芯片賦能，智造升級！由芯師爺主辦，深圳電子智能制造展、深圳工業展、深圳機械展協辦的“2021中國芯&智能制造創新峰會”在深圳國際會展中心舉辦。數百位中國芯與智能制造產業人士齊聚一堂，共同探討芯片賦能下，智能制造產業發展的新機遇。

隨著工業基礎設施數字化、智能化的不斷深入，工業應用市場的新需求給半導體行業帶來更多機遇和挑戰。作為實現智能制造的基礎，工業互聯網的建設需要廣泛采用微電子產品，如處理器、傳感器、微控制器和通信芯片等。

它的發展必將進一步提升集成電路在工業體系內的應用規模。據研究機構Omdia數據分析，2020-2024年預計全球工業半導體市場規模年均復合增長率為4.9%，到2024年，全球工業芯片市場銷售規模將達623億美元，增長率為26.9%。

風口當前，國產工業芯片力量也在悄然崛起，珠海極海半導體有限公司（以下簡稱“極海半導體”）就是其中的“黑馬”之一。

在舉辦的“2021中國芯&智能制造創新峰會”上，極海半導體的工控資深市場經理宮斯亮帶來了《極海國產中高端工控MCU/SOC助力工業4.0》的主題演講，深度剖析極海半導體憑借自身的技術積累和資源優勢為行業帶來的革新。

立足有道

本土出發 構建技術基石

極海半導體成立于2019年12月，前身為艾派克物聯網芯片事業部，是專業的32位工業級通用MCU及工業互聯網SoC-eSE安全芯片產品和方案提供商，致力于為工業控制、消費電子、智能家居以及汽車應用等領域提供優質的產品與服務。

極海半導體傳承了母公司艾派克微電子20年的集成電路芯片設計經驗，擁有位于珠海、上海、杭州、美國北卡羅來納州四大研發中心，團隊成員超500人。近年來，團隊與浙江大學、鄭州大學等國內多所高校建立“產學研”的合作關系，并在智慧家居、高端消費電子、工業控制、智慧能源、通信設施五大領域與多家頭部企業建立合作關系。

盡管極海半導體進入MCU行業時間尚短，但其通用MCU產品已經成功進入國產工控龍頭企業。截至目前，極海半導體累計批量的客戶已超過1000家。

在產品運營上，公司提供可靠性保障平臺，實現產品快速上量。首先，極海半導體在研發實驗室上達到國內高水平，目前已通過國家級CNAS實驗室認證，并擁有檢測、失效分析、可靠性、電性、應用五大實驗室。

其次，產品芯片通過了完整的可靠性測試，極海半導體可以根據客戶的需求進行不同種類芯片的篩選。比如，極海半導體可以提供超過工業溫度范圍，工作溫度覆蓋-45℃~+125℃的芯片。

破局有術

應用持續落地 技術持續創新

據IHS數據統計，2008-2018年間，中國MCU市場年平均復合增長率為7.2%，是同期全球MCU市場增長率的4倍，2019年中國MCU市場規模達到256億元。預計到2022年，中國MCU市場規模將達到319.3億元，市場增長速度仍將領先全球。

在市場前景廣闊的情況下，另一份來自研究機構Omdia的數據報告則顯示，在中國工業MCU應用市場中，國外廠商占據90%的市場份額。

目前國內MCU廠商主要在消費電子、智能卡等中低端應用領域競爭，但在市場潛力大且利潤高的工業控制、汽車電子和物聯網市場，都被國外的MCU廠商壟斷。

高端應用領域的市場份額可以說是國內各大半導體企業緊盯的寶地，而宮斯亮在峰會上也表示，在貿易戰和疫情的影響下，國產芯片迎來轉機，極海半導體也瞄準了中高端工控市場。

極海半導體目前已有基于M0+、M3、M4的MCU，并且已經應用到包括變頻器、電機驅動器、伺服器、逆變器、BMS管理等工控行業。比如，目前極海半導體基于Cortex-M0+內核的就有三個方案。

第一個是BMS儲能方案，其采用APM32F072芯片，支持睡眠、停止、待機等低功耗模式，能有效實現更長的續航。同時，方案還支持寬電壓、遠程控制、OTA升級等，目前這款產品已經通過USB-IF的認證，確保極海半導體有效的產品出口。

第二個是HMI的應用方案，這是基于APM32F030芯片，內置CRC計算單元及DMA通道，確保LCD不卡頓，有效提高刷新頻率。此外，其外設設置也極為豐富，能同時掛上NFC、藍牙等多個外設，在UART支持藍牙模塊接口和Debug接口，實現程序下載、參數設置、數據交互等功能。

第三個是APM32F003傳感器應用方案，其ESD等級達到8VK，具備強大的抗干擾能力。5V供電下能支持睡眠、停機、待機等低功耗模式，同時能線上支持內置12bit的高精度ADC，并集成HSI內部高速振蕩器，全范圍內精度控制在正負3%以內，有效提升傳感器采集、處理信息的靈敏度和穩定性。

此外，基于ARM Cortex-M3內核的APM32F103 電機控制應用方案，目前已通過IEC61508功能安全認證、USB-IF測試認證，符合工業級高可靠性標準。

其支持主流FOC算法庫，并采用霍爾傳感器作為同步信號，使用FOC實現正弦波控制，有效保障電機穩定運行。同時還內置FPU，支持浮點乘法運算，支持無傳感器、觀測器反正切運算及高頻注入等。

除了基于ARM內核的通用MCU，極海半導體還有基于國產C-SKY的內核芯片，在這方面以工業互聯網嵌入式大安全主控芯片為主，宮斯亮表示，目前的大川GS300、GS400、GS500和GS600四大系列可以說是公司的拳頭產品。

目前，GS300和GS400主要運用在工業打印機、掃碼槍上，以及部分計量系統，遠程控制系統等，其中GS300芯片已通過國密二級認證，成功應用于能源智能終端設備中，保障能源網絡安全可靠。

而GS500和GS600分別是四核和七核的SoC，這兩款芯片共同的特征是具備豐富的外設，包括以太網、LCD、PWM等，其應用場景主要在工業控制、AMI和HMI系統，負責信息處理、搜集、傳送等。

另外，宮斯亮在峰會上還透露，極海半導體將在今年六月或七月發布M7內核的MCU，這顆MCU主頻最高可以達到500兆赫茲，在外設上包括集成USB、集成以太網和CAN通信。

從技術突破到產品運營，從應用落地回到技術再創新，極海半導體一直在推動國產工業芯片發展的路上持續發力，在當前整個半導體行業面臨緊缺的情況下，國產替代勢在必行。

但工業半導體的國產之路也并不好走，技術、應用、信念缺一不可，正如極海半導體一直以來所強調的——相信，堅持，突破。
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