“連接”是現代設備信息交互的主旋律。在日常生活中,無論USB、以太網還是藍牙,各式連接方式無處不在,到了工業環境中更是不可或缺。圍繞連接聯網的豐富應用,各種接口芯片構成了龐大的芯片世界。本文就盤一盤接口芯片中的中國身影,一家低調的接口芯片企業,沁恒微電子。
USB領域的代表性企業
圍繞連接聯網應用,沁恒構筑了綜合性的自研技術體系,產品廣泛覆蓋USB、以太網、藍牙等各式接口芯片。其中,沁恒USB產品線陣容最為豪華,不但覆蓋高性能USB橋接、USB HUB、Type-C PD、USB PHY、模擬開關等產品,還憑借多領域的技術融合,推出了USB網卡、高壓隔離、光纖延長等特色芯片,共十余種品類,型號近400款,是業內公認的專業USB芯片廠商。據行業研究報告,沁恒在USB橋接芯片的全球市場中位列8-9名,國內市場第一,超越英國USB芯片廠商FTDI。
具體到產品層面,沁恒USB PHY芯片CH132是目前唯一的國產USB物理層收發器芯片,在引腳和PCB布局上與境外主流型號USB3320、USB3300兼容;高速USB轉四串口芯片CH9114串口波特率達到15Mbps,比FT4232高25%,還兼容FT4232等型號,相比自家CH340等經典方案,性能大幅提升。在技術交叉領域,除了USB網卡CH397,沁恒CH339等多款USB HUB芯片自帶以太網等接口功能,通過技術融合將傳統多芯片方案升級為單芯片方案,在眾多工業場景中應用廣泛。

沁恒完善的USB產品線得益于長期堅持的獨特研發模式:“先打IP地基,再建芯片高樓”。與行業內購買成熟IP模塊整合設計芯片的常見模式不同,沁恒采取技術鏈全自研的研發道路,多年研發積累掌握了USB最底層的PHY物理層收發器、中間層的控制器,直至上層的驅動程序和應用軟件,形成了完整的垂直技術鏈。擁有了全套USB技術,便能對USB各層進行深度協同設計,從而在最終產品上實現更優的性能指標和更佳的兼容性。根據USB技術的不同層次,沁恒均提供對應的解決方案,從各層次對應的芯片類型和典型型號,也可見沁恒自研IP體系的靈活性。

時下Type-C應用廣受歡迎,Type-C聚合了USB數據通信、高功率電源、視頻傳輸,側重于系統化、功能聚合和擴展。沁恒多款USB芯片不但支持USB3.0通信,還基于成熟的高壓工藝內置Type-C PD PHY。例如,超高速USB3.0 HUB芯片CH634,單芯片集成USB HUB和Type-C PD功能,無需額外搭配PD芯片,原生支持Type-C正反插自適應和100W快充,顯著降低了方案復雜度;USB3.0模擬開關芯片CH9440/CH9445等支持DP視頻信號切換。
覆蓋藍牙和以太網,技術全面
沁恒專注于連接聯網和控制,除了USB產品,憑借自身完善的以太網和藍牙技術,在專業無線、有線網絡通信方面也產品頗豐。
在無線領域,沁恒藍牙芯片的RF射頻、基帶算法、協議棧,以及負責協議和數據處理的處理器均為自研,實現了射頻鏈路、協議棧、處理器的全鏈貫通,使功耗優化更加得心應手。多模無線藍牙SoC芯片CH585基于自研射頻、基帶、協議棧及青稞RISC-V處理器,支持BLE/2.4G/NFC多協議共存,與高速USB組成無線有線三模無縫切換,高性能2.4G模式上報率比普通藍牙高60倍,搭配多種尺寸和形狀的PCB天線,方案體積小巧,資源配置靈活。

沁恒的以太網芯片面向以太網不同技術層次,每層均提供對應的解決方案,包括物理層PHY芯片、控制器芯片、協議棧芯片、網絡透傳芯片和網卡芯片,為各類連接聯網需求提供了豐富的產品選擇。其中,協議棧芯片CH395/CH394是國內僅有的本土芯片方案,自帶全球唯一MAC地址。

率先布局RISC-V領域,成果顯著
連接聯網離不開協議棧,協議棧的運行離不開處理器。沁恒作為國內最早一批投入RISC-V研究的芯片設計公司,已將自研青稞RISC-V處理器廣泛應用于旗下USB、藍牙、以太網芯片和互連型MCU產品線。多年來,青稞RISC-V針對互連互通的差異化定位深度優化,已發展出低功耗到高性能十余種內核型號。其中,超高速USB3.0 MCU芯片CH32H417的青稞V5F內核性能達到6.82 CoreMark/MHz,明顯高于Arm高性能M7內核。青稞V3V內核支持RVV向量擴展,可提升音頻/圖像處理、邊緣AI和小模型的運行效率。
沁恒自研接口技術與青稞內核交叉融合,將增強的接口通信能力引入MCU/SoC市場,構建了面向高速通信連接、藍牙組網互聯、Type-C電源功率管理、電機控制等多領域的百余款產品。目前,基于青稞RISC-V內核的MCU/SoC芯片已成熟商用超5年,年出貨量過億顆,品類豐富,生態成熟,近幾年銷量更是連年翻倍。整體來看,沁恒已構建起以青稞RISC-V處理器為中心,以USB、藍牙、以太網等接口技術為支柱的自研技術體系,為差異化、特色化的產品布局提供了堅實的支撐。
堅持長期主義,構建扎實技術根基
回顧沁恒的發展歷程,其圍繞連接聯網應用,自研USB、Type-C PD、藍牙、以太網、RISC-V內核等關鍵技術,構建了難以復制的技術體系,并通過跨接口的矩陣組合、接口與內核交叉融合的獨特優勢,找到了獨具特色的產品定位。從商業角度來看,復用自研IP使得芯片的邊際成本顯著降低,也使得沁恒在保持合理毛利率的同時,能夠快速響應市場,推出極具競爭力的芯片產品。
在本土半導體行業自主創新的大背景下,在細分領域堅持長期主義、扎實構建技術根基的企業,不僅可以贏得市場認可,更為下游各式應用的高質量發展注入了持續動能。
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