伴隨技術革新、消費結構升級以及“Z世代”成為消費市場的主力大軍等因素，綠色智能高端的家電產品消費需求愈加旺盛，于智能家電而言，芯片猶如人體的各類器官，從電源芯片、功率芯片、驅動芯片，再到主控器、通訊芯片等等，每一類芯片都不可或缺。

值得一提的是，近年來，隨著國產芯片正加速崛起，家電芯片的國產替代也成為必然趨勢。據海信視像近期披露公告顯示，擬分拆子公司信芯微至境內上市，據悉，國內最早造芯的家電企業(yè)中包括海爾、海信，此外近年來，各大家電巨頭，如美的、格力、TCL等家電品牌均積極布局半導體芯片領域。

然而，由于起步較晚，且市場長期被日、美等國家所壟斷，家電芯片國產化率雖然在不斷提升，但與國外廠商相比仍存在較大的差距，與此同時，大規(guī)模生產需求與更高穩(wěn)定性要求，也逐漸演變?yōu)楫斚录译娦酒瑖a替代的發(fā)展瓶頸，那么國產家電芯片該如何破局呢?

國際大廠占主導地位

目前，無論是MCU，還是IPM，特別中高端產品，大部分市場還是被國外芯片大廠把持著。

MCU方面，日本、德國和美國企業(yè)的份額最多，前四大芯片供應商占據著76%以上的市場份額，它們是瑞薩電子、英飛凌、德州儀器（TI）和意法半導體（ST），此外，Microchip、恩智浦（NXP）和東芝處在第二梯隊。

空調MCU市占率排名前三的廠商分別為Renesas、英飛凌（收購了MCU廠商Cypress）和 TI，三家市占率合計85%左右；冰箱MCU市占率排名前三的廠商是英飛凌、Renesas和 Eastsoft（東軟載波），三家市占率合計58.1%左右；洗衣機MCU市占率排名前三的廠商是英飛凌、Renesas和Sinowealth，三家市占率合計67.3%左右。

IPM更是中國本土芯片和模塊供應鏈的軟肋，家電設備中，排名前三的IPM供應商為三菱電機半導體、英飛凌和三墾電氣，這三家市占率合計在60%以上。


國產化進程

面對巨大的家電市場，以及高端化發(fā)展趨勢，為了抓住更多商機，中國本土相關芯片企業(yè)也在加緊研發(fā)進程，爭取能從國際大廠手中奪得更多的中高端芯片市場份額。

以MCU為例，最近3年，國內相關企業(yè)和芯片產品發(fā)展很快，主要得益于幾家重點芯片企業(yè)前幾年的鋪墊、驗證，使得近3年，特別是2021年，迎來了出貨量的爆發(fā)。不過，在2022年，受技術壁壘、價格問題和供需關系變化等因素影響，導致國內一些廠商的MCU國產化進程有所放緩。

目前，中國本土家電MCU廠商，如中穎電子、比亞迪半導體、格力零邊界、美仁半導體等的產品市占率正在穩(wěn)步增長，目前占比超過15%。

IPM方面，中國本土產品也保持著良好的發(fā)展勢頭，特別是在2022年，全球功率器件整體供不應求，家電用IPM同樣如此，這一年，國內IPM產能釋放，極大地緩解了國際大廠產能不足的困擾。本土企業(yè)，如士蘭微、斯達半導體、格力新元、美墾半導體等的IPM產品市占率達到10%左右。

除了以上提到的本土芯片企業(yè)，多個家電設備企業(yè)也在研發(fā)符合自家產品定位的芯片，以求通過量身定制進一步優(yōu)化性能和能效，同時掌控關鍵零部件供應鏈話語權。

據不完全統(tǒng)計，格力、美的、格蘭仕、海信、創(chuàng)維、海爾、康佳、TCL、長虹等家電品牌都已經成立了芯片設計部門，或通過投資初創(chuàng)芯片公司的方式，開發(fā)家電芯片。

最具代表性的就是格力、美的、海爾和海信。

格力于2015年成立了微電子所和功率半導體所，2017年成立了微電子部門，開始自研芯片。2018年8月，格力投入10億元成立珠海零邊界集成電路有限公司，專注設計以空調為主的家電MCU、AIoT SoC和功率器件，同年，格力還投入30億元，幫助聞泰科技收購荷蘭功率器件龍頭安世半導體。

美的集團于2018年成立了上海美仁半導體有限公司，開始自研芯片。美仁半導體主攻MCU、功率器件、電源管理IC和IoT芯片。

2019年，美的與阿里云合作推出適配AliOS Things的定制芯片，還與三安光電合作成立了第三代半導體聯(lián)合實驗室，研發(fā)GaN和SiC功率器件。

美的特別看重IPM的研發(fā)，2004年就與當時的國際整流器公司（已經被英飛凌收購了）、德州儀器和日本三洋等成立了變頻芯片聯(lián)合研發(fā)實驗室，2014年在重慶建設IPM工廠，并在2019年實現(xiàn)IPM模塊量產。2021年初，該重慶IPM廠更名為美墾半導體技術有限公司。

相對于格力和美的，海爾和海信在芯片領域的布局更早。

2000年，海爾就成立了北京海爾集成電路設計有限公司、上海海爾集成電路有限公司，前者于2001年成功研發(fā)出數(shù)字電視MPEG-II解碼芯片“愛國者I號”，后者在2005年宣布量產首顆MCU芯片，該公司后來被東軟載波收購。

2017和2019年，海爾旗下的優(yōu)家智能科技有限公司聯(lián)合瑞昱（Realtek）推出U+物聯(lián)云解決方案U+云芯和云芯Ⅱ代HR3010。

海信于2005年注資5億元成立了青島海信信芯科技有限公司，同年研制出數(shù)字視頻處理芯片“信芯HiView”VPE1X，使同類進口芯片價格從每顆13美元下降到5美元。2017年，海信收購日本東芝電視，整合其畫質芯片設計團隊。2019年6月將芯片部門海信信芯和上海宏祐公司整合成立青島信芯微電子公司。發(fā)展至今，其畫質處理芯片已經迭代4次。

其它幾家家電企業(yè)也先后研發(fā)出了適于自家產品應用的芯片，這里就不一一詳述了。

2022年，在白色家電MCU需求中，空調的需求量為4.3026億個，洗衣機為1.5314億個，冰箱冰柜為1.087億個。雖然疫情給家電行業(yè)帶來了一些影響，但整體來看并不嚴重。

盡管家電市場對MCU的需求量很大，但國內家電廠商多年來依賴于進口MCU芯片，主要來自日本（38.2%）和德國（25.1%）。2016年，空調、冰箱、洗衣機三大白電的芯片國產化率不到2%，近幾年，隨著國產MCU廠商的快速發(fā)展，技術和產品趨于成熟，家電MCU國產替代進程加速，2019年國產MCU僅占比11.1%，2020年上升到12%，2021年，國產MCU占比迅速增加，達到17.4%，據不完全統(tǒng)計，2022年占比約22%，預計2023年將達到27.2%。

2021年，家電國產IPM的全球市場份額約14.7%，這個成績雖然還不錯，但遠低于日本的71.3%，還有很大的成長空間。

與進口家電芯片仍有差距

近些年，經過國內廠商的不懈努力，家電芯片國產化率雖然有所提升，但是與國外廠商相比仍有較大的差距。

根據產業(yè)在線數(shù)據，2021年，日本廠商在全球家電IPM市場占比超70%，日德廠商主導全球家電MCU市場。美仁芯片副總經理封為時表示，國外芯片企業(yè)有著先發(fā)優(yōu)勢，包括技術、制造等，國內芯片企業(yè)追趕需要一定的時間。

而且，家電芯片極具價格敏感性，作為后來者的國內家電芯片廠商難以打造性價比優(yōu)勢。中國家電研究院副院長曲宗峰表示，雖然國產家電芯片沒有明顯的技術短板，在功能的先進性上也可以達到國外芯片的水平，但實際應用規(guī)模不夠大，使用時間不夠長，因此不具備明顯的性價比優(yōu)勢。

此外，國產家電芯片缺少市場的數(shù)據來證明國產芯片可以做得比進口芯片更好。封為時表示，對國內芯片企業(yè)來講，國產替代最大的瓶頸是作為后來者缺乏足夠充分的市場數(shù)據證明自己可以做得和進口芯片一樣，甚至更好，所以家電廠商對大批量的采用相對謹慎。

封為時舉例道，美仁在2020年就推出了可以比肩進口品牌的主控MCU，但在前期推廣應用中，由于缺乏足夠數(shù)量的市場應用數(shù)據，客戶不敢大量采購使用美仁的芯片。美仁沒有放棄，積極配合客戶完成了各項嚴苛的可靠性測試、板級測試、整機測試、長運測試，以及長達一年的試產試銷，最終用優(yōu)于進口芯片的市場失效率贏得了客戶的信心和訂單。

相應地，國產家電芯片穩(wěn)定性、可靠性以及一致性缺乏足夠多實時監(jiān)測數(shù)據的支撐。TCL空調研發(fā)中心總經理熊軍就表示，國產家電芯片最大的瓶頸就是如何有足夠的數(shù)據去支撐它的質量、穩(wěn)定性、一致性。

對此曲宗峰也指出，可靠性、可信、可度量是家電芯片國產替代的瓶頸和關鍵，因為家電產品是耐用消費品、數(shù)量大，如果出現(xiàn)批次性的問題，企業(yè)的成本壓力會比較大；而且家電產品預期壽命長，空調、冰箱、洗衣機使用壽命基本都在10年以上，所以家電廠商非常注重家電芯片的可靠性。

更進一步來看，國產家電芯片生態(tài)不夠健全，兼容性方面不如進口家電芯片。家電廠商如果變更家電芯片需要投入大量的研發(fā)資源，一旦國產家電芯片不能滿足家電廠商現(xiàn)有平臺的標準，不能兼容現(xiàn)有軟件平臺，可能就會增加成本，降低效率。


加快提升國產替代率

在國內外環(huán)境不確定性加大的情形下，加速國產替代已成為國內家電芯片廠商的新命題。

首當其沖的是要提升可靠性，這是國產家電芯片高品質的保證。有專家指出，要做到可靠性應該從芯片設計、制造以及應用等方面下手。在芯片設計時要做到穩(wěn)定、可靠，定義產品時要將防水、防潮、防塵、防靜電、防機械損傷、防應力等考慮在內。而后在芯片制造過程中也需要穩(wěn)定性、一致性，將抗靜電、抗干擾以及抗熱負荷、熱損傷等方面實現(xiàn)協(xié)同，才有可能在家電產品應用中保證可靠性。

封為時建議，國產家電芯片公司作為后來者，應該充分利用后發(fā)的優(yōu)勢，樹立起立足高端爭做一流產品的企業(yè)目標。在芯片定義、設計、生產制造、測試等各個環(huán)節(jié)嚴加把控，通過提供性能更好、可靠性更高、供貨更加靈活的產品贏得客戶。在做好產品品質的同時，國產家電芯片公司還應該努力提高技術支持的水平、能力以及響應時間，全面提升客戶的滿意度。

對于國產芯片的引進，家電廠商建立家電芯片可靠性的防火墻亦至關重要。熊軍指出，作為家電廠商，如果要引進國產芯片，不僅需要建立完善的可靠性測試、驗證平臺，還需要對原有的硬件平臺進行新的設計。同時，為了確保應用國產芯片家電產品在市場上能夠穩(wěn)定推進，家電廠商會設置一些階梯上量的策略，分批次、階梯投放市場。此外，家電廠商在使用國產家電芯片過程中需要把握好節(jié)奏，確保國產家電芯片穩(wěn)定可靠的基礎上再上市，并且在上市過程中要及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。

曲宗峰對“兩路并進”進行了總結，一方面，國內家電芯片公司要堅持長期投入，加大研發(fā)投入，彌補制造短板，保證產品功能全面領先性，性能穩(wěn)定性且產品一致性，使國產家電芯片具有可靠性、可信、可度量；另一方面，加速家電芯片國產替代不僅需要國家政策的引導，還需要行業(yè)上下游的協(xié)同創(chuàng)新，讓更多的下游廠商更大規(guī)模地使用國產家電芯片，使我國家電芯片能夠在市場占比上實現(xiàn)更大突破。如果這兩方面都能做好，甚至品質優(yōu)于進口家電芯片，國產家電芯片有望在全球家電市場全面普及。

還要看到的是，隨著家電產品智能化發(fā)展，對家電芯片提出了更高的要求。熊軍指出，現(xiàn)在智能家電產品的需求越來越多元化，不僅需要高效化、小型化、集成化，還需要功能更加全面。這就要求家電芯片設計時能夠集成更多的功能，例如，目前很多家電芯片設計時就把一些外圍的電路集成到芯片中，有助于提升產品的可靠性。同時，現(xiàn)在智能化、IoT、聯(lián)網以及用戶數(shù)據學習都需要家電芯片更高的運算能力，并支持在線升級以及數(shù)據收集、學習以及智能決策。

從全局來看，國產家電芯片替代進口芯片更重要的還在于確保好成本競爭力、供應保障以及交期。顯然，如果國產家電芯片能夠解決進口家電芯片這些痛點，則有助于進一步加速國產替代進程。