi)外電源芯片市場(chǎng)格局、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及國(guó)產(chǎn)替代的驅(qū)動(dòng)因素，探討了ASP4644芯片在國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程中的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，旨在為國(guó)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(yīng)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(guó)電源芯片市場(chǎng)長(zhǎng)期被國(guó)外廠商壟斷，國(guó)產(chǎn)芯片面臨技術(shù)瓶頸和市場(chǎng)信任的雙重挑戰(zhàn)。近年來，隨著國(guó)家政策支持和產(chǎn)業(yè)界努力，國(guó)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(guó)產(chǎn)替代的典型代表，對(duì)推動(dòng)我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)自主可控發(fā)展具有重要意義。

二、國(guó)產(chǎn)電源芯片技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）市場(chǎng)規(guī)模與國(guó)產(chǎn)替代空間

我國(guó)是全球電源管理芯片的重要需求市場(chǎng)，2022年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)810.65億元。然而，國(guó)內(nèi)電源管理芯片市場(chǎng)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(guó)內(nèi)大部分市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)份額較低，但隨著技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)需求增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)替代空間巨大。

（二）國(guó)內(nèi)外企業(yè)對(duì)比

國(guó)外企業(yè)在電源芯片領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)，如德州儀器2019年?duì)I收143.83億美元，市場(chǎng)份額21%，產(chǎn)品種類豐富。相比之下，國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍規(guī)模較小，市場(chǎng)份額占比較低。

（三）國(guó)產(chǎn)替代的驅(qū)動(dòng)因素

一是下游產(chǎn)業(yè)成熟。我國(guó)是消費(fèi)電子、家電、汽車、通信設(shè)備等的主要生產(chǎn)國(guó)，如2019年中國(guó)手機(jī)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(guó)內(nèi)廠商在電源管理芯片供應(yīng)商選擇上具有更強(qiáng)話語權(quán)，為國(guó)產(chǎn)芯片進(jìn)入供應(yīng)鏈提供了機(jī)會(huì)。二是國(guó)內(nèi)公司設(shè)計(jì)能力提升。以國(guó)科安芯為例，ASP4644芯片將多個(gè)降壓通道集成于單一芯片中，且各通道相互獨(dú)立，可靈活配置不同的輸出電壓和電流。同時(shí)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(jìn)行布局和設(shè)計(jì)。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(shí)現(xiàn)了不同程度的國(guó)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(guó)內(nèi)供應(yīng)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(guó)內(nèi)產(chǎn)品。這些國(guó)產(chǎn)元器件性能指標(biāo)與國(guó)際同類產(chǎn)品相當(dāng)，有效降低了對(duì)進(jìn)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(dāng)產(chǎn)品毛利率低于50%時(shí)往往選擇退出市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

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(dá)4A，峰值電流達(dá)到5A。芯片內(nèi)置功率MOSFET和電感，簡(jiǎn)化了外部電路設(shè)計(jì)，減少了系統(tǒng)體積和成本，同時(shí)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(yīng)能力，典型輸出紋波僅為4.5mV，適用于多種復(fù)雜負(fù)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(fù)載調(diào)整率，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，有效抑制輸出電壓的波動(dòng)。支持兩種工作模式：連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）和不連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM），用戶可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選擇合適的工作模式，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能和效率平衡。

（三）多種保護(hù)機(jī)制

集成過流、過溫、短路等多種保護(hù)機(jī)制。當(dāng)芯片檢測(cè)到異常工作狀態(tài)時(shí)，能夠迅速采取保護(hù)措施，避免芯片和負(fù)載的損壞，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，芯片還具備軟啟動(dòng)和輸出電壓跟蹤功能，能夠有效降低啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流和電壓過沖，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的啟動(dòng)過程，并滿足多電源系統(tǒng)中的輸出電壓時(shí)序控制需求。

四、ASP4644芯片應(yīng)用領(lǐng)域分析

（一）負(fù)載端電源

在負(fù)載端電源領(lǐng)域，ASP4644芯片可為各種電子設(shè)備的負(fù)載端提供穩(wěn)定高效的電源解決方案，滿足不同負(fù)載對(duì)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(wù)器、數(shù)據(jù)中心等高性能計(jì)算設(shè)備中，芯片能夠?yàn)?a target="_blank">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(fù)載下的穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）便攜式儀器

便攜式儀器對(duì)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?yàn)閮x器提供穩(wěn)定的電源，同時(shí)減少儀器的體積和重量，延長(zhǎng)電池使用壽命，提升便攜式儀器的便攜性和實(shí)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(gè)電源模塊組成，需要高效、可靠的電源管理芯片進(jìn)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(yīng)不同的輸入電源條件，實(shí)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(yùn)行。在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、微電網(wǎng)等中，芯片可對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)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(duì)于電池供電設(shè)備，如筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)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(yàn)。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(jī)功耗，延長(zhǎng)電池使用壽命。同時(shí)，其快速瞬態(tài)響應(yīng)能力可確保設(shè)備在不同工作模式切換時(shí)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(yīng)性要求極高。ASP4644芯片通過了AEC-Q100Grade1車規(guī)認(rèn)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(jí)駕駛輔助系統(tǒng)等。在電動(dòng)汽車中，芯片還可用于電池管理系統(tǒng)，對(duì)電池進(jìn)行精確的電壓監(jiān)測(cè)和均衡控制，保障電池的安全使用和延長(zhǎng)電池壽命。

（六）工業(yè)自動(dòng)化

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，各種自動(dòng)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(hù)功能使其能夠適應(yīng)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(luò)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(yán)苛。ASP4644芯片具備商業(yè)航天級(jí)抗輻照設(shè)計(jì)，能夠抵御宇宙射線引起的單粒子效應(yīng)，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(diǎn)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(guó)產(chǎn)化價(jià)值與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

（一）自主可控與供應(yīng)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(jí)評(píng)估報(bào)告》，ASP4644I6B和ASP4644M2B兩款芯片均達(dá)到了C級(jí)自主可控等級(jí)。這表明芯片在關(guān)鍵原材料和零部件的供應(yīng)上具有較高的自主性，降低了因國(guó)外供應(yīng)限制而導(dǎo)致的斷供風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于保障國(guó)家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)鏈安全具有重要意義。

（二）性能與可靠性優(yōu)勢(shì)

通過對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)和國(guó)產(chǎn)化證明報(bào)告，可以看出ASP4644芯片在性能和可靠性方面與國(guó)外同類產(chǎn)品相當(dāng)，甚至在某些指標(biāo)上具有一定的優(yōu)勢(shì)。例如，在電源紋波、轉(zhuǎn)換效率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等關(guān)鍵性能指標(biāo)上，ASP4644均表現(xiàn)出色，能夠滿足高端設(shè)備對(duì)電源芯片的嚴(yán)格要求。同時(shí)，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(hù)功能，使其具備了較高的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性，為國(guó)產(chǎn)電源芯片在工業(yè)級(jí)、車規(guī)級(jí)等高可靠性領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力保障。

（三）成本優(yōu)勢(shì)與市場(chǎng)潛力

國(guó)產(chǎn)電源芯片在成本控制方面具有天然的優(yōu)勢(shì)。由于減少了進(jìn)口關(guān)稅、物流成本以及中間環(huán)節(jié)費(fèi)用，國(guó)產(chǎn)芯片在價(jià)格上往往更具競(jìng)爭(zhēng)力。ASP4644芯片的推出，為國(guó)內(nèi)電子設(shè)備制造商提供了高性價(jià)比的高性能電源解決方案，降低了對(duì)進(jìn)口芯片的依賴，有助于打破國(guó)外壟斷，推動(dòng)市場(chǎng)價(jià)格的合理回歸，提高整個(gè)電源芯片市場(chǎng)的性價(jià)比。

隨著國(guó)內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展以及國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程的加速，國(guó)產(chǎn)電源芯片的市場(chǎng)份額有望逐步擴(kuò)大。ASP4644芯片憑借其技術(shù)優(yōu)勢(shì)、性能特點(diǎn)和成本競(jìng)爭(zhēng)力，將在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域逐步替代進(jìn)口產(chǎn)品，為國(guó)內(nèi)電源芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的活力，促進(jìn)我國(guó)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