兆易创新为何能够实现“国产替代”?

来源:华强电子网 作者:Andy 时间:2020-08-05 18:16

兆易创新 国产替代 IC

       从2004年两位海归回国创办“兆易创新”之日起,可能谁也未曾预料到,这家曾经仅2人的半导体团队,竟能熬过半导体产业风云变幻、阴晴不定的15年,并一跃成为员工数达千人、斩获大量殊荣的国际半导体企业,尤其在当下国产替代的核心链路上,实属并不多见的“国货之光”。

       这从该公司近期公布的一系列产品线出货成绩上,便可一窥端倪。日前的“2020兆易创新全国巡回研讨会-深圳站”上,兆易创新执行副总裁、 MCU事业部总经理邓禹现场公布了兆易创新一系列的产品出货数据:“在中国市场,我们的SPI NOR Flash市场占有率为第一,同时也是全球排名前三的供应商之一,累计出货量超130亿颗,年出货量超28亿颗;我们的MCU作为中国32位通用MCU领域的主流产品,有24个系列350余款产品选择,覆盖率稳居市场前列,并且累计出货量已经超过4亿颗;触控和指纹识别芯片方面,已经广泛应用在国内外知名移动终端厂商的产品端,是国内仅有的两家的可量产供货的光学指纹芯片供应商之一,其中触控芯片全球市场排名第四,指纹芯片全球市场排名第三。”

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兆易创新执行副总裁、 MCU事业部总经理邓禹

  接下来,万物互联衍生出的海量创新市场,也将为兆易创新续写辉煌。为了能够广泛承接各类应用场景的需求,兆易创新如今打造了集“存储+控制+传感”更接地气的一站式解决方案,这种核心优势互相整合的模式,在万物互联的各类应用市场显然更具灵活性与竞争力。

  中国公司何以成为存储界“翘楚”?

  一家中国品牌跻身存储界巨头之列,可能在很多传统国际大厂看来是“匪夷所思”。但兆易创新的努力的的确确让这一曾经的梦想变成了现实,如今,这家中国公司已经已经全球排名第一的无晶圆厂NOR Flash供应商,在SPI NOR Flash领域市场占有率更位居全球第三,也是少有的产品线能覆盖从消费电子、IoT到汽车以及工业、基站等各类场景的存储企业。

  之所以能够在NOR Flash激烈的竞争环境中脱颖而出,兆易创新Flash事业部市场经理薛霆解释到:“其一是NOR Flash市场发生的一些变化,过去的NOR Flash都比较单一,市场比较集中。但客户的需求发展让市场碎片化,众多规格和众多产品需求下,以单一形态来面对市场是不合适的,因此灵活的Flash厂家会更受客户的欢迎,自然也成就了我们这类设计驱动、市场驱动的Flash芯片设计公司。”

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兆易创新Flash事业部市场经理薛霆

  当然,更核心的在于,兆易创新始终把“客户至上”贯彻在经营策略和产品定义上,薛霆告诉记者:“正是因为和客户的反复沟通,我们的产品线才能够不断的丰富且不断增加规格和性能,用更多的产品满足客户的需要。而且,产品设计上我们强调兼容性,在保证可靠性的前提下,我们也在不断追逐更先进的工艺去满足客户对成本和效益的考量。通过在不断的与客户交流过程中,我们还创造出了很多世界上没有的产品。当然,这背后都需要依靠我们强大的本地化服务团队的支持。”

  NOR Flash全球大概只有30亿美金的市场,虽然不大,但也不小,根据行业的判断未来这一细分市场还能够保持10%以上的成长。产品线也覆盖了全系列,包括2.8V、2.5V以及3.5V的产品,最近也在开发1G和2G的产品。2019年Q3,兆易创新拿到了18.3%的份额,位居全球第三位,但薛霆表示今天SPI NOR Flash领域虽然只排名第三,但兆易创新的目标绝对不是第三,会往更高的目标去努力。

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兆易创新代理总经理何卫

  在500亿美金的NAND Flash市场,产品汇聚通讯、智能电视、打印机以及基站等各类市场。这类应用往往对于数据存储的质量以及可靠性要求比较高,兆易创新代理总经理何卫表示:“2D NAND这块我们还是有独到之处的,并且我们开发的一些新项目也在推进。如今,国际大厂都在淡出2D NANAD市场,但是该领域还有一定的市场前景,因此我们希望可以复制模式,形成一个新的增长点,把2D NAND开拓出更好的市场。”

  接下来,在存储领域兆易创新将紧贴各类市场需求,提供差异化、灵活多变且泛用性广的存储产品,即走大容量、高性能、高可靠、低功耗以及小封装路线。薛霆对记者透露:“我们大容量的NOR Flash产品目前已经开始在5G基站上应用或者接近量产的阶段了,从128Mb到2GB有一系列的产品,NAND Flash从128Mb到2GB都已经可以量产,且会逐步的从38纳米向24纳米进军;高性能和高可靠性方面,我们已经推出了业内全世界跑到最高吞吐量的产品系列,我们还有容量更大、带有ECC纠错功能的可靠性更高的产品;低功耗上我们推出了一些专门的产品,满足包括可穿戴和电池应用的场景,我们还会继续发展1.2V的产品系列;小封装方面,很多耳机里面会经常用到,这类全系列方案我们都在做,而且还打造了业内最小的1.5mm×1.5mm的USON封装,受到了很多客户的欢迎。从今年开始,我们将会从65nm切换到55nm开始量产,更进一步减少芯片的面积,缩小封装体积,这也必将会为客户带来更多额外的好处。”

  MCU“百货商店”的意义所在

  作为“易控制”的精髓,MCU即微控制器也是兆易创新极具优势的产品线,随着时间的发展也一并成为该公司毛利第二高的产品。尤其是今年疫情的出现,如额温枪等测温设备等各类应用场景对MCU的需求大增,兆易创新作为主要供货商产品出货持续创新高。据记者获悉,目前兆易创新MCU产品出货已超过4亿颗,客户数也超过2万,但在全球200亿美金的市场规模下,仍然有非常大的上行空间。

  从过往的产品发布史来看,兆易创新在MCU领域拿下了诸多意义非凡的“第一”:比如,第一颗国产32bit MCU于2013年4月在北京由兆易创新发布;2016年,兆易创新又发布了通用型MCU;2018年,第一颗M23 32bit MCU诞生;2019年,万众瞩目的第一颗自主国产RSIC-V内核的32bit MCU再度被兆易创新拿下。也正因此,GD32 MCU自上市以来就广受市场欢迎,据兆易创新透露,截止2017年5月总销量已经突破了1亿颗,之后便呈倍数级的增长,截止2020年6月,全系产品的销售量已经突破4亿颗。

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兆易创新MCU事业部产品经理陈奇

  由于能够给芯片设计厂商提供更多选择,RISC-V内核的产品近年来正备受芯片产业的关注。兆易创新作为首家尝鲜RISC-V内核MCU方案的芯片企业,其产品的自主性能表现自然也成为客户与媒体关注的焦点。尽管生态和可用资料方面远不及ARM丰富,但RISC-V的灵活性优势的确为厂商提供了很多便利,体现在产品性能上也并不输于ARM产品。

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  兆易创新MCU事业部产品经理陈奇表示:“2019年8月发布的GD32V系列RISC-V内核MCU是业界首颗基于RISC—V内核的通用MCU,103这款产品从发布开始已经向全球各地出售了数十万个开发版,每一个月都有开发板出售,产品已经覆盖到全球各地的爱好者和工程师,我们的103也获得了年度的最佳MCU的奖项。从性能参数上对比,GD32VF103提升了15%,在相同测试环境和测试条件下,最大动态电流能够降低50%,待机电流也降低了25%,部分因素也是由于我们产品的工艺提升所致,但至少可以看到的是这款产品相对传统的GD32F103性能丝毫不逊色。在产品的后续迭代性上,包括整个芯片外设的自主性上我们也会进一步去做完善。”

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  正是得益于如此多样化的MCU产品线,加之自身在存储和传感周边器件领域的深厚积累,兆易创新才有能力去进行商业模式的创新。借助于“存储+控制+传感”的一站式方案优势,兆易创新欲构建GD32 MCU的“百货商店”,为客户提供全面优质的产品选择。

  具体来讲,陈奇解释到:“存储是兆易创新起家的产业链,积累了非常多量产和品质把控的经验;在传感器方面,我们可以和公司的Sensor部门配合;,在Analog和eRF方面,由兆易创新在北京和西安组建的研发团队来负责,兆易创新现有产品的所有模拟IP都是公司团队自己去研发和实现的。而新型存储器上包括eFlash和eRRAM都可以降低功耗;未来,我们的新产品还可以做到40nm,通过与伙伴的良好合作,他们为产品的引进提供有效的支持,最终内核方面我们也会继续跟进产品的演进来打造,且还会深耕一些自主IP内核。通过上述技术基础,加上我们的市场营销,未来可以更具客户的应用需求,构建各种类型的MCU产品,实现MCU百货公司的愿景。”

  “新传感”成就最全“感知”产品线

  如今的电子产业,小到TWS耳机、智能手机,大到汽车和工业控制系统,都需要传感器来进行各种复杂的操作,以体现“万物智能”的特性,这也是兆易创新十分擅长的领域。通过一系列自主创新以及企业并购,如今该公司以声、光、电为基础,开发了从光学指纹、光学ToF、电容指纹、触控芯片、超声波指纹等各类市场需求强劲的传感方案,应用领域覆盖智能手机平板、工业控制、汽车、健康和可穿戴市场。

  尤以指纹业务板块为例,指纹识别作为当今主要的生物识别技术,已经在智能手机、车载、门锁等众多场景实现规模化。据兆易创新透露,公司在智能手机领域从后置到前置再到超窄侧边以及屏下光学都有全系列的解决方案,并实现大规模量产。除了手机领域,兆易创新还能够支持笔记本的电源键、智能锁以及车门指纹锁甚至USB指纹等等。

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  这也得益于公司在该领域的深厚积淀,兆易创新Sensor事业部高级产品经理孙云刚表示:“我们从2018年开始量产光学屏下指纹,而且是首家设计单芯片架构的厂商,也是首家使用3P镜头的厂商以及首家采用螺纹调焦结构的企业,这三种结构如今已经成为光学指纹识别的标准设定。在CCM镜头光学指纹识别的基础上,我们还增加了大面积指纹识别的开发,目前TFT大面积指纹识别已经可以做到QE 80%的量子转化效率,超薄且厚度在0.3毫米以内,支持任意位置的解锁和双指、多指的识别。可以应用在安全等级更高的控制领域和一些安全等级比较高的场景,比如公安部、机场、车站以及海关。”

       除此之外,超声波指纹也是兆易创新的特色产品,孙云刚介绍:“去年,我们成功研发出超声波指纹方案,超声波指纹本身具有比较强的穿透力,我们增加了多点同时发射,进一步强化了这种穿透能力,这也是我们首创的技术。正是由于穿透力比较强,超声波指纹可以穿透OLED屏幕、玻璃、金属以及塑料,并对油污和湿手指的性能也比较好。而且,我们还可以做隐藏式的指纹识别,比如放于金属或玻璃盖板下,这样就可以兼顾整个工业设计的美观。”

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兆易创新Sensor事业部高级产品经理孙云刚

  ToF是构成兆易创新“新传感”的另一大重磅级产品线,之所以选择ToF布局,孙云刚表示:“也是因为手机领域对体积要求如今是越来越高,所以我们选择ToF的产品路线去做开发。在应用层面上,ToF的多维应用首先是手机和平板领域,可以作为面部识别和手势交互以及增强现实来提升体验;另外,安防的智能监控以及行为分析、仓储领域的体积的识别、机器人位置的导航,智能驾驶的身份认证和避障检测,电视和投影的AR和手势交互等等,都可以用ToF方案来做,所以整个ToF的应用前景是非常广阔的,这也是为何我们会选择这一路线的重要原因。”

  产品方面,孙云刚介绍:“目前推出的9001这一ToF芯片,同时可以支持1350nm和1550nm长波段以及940波段,符合未来屏下方向需求。而且,我们的ToF可以支撑1350nm和1550nm波段,户外的性能会非常的出色。除此之外它的波长更长,能量更弱,对人眼的安全性会更有保障。相比现在市面上其他的ToF产品,效率也会更高。”

  另外,声学作为当下市场热度很高的实用型方案,自然也成为兆易创新不容错过的重要利基市场。针对不同的应用场景,兆易创新推出了5款硅麦产品,可以满足智能手机领域、音响领域、loT领域等不同场景的应用。封装的尺寸也有一定的差异,从1.855到2.24都会有。据记者了解,未来兆易创新的硅麦产品也将逐步往小型化、高性能、低功耗、高可靠度、集成化、智能化的方向演进。

  小结:

       总之,兆易创新作为一家本土半导体公司,产品线的上下衔接性以及广泛性实不多见,这也为公司未来做产品线整合提供了更多有力的保障。从客户的角度来看,无疑会十分偏好于这类技术实力过硬、市场份额位居前列且产品线广而全的供应商,本届以“兆存储、易控制、新传感”为主题的大会也正是为了向更多的客户传达兆易创新的期望,客户即是“创新之本”,也正是由于客户的持续创新,才有了各种全新的需求,进而驱动兆易创新能在各类产品线端推陈出新,进而成就更多的细分型应用市场。

       这种互利共赢的双向哺育模式,也是当下本土半导体产业实施“国产替代”的最佳路径。在这条路上,兆易创新开创了先机,接下来,更多本土半导体企业能否顺势跟上脚步,为自己创造互利共赢的“契机”,也成为决定国产替代模式能否高效实施的关键所在。





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