芯片+電機+算法,三項全能的高性能電機驅 動控制專用芯片企業。
1.技術演變及產品矩陣
1.1 公司電機驅動控制芯片產品及技術演變
在主要產品和服務方面,公司主要圍繞電機驅動控制領域,在電機主控芯片 MCU/ASIC、電機驅動芯片 HVIC、功率器件 MOSFET 產品線上進行產品延伸開發, 在算法硬件化、電機控制器件集成化的方向發展,全產品線的發展版圖實現了客戶電機 全場景應用,公司能夠為客戶提供從驅動控制芯片產品及驅動控制整體方案到電機系統 優化的系統級服務。

1.2 公司電機驅動控制芯片終端應用不斷拓展
公司電機驅動控制專用芯片市場接受程度也在逐步加深,終端應用不斷拓展,使用 公司芯片產品的國內外知名廠商數量不斷增加,公司市占率不斷提升。
1.3 產品矩陣涵蓋 MCU/ASIC、HVIC、MOSFET 等
作為專注于高性能 BLDC 電機驅動控制芯片的設計公司,公司產品涵蓋電機驅動控 制的全部關鍵芯片,包括電機主控芯片 MCU/ASIC、電機驅動芯片 HVIC、電機專用功 率器件 MOSFET 等。
公司 MCU/ASIC、HVIC、MOSFET 芯片,通常按照 1:3:6 比例,共同組成 BLDC 電機驅動控制的核心器件體系,其中:MCU/ASIC 芯片屬于控制系統大腦,實現電氣信 號檢測、電機驅動控制算法及控制指令生成等;由于主控芯片難以直接驅動大功率的 MOSFET,需要 HVIC 作為驅動芯片,起到高低壓隔離和增大驅動能力的功能。在三大 核心器件共同作用下,給 BLDC 電機提供高壓、大電流的驅動信號,產生 U、V、W 三 相控制電壓,使 BLDC 電機按照控制指令工作。隨著公司技術發展,公司已在芯片電路 設計單芯片層面實現部分集成/全集成 HVIC、MOSFET 的高集成度電機主控芯片產品, 并可提供電機驅動專用智能功率模塊 IPM。

2.產品特點
行業內存在兩種技術路線:專用芯片設計與通用 MCU 設計,不同的芯片設計技術 路線所采用的內核架構和算法實現路徑有本質區別。 從內在芯片算法實現路徑看,公司專用芯片基于硬件化實現電機控制要求。公司將 電機控制算法拆分成位臵估算器、PI 調節、SVPWM、Clark 變換、Park 變換等多個具 體步驟,用硬件邏輯門電路將各個運行步驟設計成為算法硬件模塊,組合搭配實現電機 控制。 同行業大多數公司通用 MCU 芯片主要基于運行軟件程序實現電機控制要求。運行 軟件程序則必然需要運算器對軟件代碼進行運算,需要存儲器對軟件程序進行存儲,需 要控制器從存儲器中調取程序進行運算,其內核架構必須包含運算器、控制器、存儲器、 輸入與輸出 5 個主要部件。算法軟件程序存放于存儲器內,控制器根據間隔設定定期從 存儲器里取出程序對應的代碼送至運算器里執行,輸出運算結果后實現電機控制。
2.1 擁有完全自主知識產權電機控制專用 IP 內核
公司的電機驅動控制專用芯片用于控制直流無刷電機(BLDC 電機),與多數電機 驅動控制芯片廠商采用的 ARM 內核架構不同,公司從底層架構上將芯片設計、電機驅 動架構、電機技術三者有效融合,用算法硬件化的技術路徑在芯片架構層面實現復雜的 電機驅動控制算法,形成自主知識產權的電機驅動控制處理器內核 ME。

公司電機主控芯片 MCU 采用“雙核”結構,由公司自主研發的 ME 內核專門承擔 復雜的電機控制任務,通用 MCU 內核用于處理通信等輔助任務更好的承擔“雙核”架 構中對外交互等輔助任務。公司競爭對手大多采用通用 MCU 芯片,其內核架構一般采 用 ARM 公司提供的 Cortex-M 系列內核。IP 內核依賴于 ARM 公司的授權,需支付 IP 授權費用。通用 MCU 芯片發展受制于 ARM 授權體系,芯片設計受限于處理器架構的 授權,無法對內核進行針對性的修改。 ME 內核專門負責處理電機控制實時任務,可獨立運行,對許多信號可以并行處理, 通過算法硬件化與器件集成化,實現較 ARM 系列內核 32 位 MCU 芯片更優的運算速度 效果。同行業企業產品大多采用 ARM 公司提供的 Cortex-M 系列內核。IP 內核依賴于 ARM 公司的授權,需支付 IP 授權費用,同時產品技術發展受制于 ARM 授權體系。
2.2 控制芯片算法硬件化
同行業企業通常在通用芯片上用軟件編程來實現電機控制算法。公司電機控制芯片 通過硬件化的技術路徑實現電機控制算法,即在芯片設計階段通過邏輯電路將控制算法 在硬件層面實現,有效提高控制算法的運算速度和控制芯片可靠性,為 BLDC 電機高速 化、高效率和高可靠性的實現提供有力支撐。
公司在電機驅動控制芯片設計、電機設計、電機驅動算法架構等細分領域取得眾多 核心技術,搭建起系統級 BLDC 電機專用驅動控制芯片技術體系,能夠讓 BLDC 電機 性能得到最大程度的發揮,充分展現出公司芯片產品的專業性與專用性特點,形成公司 產品市場競爭力及有效國產替代的底層技術基礎。公司算法硬件化的算法技術在成本、 功耗、性能幾個方面均具有較強的競爭優勢。
2.3 高集成度芯片設計
為提高電機控制芯片的可靠性、控制性能,降低控制系統體積以適應 BLDC 電機小 型化、定制化的發展趨勢,BLDC 電機驅動控制架構由完全分立逐步向全集成模塊發展。 公司已經實現從集成運放、比較器到集成預驅動(pre-driver)到集成電源與功率器件 MOSFET,具備完整產品線布局,與國際知名廠商發展趨勢相符。

公司在單芯片上全集成或部分集成 LDO、運放、預驅、MOS 等器件,最終設計出 具備高集成度、能實現高效率、低噪音控制且能完成復雜控制任務的電機驅動控制專用 芯片。從芯片內在結構和器件集成度角度看,公司芯片產品下游應用覆蓋低壓至高壓、 小功率至大功率、低速至超高速、家用至工業等不同場景,滿足應用領域的個性化需求, 并可實現高效率、低噪音、高可靠性和多目標的控制效果。
2.4 電機驅動控制方案性價比高
公司電機控制專用芯片已在內部集成了電機驅動控制方案所需外設,如高速運算放 大器、比較器、LDO、預驅動,部分芯片還集成 MOSFET,大大減少外圍器件,最大 程度上精簡了控制板,降低元器件所需面積。 通用 MCU 集成驅動一般采用合封技術,使得控制系統的可靠性降低,維護成本加 大。公司主控芯片則在單一晶圓上集成了電源、驅動或功率器件,可靠性大大提高,有 效降低整體方案成本。
2.5 可比產品的關鍵指標對比
產品的技術先進性是芯片設計企業設計能力和技術實力的綜合體現。公司電機驅動 控制芯片產品擁有自主的電機控制專用內核架構,通過不斷的研發投入與技術積累,成 功實現了算法硬件化與器件的集成化,在電機控制領域實現了更高的運算能力與更好的 控制性能。公司研發的電機控制專用內核采用硬件方式實現電機控制 FOC 算法,6-7us 即可完成一次 FOC 運算,無感 FOC 控制方案的電周期轉速可高達 270000RPM。采用 ARM 授權內核的芯片產品,其控制算法需通過復雜的軟件編程來實現,運算速度主要 依賴于 MCU 工作主頻,在相同主頻下通用內核的算力比算法硬件化的專用內核算力低。