模擬芯片表征的是電壓、電流、功率、功耗等比較固定的電路參數，因此，它是連接真實世界與數字世界的橋梁。設計一款模擬芯片，就像打磨一件藝術品，設計師需要有豐富的經驗、可意會不可言傳的know-how，以及與工藝工程師緊密的溝通配合。而高速/高精度數模轉換器（ADC）是被比喻成模擬芯片中的“皇冠”。

為了這頂“皇冠”，也為了填補國內市場空白，2003年成立的芯海科技潛心4年，終在2007年推出了國內第一款24位高精度ADC芯片CS1242，該ADC芯片的有效位數為21位，性能指標達到了TI公司的ADS1240同等水平。這顆芯片還獲得了信息產業部軟件與集成電路促進中心（CSIP）頒發的2007年度“中國芯”最具潛質獎。

當時TI的ADS1240零售價非常高，而芯海的這款新芯片可以幫助客戶將成本降到其1/3甚至更低，在進入國內衡器領域后，芯海迅速得到了客戶的認可，市場份額越來越大。而國外公司則逐步退出了該市場。

從模擬芯片到信號鏈芯片

CS1242是芯海科技一款成功的“爆款”產品，隨后CS1180、CS1160系列衡器“中國芯”的連續推出，國內衡器產業的格局開始悄然發生變化。原先在衡器領域占統治地位的國外公司，被迫將各自的ADC芯片價格調低，以迎擊“中國芯”的挑戰。而原本依靠雙積分和三積分作為生產技術的廠家，也逐漸開始放棄生產過程復雜、精度低、可靠性及溫度特性差的分立器件結構產品，采用CS1180、CS1160作為新方案的首選。

圖1：控制系統的信號鏈傳輸框架圖。（圖片來源：芯海科技招股書）

在服務客戶的時候，芯海科技也在傾聽客戶的反饋，為了降低生產廠家的開發成本，讓更多的衡器廠商用上“中國芯”，他們開始給客戶提供基于CS1242、CS1180、CS1160的全套解決方案。

由于單獨的ADC是沒辦法做成解決方案的，需要跟MCU廠商合作，而在2007年時，國內可選的MCU廠商并不多；再加上當時通用的8位MCU通常都在一萬門邏輯以上，功耗普遍較高。

為了解決這個問題，芯海科技開始了自研MCU之路，由于衡器中用的MCU不需要太復雜的運算，對MCU的性能要求并沒有那么高，對功耗和價格更加敏感，因此，針對這些特殊的要求，芯海科技推出了只有1800門的自有架構8位MCU產品，并與其ADC產品整合在一起做成整體解決方案提供給客戶。

圖2：芯海科技的生態應用。

隨后，芯海科技更是結合其在模擬芯片領域的優勢，整合ADC、運算放大器、傳感器等外圍器件，打造了信號鏈MCU產品，給客戶提供一站式解決方案，不但提升了產品的附加值，也提高了公司品牌。比如在今年初疫情期間，芯海科技的額溫槍項目就是這種完整的“芯片+算法+應用方案”的一個典型案例。

信號鏈芯片的全場景應用

經過17年的發展，芯海科技從ADC模擬芯片入手，發展成了一家集感知、計算、控制于一體的全信號鏈芯片設計企業，可提供高精度ADC、高性能MCU、測量算法，以及物聯網一站式解決方案。產品及方案廣泛應用于智慧健康、壓力觸控、智慧家居感知、工業測量等領域。

根據規劃，芯海科技將會圍繞智能手機打造1+3+N場景應用。

其中1指的是圍繞智能手機的產品應用，包括人機交互芯片和快充芯片。比如壓感方案和快充方案，其壓感方案已經在vivo、小米、魅族、努比亞等客戶中實現量產。在小米MIX Alpha、vivo Apex等前沿的概念機中得到應用；快充方案則已被小米、貝爾金、百思買、聯想、努比亞、綠聯等配件廠商采用。

3指的是TWS耳機、智能可穿戴和體脂秤應用。TWS耳機中，芯海科技可以提供SoC芯片、測量算法，以及整體解決方案，未來TWS耳機中不僅會有體驗更好的交互方式出現，還會加入一些生理參數的測量。智能可穿戴應用，芯海科技可以提供AFE芯片、Sensor Hub，以及測量算法，基于芯海科技的高精度AFE的測量方案，可測量包括人體成分、呼吸、心排、HRV（心率變異性）、溫度等諸多身體參數。在體脂秤應用中，他們可以提供的產品和服務更加豐富，比如AFE/SoC芯片、BLE/WiFi、測量算法、APP、云平臺，以及完整的解決方案。

N指的是物聯網智能硬件應用，主要是基于其ADC芯片、MCU和SoC芯片的解決方案，包括智能照明、電動牙刷、電動自行車、電子煙、工業測量、數字電源等等應用。

信號鏈MCU的特性

所有的這些應用，離不開信號鏈MCU的支持，目前芯海科技的信號鏈MCU產品中有超值的8位OTP MCU和8位Flash MCU，以及高可靠性的32位Cortex-M MCU三個系列產品。其中8位MCU是芯海科技的自主知識產權產品。

此外，芯海科技還推出了鋰電池管理、快充協議、工業測量、智能家居等領域的專有芯片。

圖3：芯海科技MCU產品系列。

比如，其32位的CS32F031系列MCU，具有高精度、高可靠性、和豐富的外設資源，其ADC比國內同行高1.5~2bit，絕對誤差在3.3LSB左右，且內置了60ppm低溫漂基準電壓。在可靠性方面，符合IEC60730對IC及SDK的要求，可適應105℃環境溫度和125℃的結溫。非常適合儀器儀表、車載導航、智能家居、電機控制、電池包管理等市場應用。

CS32G020 Type-C接口型MCU則是國內首顆通過USB-IF PD3.0雙向認證的產品，并且支持PD3.0、PPS、QC4+、FCP、SCP、AFC、PE3.0等多種快充協議；具有非常豐富的資源，已廣泛應用于各類電源、音頻、視頻設備中。

TWS耳機是這幾年非常熱門的應用，目前，除了品牌耳機廠商和白牌TWS耳機廠商，主流手機廠商也都紛紛推出了其TWS耳機。MCU是TWS耳機不可或缺的一個器件，雖然在高端TWS耳機上已經用上了32位MCU，但目前主流的還是8位MCU。芯海的8位MCU因為在行業內具有較高精度的ADC 測量技術，非常適合鋰電充放電管理，因此，在TWS和電子煙等市場有不錯的市場占有率。

由于8位MCU是芯海自主知識產權RISC核，芯海自建了8位MCU的開發生態，可以提供完整的集成的開發環境CSU-IDE5.4.0、標準C編譯器、Demo Code、開發板、ICD在線調試工具和燒錄器。

結語

其實不論是ADC還是MCU，目前在中國市場主要還是被國外公司占去了大部分的市場份額。但在目前的國際環境下，國內企業越來越多地受到重視，以前不怎么使用國產芯片的企業在逐漸導入國產芯片和解決方案。可以說，像芯海科技這類的企業，在國內市場具有巨大的成長空間。