立足變頻控制系統，士蘭微讓國產空調廠商不再「芯痛」

作為空調行業的龍頭企業，格力電器董事長董明珠女士更放出豪言，哪怕投資500億元，也要把晶元研究成功，由此可見缺芯問題的嚴重性。

作者｜集微網校對｜范蓉

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集微網消息，隨著中國綜合國力和經濟地位的不斷提升，越來越多的中國企業開始在世界的舞台嶄露頭角。根據2018官方資料顯示，目前中國企業的市場份額在移動通信基礎設施(基站)和家用空調等10個品類中居於全球首位。

尤為突出的是，從事空調、冰箱和洗衣機三大白色家電行業的國內企業全部上榜，其中洗衣機和冰箱全球第一由中國海爾集團包攬，而空調則由格力電器以20.6%的市佔率位居全球首位，美的和海爾緊跟其後。

在如此耀眼的成績下，國產晶元在核心元器件方面的短缺仍是我們無法迴避的問題。作為空調行業的龍頭企業，格力電器董事長董明珠女士更放出豪言，哪怕投資500億元，也要把晶元研究成功，由此可見缺芯問題的嚴重性。

歷經6年，從無到有

眾所周知，變頻空調是空調產品中最具核心技術的產品，主控MCU又是變頻空調的心臟部件。多年來，這一核心晶元及其配套的演算法控制軟體的市場一直被日本以及歐美廠商所壟斷。

為打破國外壟斷的局面，本土IDM企業士蘭微自成立之初就堅持發展MCU產品，從最早的4位機發展到當前的主流32位電控產品，近20年如一日的持續投入，使得士蘭微成為全球市場份額最大的紅外遙控器晶元供應商。

早在2009年，在HVIC、IGBT等晶元到位後，士蘭微便開始了功率模塊的征程。2011-2013年，士蘭微承擔了國家02專項高速低功耗600V以上多晶元高壓模塊的項目，開發了多款高壓功率模塊以及多款HVIC和IGBT、FRD產品，並建立了相應的實驗室，培養了一批電機驅動的工程技術人員；2013年，士蘭微參與電子信息產業發展基金項目，與國內知名變頻空調廠家一起，開發用於變頻空調驅動的國產智能功率模塊。

在良好合作的基礎上，2014年11月，士蘭微與空調廠家簽署了技術合作合同，雙方合作進入快車道。2015年，基於FPGA平台士蘭微完成了壓縮機驅動及PFC核心演算法整機調試，併產出了MPW晶元。2017年，單電阻高頻PFC方案認證通過，同年，全自主高性能變頻控制MCU——SC32F58128晶元成功量產。截至目前，基於士蘭微自研的晶元、演算法以及系統完成了幾千台空調的上量試產，性能優異、質量穩定。

在變頻空調核心技術方面，士蘭微實現了從無到有的過程，以傑出的研發成果獲得海信等多家國內品牌廠商的認可。

士蘭微空調變頻控制系統方案演示板

成功的背後，荊棘密布

在成功的背後，士蘭微選擇了一條「荊棘密布」的艱難道路來走。因為晶元產品市場是一個完全充分的全球競爭市場，士蘭微面對的都是全球老牌技術企業，無論技術積累、行業影響力、生產能力等多方面都面臨著巨大的挑戰。

與許多高端技術一樣，變頻空調的核心變頻演算法及其實現方法主要源自於日本，其核心技術長期被日本專家所把持。雖說我國已是全球最大的變頻空調生產企業，但真正掌握變頻核心技術的廠商除格力、美的外，大部分廠商仍依賴日本技術。

如何從「中國製造」變成「中國創造」是各大企業需要解決的首要問題，士蘭微也在為此努力，以助力國內空調廠商實現核心技術突破為目標。

從事MCU晶元研發多年的業內人士向記者透露，除了變頻技術難，晶元實現技術同樣不容易，而且投入也更大。MCU晶元規模雖然不大，但因為應用領域的特殊性，對產品可靠性、一致性有非常高的要求。同時針對各種特殊應用又有各種不同的特殊設計要求，譬如：實時控制及保護要求；高精度ADC等模擬模塊要求；惡劣環境的晶元可靠性設計；外圍電路極簡設計需求；晶元安全性設計；晶元低功耗設計；其他特殊外設設計等。這些細節都需要多年產品設計經驗積累，流片所需的資金成本以及時間成本就更不用說了。

士蘭微曾表示，為了確保晶元產品能夠滿足最終的系統產品要求，他們以系統設計為導向，在自己的FPGA驗證平台直接開發完整系統，無死角地確保晶元規格100%符合最終系統方案要求。

據了解，在變頻演算法方面，士蘭微有強大的博士後團隊，以及海外研發團隊的支持。但在空調應用領域畢竟還是新人，所以前人走過的很多坎，士蘭微難免也會碰到。為了克服這些問題，士蘭微智控處理器產品線團隊的工作人員沒日沒夜的堅守在實驗室里，在-15℃或是55℃的實驗環境中，經過數年的充分打磨才成就其產品的成功量產！

顯然，士蘭微的電控MCU能夠領先國內同行，在空調主控系統中獲得先發優勢，既是公司對長遠戰略的提前布局，又是多年技術積澱的優秀成果。

士蘭微電控MCU產品覆蓋應用範圍

引領變頻控制行業前行

如今來看，士蘭微以高瞻遠矚的視野，在6年前開始積累變頻技術的核心演算法技術及晶元設計技術，並以堅持不懈持續投入的精神，建立起了核心競爭力。

作為變頻空調核心變頻控制MCU晶元，士蘭SC32F58128晶元是首款真正取得量產的國產MCU晶元產品，對比國內其他競爭對手至少領先2-3年時間。士蘭微選擇了最難啃的一塊骨頭「變頻空調變頻電控系統」作為目標，不僅一舉追平了國內與國際競爭對手的差距，而且在晶元設計以及系統設計方案上取得了很多全新的研發成果，申請了多項發明專利。

士蘭微空調變頻電控系統

「譬如，我們設計了首創的單核編譯多核運行技術，在不改變用戶開發編譯習慣的基礎上實現多核功能，讓晶元性能整體提升70%。我們還自主設計了納秒級硬體自主保護機制，能夠最大限度的抗擊電網應力帶來的停機以及器件損壞故障。類似這樣國際領先的晶元以及系統創新技術多達10幾項，均被應用於我們設計的『變頻空調變頻電控系統』中。」士蘭微智控處理器產品線負責人向記者介紹道，只有把握相對高端的變頻控制系統，才能讓士蘭微在更為廣闊的變頻控制系統產品方向上取得更豐碩的成果。

據了解，士蘭微的電控類MCU產品在工業變頻器、工業UPS、光伏逆變、紡織機械類伺服產品、各類變頻風扇類應用以及電動自行車等眾多領域都得到了廣泛的應用。

六年時間，讓士蘭微在空調變頻技術上趕上了日美企業。只有持續不斷投入核心技術研發，實現關鍵領域的突破，才有機會讓我們徹底擺脫「缺芯」之痛、「斷供」之苦。

圖源｜網路

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