DSP芯片也叫數(shù)字信號處理器，是一種專注于進行數(shù)字信號處理運算的微處理器，非常適合馬達控制、音視頻編解碼、無線通信、醫(yī)療成像等領(lǐng)域應(yīng)用。

與其他微處理器件的發(fā)展軌跡一樣，DSP芯片已有40多年的歷史，但過去一直是外商的強項，直到最近十幾年，隨著本土芯片廠商的興起，國產(chǎn)DSP也浮出水面，尋求生存和生長空間。

在4月初北京舉行的“2024中國制冷展”上，來了一家專注做DSP芯片的企業(yè)——湖南進芯電子科技有限公司，該公司也是唯一一家參加此展會的芯片廠商。

進芯為何參加被其他芯片公司看“冷”的展覽？進芯的DSP做得怎么樣？與國際巨頭競技，看好哪些與時俱進的“芯”應(yīng)用？為此，EEPW記者采訪了公司營銷總監(jiān)孟書祥先生。

1 看好制冷行業(yè)的契機

在電機控制領(lǐng)域，DSP是一種理想的數(shù)字信號處理與控制之選，因為DSP有很多優(yōu)勢：首先是指令效率高，有CPU及總線，采用哈佛總線架構(gòu)；其次是片上可集成豐富的控制外設(shè)；三是有快速的中斷響應(yīng)，可以實現(xiàn)精準的控制。

當前，進芯正從高大上的高鐵/工業(yè)和汽車領(lǐng)域向消費電子市場拓展。但是在具體市場選擇上，還是非常有講究的。

首先，進芯會選擇一些增長較快的市場。這些市場有些共性：往往與國家的雙碳戰(zhàn)略和/或新質(zhì)生產(chǎn)力方向不謀而合。例如空調(diào)行業(yè)，隨著變頻空調(diào)越來越多，DSP諧波治理有助于節(jié)能/雙碳的執(zhí)行落地。另外，高質(zhì)量的芯片及系統(tǒng)能夠延長產(chǎn)品的壽命周期，貢獻了可持續(xù)發(fā)展的價值。

因此進芯參加了此屆展會，主要對標空調(diào)風機、冰箱壓縮機等解決方案，希望把DSP和算法更多地引入變頻場景。

在本屆制冷展上，進芯帶來了硬核產(chǎn)品（注：詳見本文最后部分），展示了在室外大型風機上的應(yīng)用及頻譜圖。據(jù)悉，目前業(yè)內(nèi)技術(shù)難點較大的是1 000 RPM的順風或逆風啟動。如下圖，進芯的算法可以完美地匹配相應(yīng)的產(chǎn)品需求。從下圖可見波形細膩，反映了進芯控制算法的精準。

其次，隨著市場競爭的進一步發(fā)展，不會是簡單的“國產(chǎn)替代”了，而是生態(tài)之間的競爭。因此進芯在展會上不僅走訪客戶，下一步還會根據(jù)客戶的需求開發(fā)算法等技術(shù)。作為本土廠商，進芯的優(yōu)勢是能給本土客戶做更深入的服務(wù)，例如做定制化的開發(fā)，很早就和客戶做前瞻性的、符合客戶需求的芯片定義和個性化開發(fā)。這樣，進芯可以和客戶走得更近，共筑生態(tài)圈。

2 亮麗成績單：已售3000萬顆DSP

進芯起源于核高基專項[“十一五”期間(2006—2010年)]成果，于2012年成立，之后花費了近6年時間打磨產(chǎn)品。2018年公司推出DSP芯片，進入工控市場；2020年推出三款產(chǎn)品，進軍新能源汽車市場；從2022年至今，公司每年有三四款新品推出，定位不同的應(yīng)用場景和客戶。

自2018年以來，經(jīng)過五六年的市場化運作，公司曬出了亮麗的成績單：累計銷售了3000萬顆以上的DSP芯片；僅在2022年就突破了1000萬顆的銷售目標，預(yù)計2024年突破1500萬顆；從2018年至今，進芯年化的服務(wù)客戶超過1200家。

這些DSP芯片主要用于電機控制和數(shù)字電源領(lǐng)域。其中，光伏領(lǐng)域累計交付超過200萬顆芯片，新能源汽車領(lǐng)域累計超過500萬顆，工業(yè)自動化超過2200萬顆。

“從交付的數(shù)量看，我們還有很大的成長空間?！泵蠒榭偙O(jiān)并不滿足于此業(yè)績。并介紹和分析了進芯的特點和市場策略。

3 依托可靠的產(chǎn)品質(zhì)量

國貨往往給人以低端產(chǎn)品的印象。但是進芯DSP的市場打法是從高向低，已用到高鐵、新能源汽車等對安全和可靠性要求很高的領(lǐng)域，因此進芯從一開始就十分重視質(zhì)量的把控，并不認為自己的產(chǎn)品屬于低端。

如何實現(xiàn)高質(zhì)量？眾所周知，一款穩(wěn)定的芯片產(chǎn)品需要長時間的打磨，進芯的 DSP已經(jīng)過多年的市場迭代與市場檢驗。

從半導(dǎo)體角度去解讀產(chǎn)品質(zhì)量，通常會用產(chǎn)品的失效率來作為一個評判指標。失效率分為隨機性硬件失效和系統(tǒng)性失效。系統(tǒng)性失效是通過糾正設(shè)計以及加嚴測試來做到質(zhì)量控制。隨機性硬件失效的規(guī)律性則不是很明顯，且分布在產(chǎn)品全壽命周期的每個階段，為此，進芯會綜合產(chǎn)品的研發(fā)和以往在應(yīng)用上的經(jīng)驗，去幫助客戶持續(xù)達到一個應(yīng)用穩(wěn)定的平臺。

為了滿足新能源汽車、高鐵等應(yīng)用需要，公司突破了工業(yè)界的100ppm的要求，制定了從50 ppm向10 ppm邁進的質(zhì)量方針路線。落實措施包括全流程的質(zhì)量策劃方案，規(guī)范的產(chǎn)品設(shè)計，生產(chǎn)工藝的管控水平，以及持續(xù)地改進。當然，這些措施的達成，離不開下游本土芯片制造和封測企業(yè)的支持，例如制造合作伙伴有華虹宏力、SMIC，封測企業(yè)有頭部老大——長電科技。

圖 進芯目前在50~30ppm之間，在向10ppm目標邁進

在高質(zhì)量管控體系和強大朋友圈支持下，進芯希望打造出國內(nèi)優(yōu)秀半導(dǎo)體企業(yè)的形象。

一件產(chǎn)品要具備質(zhì)量、成本和交付(QCT,Quality,Cost,Time)三要素。除了質(zhì)量，在成本方面，目前跟競爭對手相比，進芯保持20%以上的成本優(yōu)勢。在交付方面，如果算上銷售的渠道，以及半成品的備貨，交付期在一個半月左右。為了滿足未來的產(chǎn)品增長，進芯還規(guī)劃了5000萬顆的年產(chǎn)能，以保證未來產(chǎn)品的及時交付。

4 走向客戶，面向應(yīng)用

每個應(yīng)用都是市場的顆粒，進芯從中提煉出共性化的技術(shù)，成為DSP平臺化的基礎(chǔ)。

首先，進芯首先選擇一些增長較快、體量較大的市場。例如新能源汽車領(lǐng)域，進芯是首個批量應(yīng)用到汽車主驅(qū)的國產(chǎn)芯片品牌。實際上，DSP在此有很大的應(yīng)用機會，例如電機、電驅(qū)、電池（注：數(shù)字電源部分）等相關(guān)部件可用到20~50個DSP，如果加上其他部件的應(yīng)用，預(yù)計會在百顆的數(shù)量級。

其次，因為傳統(tǒng)行業(yè)里已有一些DSP大佬，且有成熟的解決方案，因此他們已在傳統(tǒng)行業(yè)扎根。在這一領(lǐng)域，進芯更多的是去理解和消化客戶的需求，等待時機。如果遇到像國家之間的貿(mào)易摩擦、行業(yè)缺貨周期等，為本土企業(yè)帶來了國產(chǎn)替代的機會。在供貨方面，進芯有引以自豪的優(yōu)勢，例如在2021—2022年缺貨期，進芯所有客戶沒有斷過貨。

5 硬核技術(shù)與產(chǎn)品

DSP的技術(shù)指標主要有主頻、外設(shè)、系統(tǒng)設(shè)計等。進芯的技術(shù)落地在具體應(yīng)用上，例如下圖展示的是16位DSP用于高速吹風機，算法可以支持到11萬RPM以上。值得一提的是，這個數(shù)字不是拼湊出來的，而是在波形的實際表現(xiàn)上換算出來的。

除了波形優(yōu)勢外，進芯還有應(yīng)用算法的優(yōu)勢。應(yīng)用算法是軟件與硬件配合的結(jié)果，最后產(chǎn)生控制的效率。

在本屆制冷展上，進芯帶來了最新產(chǎn)品及解決方案。

●   16位定點DSP芯片ADP16F03系列

該產(chǎn)品集成多種片內(nèi)運算加速單元，主頻高達100MHz，包含12位ADC，采樣速度高達1Msps，助力電機高效運行，支持多種消費類場景電機驅(qū)動方案。

●   32位定點DSP芯片ADP32F035B系列

該產(chǎn)品具備雙處理器核心模塊：32位定點主DSP核、32位支持浮點CLA核，包含11個以上的12位ADC通道，采樣速度高達 4.28Msps，支持單電源供電方式，獨特系統(tǒng)架構(gòu)可實現(xiàn)大多數(shù)領(lǐng)域控制運用。

●   空調(diào)壓縮機方案

具備強帶載啟動能力，提升了帶載啟動成功率；弱磁升速功能，進出弱磁平滑；使用自研算法方案，讓電機控制更加平穩(wěn)。

●   空調(diào)外風機方案

精準的轉(zhuǎn)數(shù)追蹤算法，支持順逆風啟動；采用預(yù)定位切閉環(huán)的啟動方式保證啟動更加平順；使用自研算法方案，讓電機控制過程更加平穩(wěn)。

●   冰箱壓縮機方案

具備強帶載啟動能力；弱磁升速功能，進出弱磁平滑。使用自主研發(fā)算法，讓控制更加平穩(wěn)、運行噪音更小。

6 結(jié)束語

進芯來自于核高基DSP專項成果，如今已有12年歷史。當市場上各種微型處理器架構(gòu)、內(nèi)核、芯片令人眼花繚亂時，進芯專心打磨自己的DSP芯片，篤定電機控制等領(lǐng)域，尋找成長的風口。這份工匠精神令人欽佩，這種智慧與探索一定會有所收獲。

（本文來源于《EEPW》2024.5）