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ios15|中国家电造芯记：打造自己的神经中枢系统 防患于未然

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ios15|中国家电造芯记：打造自己的神经中枢系统 防患于未然

近年来 ， “中国芯片卡脖子”问题受到全民关注 ， 除了处于舆论旋涡中的手机通讯行业 ， 其他诸如汽车、家电等行业也纷纷上马自己的“造芯”项目 。 以家电业为例 ， 包括美的、海尔、格力、海信、格兰仕、TCL、康佳等在内的企业均发布了自己的“芯片半导体”规划 ， 那么家电行业的“造芯”运动与手机造芯有什么区别 ， 家电企业“造芯”的前景如何 ， 带着这些疑问 ， 我们开启了探索之旅 。

家电的“神经系统”
如果将家电比作一个有机的生命体 ， 那么钢材、塑料等组成了家电的外骨骼 ， 电机、压缩机等类似于心脏 ， 制冷剂、连接器件等则犹如产品的血液和结缔组织 ， 而要将所有部分联通运行起来还需要赋予产品一幅“神经网络” ， 而芯片与半导体元器件承担起这一角色 。
以空调为例 ， 当我们接通电源 ， 手握遥控器发出指令时 ， 一连串的奇妙反应便在空调内部发生了 。 当我们按下某个按键 ， 遥控器内的线路板便接收到信号 ， 通过电源管理模块“告知”室内机控制电路“你应该怎样做” ， 室内机的处理运算系统接收信号 ， 激活传感模块去“感受”室内环境的温湿度并反馈给运算处理系统 ， 得到“结论”的运算处理器将信息传导至风机电路 ， 风机内的运行处理模块同样会对接收到的信息进行“解读”再传导给室外机的控制电路 ， 同样的信号接收、运行处理过程在室外机的电源、电机和压缩机系统内上演 ， 关于空调制冷/制热等指令完成 。 这一整套流程循环往复 ， 让空调得以“生生不息”地运行 。
在这一过程中 ， 信号或信息的采集、感知与运算处理 ， 便是由众多芯片和半导体元器件完成的 。 譬如 ， 电源管理芯片(PMI)由众多模拟混合集成电路组成 ， 它可以对电能的变换、分配、检测等进行管理 ， 诸如交/直流电转换、电压调制、显示面板驱动、电池充电管理等均需PMI模块参与 。
再如MCU芯片 ， 它相当于家电的“大脑” ， 对应功能近似于电脑CPU ， 只是运算能力和功能相对简单;MCU承载了家电整体信息的集成与处理 ， 存储等功能 。 在传统非智能家电产品上 ， 一般搭配4位或8位MCU芯片即可 ， 但是随着家电智能化的演进 ， 32位的MCU已经开始加速运用于智能家居、智能家电产品上 ， 可以满足设备的基础智能需求 。 根据艾睿电子相关数据显示 ， 2019年中国大白电产品中 ， 搭载8位MCU芯片的产品占比约为56% ， 搭载16位MCU芯片的占比约19% ， 搭载32位MCU芯片的产品占比约为21% 。 而代表更高算力的64位MCU芯片也已经出现 ， 在运算效能上 ， 该阶MCU芯片已经接近64位的电脑CPU 。
除了PMI等电源芯片和MCU主控芯片外 ， 家电产品内还存在大量传感器件 ， 他们类似于神经元细胞 ， 负责“搜集”诸如温度、湿度、质量、电磁、电阻、洁净度、转速、气味颗粒、位移等等信息因子 ， 以咨处理器“参考” 。 此外 ， 随着家电与外界“交互”需求的增加 ， WIFI、蓝牙等通信芯片也开始广泛运用于家电产品中 。
华西证券调研显示 ， 为了实现家电的变频功能 ， 一款普通的变频冰、洗、空产品需要运用2-3颗PMI模块 ， 而随着产品功能的升级 ， 一款高端变频冰箱需要运用5组或以上PMI芯片 。 同理 ， 家电智能化的升级 ， 也在呼唤更高算力的MCU芯片和更高精度的传感元器件 。
据家电业内人士介绍 ， 传统上一颗普通的PMI芯片成本价约在1元 ， 一颗MCU芯片成本价约为2元 ， 传统白电产品中 ， 芯片成本对于整机成本占比一般不超5% 。 但随着家电变频化、智能化发展 ， 一款智能变频家电中整机芯片的成本逐渐提升到10%-15% ， 且该成本还会随产品性能需求的升级同步增加 。

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