在缺“芯”困局之下，國(guó)產(chǎn)替代的呼聲愈發(fā)高漲。但就目前的產(chǎn)業(yè)環(huán)境而言，國(guó)產(chǎn)芯片替代實(shí)際上機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。半導(dǎo)體行業(yè)由于其自身“高精尖”特質(zhì)所致，是典型的資產(chǎn)密集、技術(shù)密集、人才密集型產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)品從研發(fā)到量產(chǎn)的周期較長(zhǎng)，需數(shù)十年。同時(shí)，芯片國(guó)產(chǎn)化的機(jī)遇也是空前的。國(guó)家利好政策不斷發(fā)布：投資補(bǔ)助、稅收優(yōu)惠等為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航，加之眾多資本持續(xù)加大對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)的投資力度，也有助于國(guó)產(chǎn)廠商的發(fā)展及技術(shù)突破。本文內(nèi)容根據(jù)2022 ICS集成電路峰會(huì)論壇上，深圳市大盛唐科技有限公司總經(jīng)理韓軍龍帶來(lái)的國(guó)產(chǎn)替代實(shí)戰(zhàn)分享，來(lái)了解關(guān)于芯片國(guó)產(chǎn)替代的策略及實(shí)施要?jiǎng)t。
大盛唐科技有限公司總經(jīng)理 韓軍龍
國(guó)產(chǎn)替代實(shí)戰(zhàn)分享
什么是芯片替代？
①澄清沒(méi)有設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出“完全”一樣的兩個(gè)芯片
因?yàn)樾酒O(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)、硅片純度、wafer制造工藝、封裝設(shè)備、QC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、金屬線材成分等等一系列因素存在差異化，所以嚴(yán)格意義上講，所以不存在完全相同的芯片替代。如下圖：芯片就像樹(shù)葉一樣，沒(méi)有完全相同的兩個(gè)。
②實(shí)際工作中的替代要求
實(shí)際工作中，我們所謂的芯片替代，一般選擇3~5個(gè)關(guān)鍵參數(shù)比較接近（＞75%以上近似度），甚至是2-3個(gè)參數(shù)接近即可，就基本實(shí)現(xiàn)了客戶的功能要求，即可以替代成功；一般至少75%以上的近似度比較理想，這樣有利于替代后，實(shí)現(xiàn)電路的穩(wěn)定性、可靠性。
除了某一領(lǐng)域先進(jìn)的專用芯片以外，一般情況下，為了用戶使用便捷化，大多數(shù)芯片設(shè)計(jì)公司在設(shè)計(jì)芯片時(shí)，都會(huì)按照行業(yè)慣例規(guī)則規(guī)定參數(shù)，即設(shè)計(jì)基本具有相同的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，容易實(shí)現(xiàn)品牌見(jiàn)相互替代。
比如：FLASH、DDR、LDO、INTERFACE、74XXX、光耦、等等。這類芯片在設(shè)計(jì)的封裝尺寸、基本參數(shù)等等很接近，容易實(shí)現(xiàn)不同品質(zhì)之間的替代。
芯片國(guó)產(chǎn)化的原因
中美貿(mào)易戰(zhàn)，造成供應(yīng)鏈存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)。美國(guó)政府對(duì)中國(guó)企業(yè)制裁名單不斷增加，尤其對(duì)高科技各行業(yè)前三大龍頭企業(yè)不斷新增制裁，他們普遍存在強(qiáng)烈的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)擔(dān)憂。
其次，芯片品牌多，型號(hào)更多，經(jīng)常存在元器件停產(chǎn)、缺貨、長(zhǎng)交期的現(xiàn)象困擾制造業(yè)，尤其工控、汽車行業(yè)尤為明顯。
另外，用戶因?yàn)槿必?，進(jìn)行緊急找貨、調(diào)貨，經(jīng)常會(huì)買到冒牌貨、散新貨、翻新貨等等，以假亂真，從而導(dǎo)致生產(chǎn)出的貨物不良現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
如: 2021年TI的汽車芯片TPSXXX系列，從10-20元人民幣被炒作到2000元以上，面對(duì)這么高的利潤(rùn)，華強(qiáng)北有些人會(huì)鋌而走險(xiǎn)。以假亂真。
最后，制造業(yè)成本壓力大，愿意接受國(guó)產(chǎn)替代。華為、中興、比亞迪等行業(yè)龍頭企業(yè)有替代先例，有效地帶動(dòng)了國(guó)產(chǎn)化替代的浪潮。
國(guó)產(chǎn)化替代的類型
1、功能性替代。芯片具有基本近似的功能參數(shù)指標(biāo)，但因內(nèi)部設(shè)計(jì)原理及部分參數(shù)不同，所以無(wú)法進(jìn)行在PCB上的pin to pin完全替換。功能性替代，即換一個(gè)品牌重新研發(fā)設(shè)計(jì)整個(gè)產(chǎn)品！不能完全pin to pin 兼容，通常這類芯片常見(jiàn)有：FPGA、MCU、DSP、CPU/GPU/MPU、AI等芯片，客戶修改設(shè)計(jì)周期大概需要3-6個(gè)月。 2、完全替代。芯片封裝相同（腳數(shù)、間距、按序列號(hào)腳定義等均相同），關(guān)鍵幾個(gè)參數(shù)近似度75%以上，基本上可以兼容替代，即通俗所謂的“完全兼容” 。這種替代方式是目前最多見(jiàn)、最常用的方式。 此類替代，具有如下幾類： ①不需要任何設(shè)計(jì)修改：不需要修改客戶原始設(shè)計(jì)程序。不需要修改PCB的layout原理圖。直接替換原品牌，焊接在客戶端PCB上使用。 例如：替代TI TL074 運(yùn)放、LM358運(yùn)放、SP3485接口芯片、MT48LC32M16 SDRAM等等，都有完全替換的品牌，封裝相同參數(shù)接近，替換性非常成熟、可靠。 ②需要修改少量軟件或PCB：封裝相同，但是需要修改程序。如：8-bit MCU一般都是封裝相同，修改替換只需要簡(jiǎn)單修改少量的程序代碼即可完成，一般3-6個(gè)工作日時(shí)間就可以搞定替代，還算是比較容易的。封裝相同需要修改簡(jiǎn)單的ID代碼。如：替代MICRON的FLASH，在相同ECC條件下，品牌不同，其中的ID代碼不同，需要在簡(jiǎn)單修改很快即可使用。 ③腳定義不同：兩個(gè)芯片封裝完全相同，關(guān)鍵參數(shù)功能也是非常接近，但每個(gè)腳的定義順序不同，這種情況需要進(jìn)行跳線測(cè)試，測(cè)試OK后，需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的PCB設(shè)計(jì)，在PCB上就把兩個(gè)腳的位置調(diào)換而已。 我愛(ài)方案網(wǎng)代理14個(gè)主要原廠產(chǎn)品線，賦能芯片國(guó)產(chǎn)化替代，包括：瑞芯微、北京君正、小華半導(dǎo)體，珠海極海、中電華大、富奧星、圣邦微、貝嶺、川土微，芯李特、裕泰微、江波龍、捷捷微、群芯微 點(diǎn)擊填寫需求信息https://www.wjx.cn/vm/O5XVjcV.aspx# 技術(shù)服務(wù)劉工：180 2698 0964
