充电桩产品上将找不到一颗欧美日韩的芯片

2016年，电动汽车及充电桩行业大热，众多玩家入场做15kW充电模块。据说是华为率先发力，将15kW充电模块的价格降到了0.18元/瓦；紧接着，到了2018年，20kW全面代替15kW，价格降到了0.16元/瓦；到了2020年，又降到了0.13元/瓦。时至今日，20kW仍是主流功率，但价格已到了0.11元/瓦。六年时间里，20kW模块单价从3200元降到2200元。但是，整桩价格从2019年之后就相对稳定了。

为什么充电模块的价格下降得这么快？当然一方面是充分竞争，行业洗牌，规模效应，另外一方面，就是国产化替代。

充电模块的成本组成主要包括功率MOS管、功率二极管、电解电容、磁性器件、DSP（ARM）、隔离光耦、驱动芯片、三极管、运放、阻容、NTC、PCB板、风扇、接插件、外壳、线束，等。其中，功率MOS管、功率二极管、电解电容、磁性器件、DSP、驱动芯片的成本占比65%。另外35%的成本，属于深圳方圆50公里供应链圈，要靠规模化降本。磁性器件的降本主要也靠规模化。功率MOS管、功率二极管、电解电容、DSP、驱动芯片的降本，国产化替代则功不可没。

国产化替代的直接压力不是降本，而是“不得不”。不用国产，就没得用，公司就得关门。

2016年，高斯宝（ 能效电气的前身是深圳市高斯宝电气技术有限公司新能源事业部，创办于2016年）电源产品上使用的电子物料主要还是进口的。功率MOS管用英飞凌、ST，电容用日系的红宝石、黑金刚，运放用TI、ON，驱动芯片用IXYS、Sillicon Lab，隔离光耦用松下，ARM用 ST，DSP用TI。但是，过去几年里，一直闹“缺货荒”，一刻都没安宁过。很多工程师的时间精力都用在了令人心惊肉跳的物料替代测试上了（物料替代是质量控制的最大难点）。在这个行业，好像经济不景气是假象。

“缺货荒"率先成就的是国产功率MOS管行业。功率MOS管国产替代，将很快实现100%了！疫情之前，进口的功率MOS管就很难买，传闻是智能手机芯片将晶圆的产能用掉了，功率MOS管属半导体行业的低端产能，国际大厂优先保供销量更大的消费电子用IC去了。疫情之后，电动汽车从To B市场转向To C市场，消费者突然开始主动接受电动汽车，电动汽车市场从To  B到To C了，从出租车、网约车到个人消费。2021年电动汽车销量突然大增，2022年电动汽车销量继续大增。增、增、增，涨、涨、涨。2022年上半年，国产功率MOS管也一颗难求了!

电动汽车太耗MOS！功率MOS、普通MOS，需求都很大（如下图）。高傲的汽车大厂甚至不管是不是车规级芯片了！时势造化，功率MOS管国产化就这么稳了！！ 华润微、新洁能、东微、尚阳通等国产MOS乘势崛起。谁将是中国的英飞凌、ST？

2022年，国产MOS纷纷大涨价，超级变态地涨价，和当年猪肉涨价一样的疯狂，因此，我们可以期待，若干年后，国产MOS将疯狂跌价，和去年猪肉跌价一样地疯狂。但是，MOS管的跌价也许和猪肉不一样，IC产能是阶跃式的跃升，不是线性式的增长。

运放、高端隔离运放、驱动芯片、隔离光耦，这些芯片不知道为什么也在2021年严重缺货，虽然成本不是特别敏感，但也在2021年被动地被国产化替代掉了。圣邦微、纳芯微、数明、润石等乘势而起。谁将成为中国的TI、ADI？

这篇趋势文章的标题是“充电桩产品上将找不到一颗欧美日韩的芯片”。充电桩里面的各种IC将100%国产化。倒数第二颗被替代的将是ST的ARM，最后一颗被替代的将是TI的DSP。 DSP主要用于充电模块的PFC和DC/DC的数字控制。ARM的种类很多，一类用于替代数字控制的DSP，另外一类是用在充电控制器和通信板上MCU。

电力电子领域的数字控制，从开关频率比较低的逆变器（DC/AC）开始，90年代末就流行了;  用在AC/DC上，则是从2002年才萌芽。我2002年毕业做的第一个预研项目就是基于TI  DSP（TMS320F2406）控制移相全桥。（八卦：这个项目2003年从预研部转给了一次电源，我的代码转交给了王同学，直到2005年才量产。如果当年我能从预研部到研发部，将这个项目搞到量产，也许我就一直做工程师，成为一个数字控制专家了。 我常吹牛的是，艾默生的第一个数字控制电源的每一行代码是我写的，用的全是汇编语言（在阮大师的指导下）。） 2003年上半年，为了避免TI垄断，改用ADI的DSP控制LLC。阮大师觉得ADI DSP用起来很不爽，不能作为公司平台，2004年，开始用摩托罗拉的DSP（摩托罗拉DSP在2004年卖给了飞思卡尔，然后又卖给了NXP）控制三相单极PFC（PFC和DC集成一级电路，没有单独的PFC电路）。当年的DSP不能输出10路以上的PWM，需要CPLD配合才能同时发出16路PWM，而且CPLD造成了不同PWM之间有时延。当年示波器最多也只有4个通道，调试这种电路非常痛苦。（八卦：这个预研项目终于失败了，实现了公司提出的预研部要敢于做50%可能失败的项目之战略目标，要搞大预研，别整天搞小预研。）

TI后来将用于数字控制的C2000系列从DSP分类出单独拿了出来，改名了一次，不叫DSP了（叫啥名字，我忘记了）。我刚看到TI网站上将当年改的名字又改了一次，改为real-time microcontrollers，型号如TMS320F280025。但是，人们仍然习惯叫DSP。区别于这种DSP的ARM，开始大量代替DSP，而且性能更强大，成本更低，比较流行的如ST的334（型号STM32F334）。代替这种用于数字控制的DSP或ARM的国产芯片，总是会有的，而且会很快。

用于充电控制和后台通信交互的ARM，如STM32F105、STM32F107，在这几年也都被国产化替代了。兆易创新、雅特力等国产MCU厂家纷纷崛起。这类芯片的国产替代很有意思，都可以Pin对Pin兼容。三下五除二就替代了。小批量2000套，等待市场一年的使用反馈，没问题就全部给替代了。呼啦呼啦的。替代得爽啊！

综上，等待国产的用于控制PFC和DC/DC的DSP或ARM量产并成熟后，电源行业和充电桩行业里就没有一颗欧美日韩的芯片了。其实，这样的芯片已经量产，只是我们胆小，要等待2000套小批量，市场验证一年后才敢替代。

如果不是缺货慌和贸易战，电源行业的国产替代速度不知道要慢多少年哦！！！市场上大面积地用起来了，芯片的性能和可靠性就起来了。没有市场检验，没有迭代，质量是上不去的。

希望能效电气将发布第一台完全没有一颗欧美日韩芯片的充电桩！