哪些本土半導(dǎo)體廠商，布局BLDC

近年來，政策端對電機節(jié)能降耗的要求日益提高，如《電機能效提升計劃》（2021-2023年）的發(fā)布，而無刷直流電機（BLDC）是由直流電力驅(qū)動的永磁同步電動機，具有高可靠性、高效率、低振動、低噪音、高轉(zhuǎn)矩密度、節(jié)能降耗的性能優(yōu)勢，深度滿足了下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?jié)能減排的迫切需求。

同時，在BLDC電機的控制技術(shù)日益成熟、上游半導(dǎo)體組件成本逐漸降低的發(fā)展背景下，BLDC電機市場規(guī)?？焖僭鲩L，在智能小家電、電動工具、白色家電、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)、汽車等下游終端領(lǐng)域的滲透率不斷提升。

圖源：國海證券

根據(jù)Precedence Research數(shù)據(jù)，2023年全球BLDC電機市場規(guī)模達到20.07億美元，預(yù)計2022年-2032年的年復(fù)合增長率為5.27%，保持長期增長的態(tài)勢。另外，分地區(qū)來看，根據(jù)Grand View Research數(shù)據(jù)，亞洲BLDC電機市場規(guī)模占全球比例高達47%，居全球首位，其次是美國和歐洲占比分別為21%和19%。亞洲國家中，日本擁有很多知名的BLDC電機企業(yè)，如尼得科、三洋電氣、松下、美蓓亞等；而國內(nèi)雖然起步較晚，但也涌現(xiàn)出很多BLDC電機廠商，如大洋電機、臥龍電驅(qū)、鳴志電器、德昌電機等。

BLDC電機的半導(dǎo)體驅(qū)動方案包括微控制器、驅(qū)動芯片、功率器件，以及反饋回路等器件，通常有4類解決方案：傳統(tǒng)的驅(qū)動方案是微控制器+柵極驅(qū)動+功率器件，三部分是分開的；較為主流的是將柵極驅(qū)動集成在微控制器中，再加上功率器件；也有將柵極驅(qū)動和功率器件集成為IPM的，即微控制器+IPM；還有一種就是將微控制器、柵極驅(qū)動、功率器件三者都集成在一起，做成一個SOC，直接驅(qū)動BLDC。

目前本土半導(dǎo)體廠商在BLDC電機的半導(dǎo)體解決方案方面取得了顯著進展。本文與非網(wǎng)詳細(xì)梳理了9家本土半導(dǎo)體廠商在BLDC領(lǐng)域的解決方案：

峰岹科技

峰岹科技專注于高性能電機驅(qū)動控制芯片的設(shè)計和核心應(yīng)用控制算法的研發(fā)。公司自主研發(fā)了電機控制芯片設(shè)計技術(shù)、電機設(shè)計技術(shù)、驅(qū)動架構(gòu)、傳感器技術(shù)及電機矢量控制算法等，并在電機主控芯片MCU/ASIC、電機驅(qū)動芯片HVIC、功率器件MOSFET產(chǎn)品線上進行產(chǎn)品延伸開發(fā)，公司提供從分立到全集成的芯片設(shè)計方案，滿足不同終端客戶應(yīng)用需求。

電機主控芯片MCU/ASIC：峰岹科技推出了集成“高速電機控制引擎”和“8051內(nèi)核”的雙核電機控制器FU68系列，與多數(shù)電機驅(qū)動控制芯片廠商采用Arm內(nèi)核架構(gòu)不同，峰岹科技從底層架構(gòu)上將芯片設(shè)計、電機驅(qū)動架構(gòu)、電機技術(shù)三者有效融合，用算法硬件化的路徑，在芯片架構(gòu)層面實現(xiàn)了復(fù)雜的電機驅(qū)動控制算法。內(nèi)部集成高速電機控制引擎、Predriver、LDO、運放、比較器、高速ADC及高速乘除法器，內(nèi)置CRC、SPI、I2C、UART、多種TIMER、PWM等功能，降低方案整體成本、縮短開發(fā)周期，適用于方波、SVPWM、FOC控制。

電機驅(qū)動芯片HVIC：峰岹科技推出一系列柵極驅(qū)動芯片，該系列產(chǎn)品適用于電機驅(qū)動、DC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-AC逆變器、D類功率放大器等多種不同應(yīng)用領(lǐng)域。具有過壓保護、欠壓保護、直通防止及死區(qū)保護等功能；對比傳統(tǒng)產(chǎn)品，峰岹產(chǎn)品門/柵極驅(qū)動能力更強，有助于降低系統(tǒng)的開關(guān)損耗，減小系統(tǒng)發(fā)熱量；提升系統(tǒng)效率，同時能幫助客戶有效節(jié)省系統(tǒng)成本。

功率器件：針對電機驅(qū)動市場，峰岹科技專門推出反向恢復(fù)時間（Trr）短、耐高壓的MOSFET系列產(chǎn)品，廣泛適用于消費類和工業(yè)類電機驅(qū)動系統(tǒng)。其優(yōu)異的開關(guān)性能有助于降低系統(tǒng)整體發(fā)熱，實現(xiàn)高效率與低損耗，擁有極高的性價比，在節(jié)省電路板空間的同時，能使電機驅(qū)動控制整體方案達到成本最優(yōu)。

納芯微電子

納芯微電子作為本土高性能高可靠性的模擬及混合信號芯片公司的代表，在汽車電機驅(qū)動芯片領(lǐng)域進行了深入的布局，以新能源汽車熱管理應(yīng)用為例，重點布局了電機驅(qū)動的SoC產(chǎn)品。

NSUC1610是一款針對BLDC電機的驅(qū)動芯片，支持峰值電流為1A的應(yīng)用場景。采用Arm Cortex-M3內(nèi)核的處理器，集成預(yù)驅(qū)功能；集成LIN總線物理層、小功率MOS管陣列、DAC和雙路溫度傳感器；可由12V直接供電，支持40V短時過壓承受；滿足Grade 0車規(guī)認(rèn)證，溫度區(qū)間為-40°C-150°C，結(jié)溫可達175°C；滿足CISPR25 class 5 EMC標(biāo)準(zhǔn)。

該產(chǎn)品主要面向本地化控制驅(qū)動集成。如電子水閥和電子膨脹閥應(yīng)用中與閥類實現(xiàn)集成，在主動進氣格柵中與AGS實現(xiàn)集成，在HVAC控制中，與風(fēng)門電機集成等。

NSUC1602內(nèi)部集成Arm Cortex-M3處理器和三相預(yù)驅(qū)電路，支持FOC矢量控制和無感六步換相控制算法；提供精確高效的電機溫度管理，優(yōu)化電源管理方案，簡化系統(tǒng)設(shè)計；集成高精度ADC、DAC、比較器、反電動勢比較器等模塊，支持SPI通信接口和窗口看門狗功能；具備內(nèi)置兩路溫度傳感器進行過熱關(guān)斷保護，滿足AEC-Q100 Grade 0可靠性認(rèn)證，晶圓結(jié)溫可達175℃；低功耗休眠模式，工作電壓范圍為5.5V~28V，功耗小于50μA。

NSUC1602相比于NSUC1610，針對更大功率、大電流需求場景，廣泛適用于BLDC和BDC電機控制領(lǐng)域。如汽車電子水泵、冷卻風(fēng)扇和空調(diào)鼓風(fēng)機等高效溫控電機控制，以及座椅調(diào)節(jié)、電動天窗、尾門控制等需要高效動力傳輸?shù)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/520532.html">電機控制系統(tǒng)等。

另外，納芯微電子也有單獨的電機驅(qū)動芯片NSD系列，主要是NSD8381、NSD8308等車規(guī)級產(chǎn)品。其中NSD8381具有寬工作電壓、高電流、可編程多種細(xì)分模式等多種特性，專為頭燈步進控制、抬頭顯示位置調(diào)節(jié)電機、HVAC風(fēng)門電機以及各類閥門的驅(qū)動控制而設(shè)計，具備出色的性能和穩(wěn)定性。

靈動微電子

SPIN系列MCU專為電機應(yīng)用設(shè)計，亦可應(yīng)用于通用場景。該系列包含驅(qū)動MCU、預(yù)驅(qū)MCU以及專用MCU系列。

驅(qū)動MCU：其中MM32SPIN023C是靈動MindSPIN旗下高性能的單電機控制SOC產(chǎn)品，采用Arm Cortex-M0內(nèi)核，集成了電機控制所需的專用模擬外設(shè)，包括12位高精度ADC、2路模擬比較器COMP、2路運算放大器OPAMP、MOSFETs三相驅(qū)動電路以及6個MOSFET，另配備有MC-TIM、硬件除法器HW-Div、DMA控制器等專用資源，以及32KB Flash、4KB SRAM、14個GPIO、LDO等基礎(chǔ)資源。適用于小風(fēng)機、小水泵、冰箱風(fēng)機、伺服舵機、云臺等應(yīng)用。

預(yù)驅(qū)MCU：其中MM32SPIN580C是靈動MindSPIN旗下預(yù)驅(qū)MCU產(chǎn)品，采用Arm Cortex-M0內(nèi)核，5V輸出的LDO穩(wěn)壓器、三組具備有自舉二極管的N通道半橋柵極驅(qū)動器。最高工作頻率可達96MHz，內(nèi)置高速存儲器，豐富的I/O端口和外設(shè)連接到外部總線，包含2個12位的ADC，采樣速度高達3 Msps，具有5個通用定時器、2個針對電機控制的PWM高級定時器。適用于園林工具、服務(wù)器冷卻風(fēng)扇、60V以上電池供電產(chǎn)品等應(yīng)用。

專用MCU：針對電機應(yīng)用設(shè)計。該系列MCU搭載Arm Cortex-M0內(nèi)核，集成UART、I2C、SPI、CAN、I2S等數(shù)字通信外設(shè)，芯片內(nèi)部集成OPAMP、COMP、高速ADC、電機專用PWM模塊，多種封裝型號可供選擇。

圖源：靈動微電子

旋智科技

旋智科技基于多年的電機控制經(jīng)驗，研發(fā)出多種不同集成度的面向電機控制應(yīng)用的高性能芯片，包括控制器CPU，集成高壓驅(qū)動的片上系統(tǒng)以及全集成的片上系統(tǒng)。

控制器CPU：其SPC2168產(chǎn)品基于先進的混合信號架構(gòu)設(shè)計，采用兩個Arm Cortex-M4內(nèi)核，配備同類最佳的模擬前端、數(shù)字信號處理以及運動控制專用外設(shè)和安全機制，兩個CPU內(nèi)核均可以按最高200MHz時鐘頻率運行復(fù)雜的控制算法。還采用了兩項創(chuàng)新技術(shù)：一個是提高代碼安全的多區(qū)域安全保護；另一個是類似于FPGA但性價比更高的可靈活重定義的IO技術(shù)，可以根據(jù)各種應(yīng)用需求將芯片管腳配置為不同的外設(shè)IO。該產(chǎn)品是電機控制應(yīng)用的理想平臺。

集成高壓驅(qū)動的SoC：其SPD1163產(chǎn)品內(nèi)置32位高性能Arm Cortex-M4內(nèi)核，最高200MHz的軟件可編程時鐘頻率。還集成了一個具有600V電壓處理能力的3相預(yù)驅(qū)，用于驅(qū)動外部MOSFET或者IGBT。所有6個預(yù)驅(qū)通道均具有欠壓鎖定功能。在控制器CPU的基礎(chǔ)上，集成驅(qū)動和電源管理，提升集成度，方便客戶的應(yīng)用設(shè)計。

全集成的SoC：其SPM1173Z產(chǎn)品采用Arm Cortex-M4內(nèi)核，集成了600V的預(yù)驅(qū)動和600V/2A的MOSFET，具有12路PWM通道，在集成高壓驅(qū)動的片上系統(tǒng)基礎(chǔ)上，更進一步集成功率MOSFET，提升集成度，方便客戶的應(yīng)用設(shè)計。

芯旺微電子

芯旺微電子是一家基于自主研發(fā)的?KungFu指令集和內(nèi)核架構(gòu)，以研發(fā)高性能數(shù)?；旌闲盘朚CU產(chǎn)品為主的芯片設(shè)計公司，同時向用戶提供完整軟硬件工具鏈系統(tǒng)，實現(xiàn)了從MCU芯片到基礎(chǔ)軟件生態(tài)的全覆蓋。

芯旺微電子的KF32系列產(chǎn)品具有32位高性能KungFu32內(nèi)核，工作頻率最高為120MHz，軟件可調(diào)節(jié)；EPWM針對電機/電源優(yōu)化，具有16位PWM，支持皮秒級HR分辨率；ECCP針對電機/電源優(yōu)化，具有16位PWM，最高分辨率8.3納秒@120MHz；ADC模塊針對電機/電源優(yōu)化，具有12位最高分辨率1MSPS；PGA針對電機/電源優(yōu)化，支持>10MHz高帶寬，高速差分可編程運放；CMP針對電機/電源優(yōu)化，高速且可編程。該系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于空調(diào)變頻壓縮機、無人機、風(fēng)機、水泵、吸塵器、輪轂電機、伺服控制器等領(lǐng)域。

圖源：芯旺微電子，基于KF32F3xx的BLDC電機Foc控制方案

華芯微特

華芯微特基于Arm?Cortex-M0、Cortex-M4、安謀科技“星辰”STAR-MC1內(nèi)核，面向電機控制、TFT-LCD控制、白色家電、智能控制和工控儀表等領(lǐng)域，推出了多個系列的MCU產(chǎn)品。

其電機MCU專為電機應(yīng)用設(shè)計。該系列包含普通和集成預(yù)驅(qū)MCU，集成預(yù)驅(qū)包含P+N，N+N不同類型，適應(yīng)落地扇，水泵，強排，高壓吊扇，空氣凈化器、高速吹風(fēng)機、高速吸塵器、電動工具、壓縮機等不同的應(yīng)用場景。

公司電機MCU產(chǎn)品SWM201、SWM211、SWM341采用Arm Cortex-M0或安謀科技“星辰”STAR-MC1內(nèi)核，工作主頻范圍在60MHz-150MHz，F(xiàn)lash規(guī)格分別為：32KB/64KB/512KB，SRAM規(guī)格分別為：8KB/64KB，封裝采用28/28/64/100 多種引腳和封裝形式，這些電機MCU具備高可靠性、低功耗、代碼密度大等突出特點。其中SWM201的集成度較高，除了可以硬件加速、具有運放、比較器外設(shè)功能外，還疊封N+N、N+P預(yù)驅(qū)。

圖源：華芯微特

兆易創(chuàng)新

兆易創(chuàng)新提供了多種BLDC電機控制解決方案，涵蓋了不同性能和成本需求的應(yīng)用場景，多種PWM調(diào)制技術(shù)、多種電流采樣方式，多種有感、無感轉(zhuǎn)子位置、速度回饋方式，還具有硬件電路自檢和多種電機保護功能，終端用戶都可以根據(jù)需求選用。

強算力型需求：GD32H757、GD32F427、GD32E507、GD32F407等MCU系列產(chǎn)品可以匹配用戶設(shè)計需求，能提供高動態(tài)性能FOC，同時匹配多種實時通訊需求，能夠同時控制雙BLDC/PMSM, 支持多種無感算法。

成本敏感型需求：GD32E230、GD32F330、GD32F310等MCU系列產(chǎn)品能提供FOC矢量、方波在內(nèi)的最具性價比的控制設(shè)計方案。

主流需求：GD32F303、GD32E103、GD32VF103等MCU系列產(chǎn)品滿足主流的電機控制需求，包含F(xiàn)OC矢量控制、單電阻電流采樣、同時控制電機+PFC、無傳感器算法在內(nèi)的設(shè)計。其中GD32VF103系列是業(yè)界首顆基于RISC-V內(nèi)核的電機控制MCU，適用于成本敏感和性能要求較高的應(yīng)用。

另外，GD32303R-BLDC Demo Suites：是無刷直流電機使用方波控制算法的演示套件，可以進行電機的轉(zhuǎn)速、母線電流的雙閉環(huán)控制，可以幫助客戶更快、更好的使用GD32MCU進行無刷直流電機方波控制。演示套件使用24V供電，額定電流為2A，可控制配套的無刷直流電機轉(zhuǎn)速達到5000rpm。支持GD32F30x、GD32F3x0、GD32F4xx、GD32VF103多系列MCU。

國民技術(shù)

國民技術(shù)在BLDC電機領(lǐng)域提供了一系列高效能的解決方案，主要通過其電機控制MCU產(chǎn)品實現(xiàn)，其提供的開發(fā)套件支持多種算法選擇，具有標(biāo)準(zhǔn)的固件訪問接口和多重保護機制，便于開發(fā)者快速搭建電機控制平臺。

N32G455系列：這款高性能多FOC電機應(yīng)用的MCU采用32位Arm Cortex-M4F內(nèi)核，支持浮點運算和DSP指令，具有高達512KB的片內(nèi)FLASH和144KB的SRAM。它集成了多達17個高性能模擬器件和18個數(shù)字通訊接口，適合用于各種BLDC電機控制應(yīng)用，如空調(diào)、無繩吸塵器等。該系列還具備安全特性，包括Flash安全存儲和加密下載等功能。

N32G435系列：該款MCU是業(yè)內(nèi)首個內(nèi)置硬件密碼加速引擎的32位通用MCU，具有低功耗和高性價比的特點，適用于智能家居設(shè)備和工業(yè)電機應(yīng)用。它支持多種電機控制方式，能夠有效降低方案的BOM成本。

沁恒微電子

沁恒微電子在BLDC電機領(lǐng)域提供了一系列的半導(dǎo)體解決方案，涵蓋了電機控制芯片、電機驅(qū)動算法架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)。以下是沁恒微電子在BLDC電機解決方案方面的一些亮點：

CH641控制方案：該款MCU針對小型化、輕量化電機驅(qū)動發(fā)展趨勢，集成專業(yè)預(yù)驅(qū)芯片，支持12V I/O直驅(qū)MOS，支持USB PD及Type-C快充功能。它采用自研青稞RISC-V2A內(nèi)核，無需支付第三方處理器授權(quán)費和提成費。該方案支持基于反電勢檢測的無感方波控制，轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，以及完善的安全保護機制，如堵轉(zhuǎn)、過壓、欠壓、過流、過載等保護，并提供可定制的完整量產(chǎn)方案。

CH32系列電機控制方案：基于RISC-V和Arm Cortex-M3內(nèi)核設(shè)計的工業(yè)級32位通用MCU，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、消費電子和家用電器等領(lǐng)域。該系列MCU具有高速運算能力，支持硬件壓棧和硬件除法器，集成多個高級和通用定時器，內(nèi)置多路高速雙ADC和模擬運放，使其在電機控制應(yīng)用領(lǐng)域有著較好的性能優(yōu)勢。支持多種電機的調(diào)速控制或位置控制，包括永磁同步電機（PMSM）、無刷直流電機（BLDC）、直流電機（DC）、開關(guān)磁阻電機（SRD）、感應(yīng)電機（IM）等。同時，支持FOC控制、方波等無感控制方案，支持HALL、增量編碼器等多種有感控制方案。

寫在最后

BLDC電機在下游應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展和自身性能優(yōu)勢的推動下，市場規(guī)模穩(wěn)步增長。半導(dǎo)體方案商通過提供集成化、智能化、高能效的解決方案，推動了BLDC電機技術(shù)的進步和應(yīng)用的拓展。未來，隨著國產(chǎn)替代化的加速和技術(shù)創(chuàng)新的突破，本土廠商的BLDC電機半導(dǎo)體解決方案將面臨更多的發(fā)展機遇。