15年專攻鋰電保護(hù)芯片，賽芯電子啃下技術(shù)“硬骨頭”

眾所周知，由于鋰電池具有綠色環(huán)保、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度高、工作電壓高等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、智能家居、筆記本電腦、可穿戴設(shè)備、工業(yè)控制及新能源汽車等各類終端產(chǎn)品中。

不過，鋰電池也有其弱點(diǎn)，那就是在過度充電、充電或放電電流過大等情況下容易引起燃燒、爆炸等安全隱患，而過度放電則會(huì)導(dǎo)致電池特性劣化、使用壽命下降，因此在實(shí)際使用中，需要電源管理芯片和鋰電池保護(hù)芯片來(lái)防止鋰電池過充、過流、過放等情況。

在電源管理芯片領(lǐng)域，當(dāng)前市場(chǎng)上已經(jīng)涌現(xiàn)出非常多國(guó)產(chǎn)品牌供應(yīng)商，但在終端產(chǎn)品需要通過安規(guī)級(jí)認(rèn)證的鋰電池保護(hù)芯片領(lǐng)域，高端市場(chǎng)卻仍被日本精工、日本理光、日本美之美三大國(guó)際知名廠商壟斷。

究其原因，集微網(wǎng)從業(yè)內(nèi)了解到，基于鋰電保護(hù)芯片對(duì)安全特性的要求，新入局者只有長(zhǎng)時(shí)間專注在該領(lǐng)域，通過穩(wěn)扎穩(wěn)打的方式積累出深厚的技術(shù)儲(chǔ)備和足夠大的出貨量，打造出良好的市場(chǎng)口碑，未發(fā)生重大安全事故，才有機(jī)會(huì)進(jìn)入高端市場(chǎng)。

令人欣喜的是，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，早已經(jīng)出現(xiàn)了一家專注鋰電池保護(hù)芯片的廠商——賽芯電子，目前正在沖擊科創(chuàng)板上市。其依靠自主專利的功率器件結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的半導(dǎo)體工藝技術(shù)，推出了極具創(chuàng)新性的單晶圓鋰電保護(hù)芯片，僅2021年其產(chǎn)品年銷量就突破了10億顆，并于2022年1月率先通過知名手機(jī)電池供應(yīng)商欣旺達(dá)的器件認(rèn)證，是國(guó)內(nèi)最有希望打破高端鋰電池保護(hù)芯片依賴進(jìn)口局面的廠商。

直擊行業(yè)痛點(diǎn)，打造單晶圓方案

據(jù)招股書顯示，鋰電池保護(hù)電路主要是由控制IC、MOS管及電阻、電容等外圍元器件構(gòu)成。傳統(tǒng)的鋰電保護(hù)方案為分離式，其控制IC、MOS管、電阻、電容均獨(dú)立封裝，再通過SMT貼裝在PCB板上。

雖然日本精工、日本理光、日本美之美等主流供應(yīng)商都是采用上述分離式方案，長(zhǎng)期以來(lái)也得到了業(yè)內(nèi)廣泛使用。但由于上述分離式方案集成度較低，面積較大，無(wú)法適應(yīng)終端電子產(chǎn)品的小型化趨勢(shì)。此外，分離型方案的一致性及精度由控制器芯片和MOS管芯片共同決定，而控制器芯片和MOS管芯片是通過不同的工藝制造（控制器芯片由水平結(jié)構(gòu)的CMOS工藝制造，MOS管芯片由垂直結(jié)構(gòu)的工藝制造），通常也由不同的廠商供應(yīng)，較難達(dá)到完全匹配和兼容，更難以配合下游客戶實(shí)現(xiàn)定制化需求。

為解決上述痛點(diǎn)需求，業(yè)內(nèi)曾推出過二芯合一方案，將控制IC晶圓和MOS管晶圓進(jìn)行了合并封裝，但該方案未能從根本上解決問題，無(wú)法獲得業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可。

賽芯電子深知只有通過電路設(shè)計(jì)和制造工藝相結(jié)合，將控制IC、NMOS管和外圍的部分電阻集成到同一個(gè)晶圓襯底上，采用同一制造工藝的單晶圓方案，才能推出具備集成度更高、面積更小、成本更低、一致性更好、保護(hù)功能更強(qiáng)、可定制化程度更高的產(chǎn)品。

憑借自身對(duì)電路設(shè)計(jì)和工藝的深刻理解，賽芯電子早在2008年就開發(fā)出12V集成隔離型NMOS管的工藝，并于2009年推出第一款單節(jié)單晶圓鋰電保護(hù)芯片。當(dāng)時(shí)，作為兩種完全不同的工藝結(jié)構(gòu)，控制器芯片和NMOS管芯片要集成于同一晶圓襯底上的難度可想而知。

賽芯電子上述產(chǎn)品和工藝均采用國(guó)際首創(chuàng)技術(shù)，具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。截至2022年6月底，賽芯電子擁有的專利、布圖設(shè)計(jì)及研發(fā)成果共計(jì)76項(xiàng)，其中發(fā)明專利30項(xiàng)，實(shí)用新型專利8項(xiàng)，集成電路布圖設(shè)計(jì)專用權(quán)38項(xiàng)，并形成了26項(xiàng)核心技術(shù)。同時(shí)上述工藝技術(shù)在相關(guān)晶圓廠五年內(nèi)為專有工藝技術(shù)，具備排他性權(quán)利，且該工藝以賽芯命名。

開創(chuàng)性技術(shù)，搶占市場(chǎng)先機(jī)

根據(jù)業(yè)內(nèi)共識(shí)，技術(shù)的更新往往在兼容性上會(huì)有所取舍，由于是開創(chuàng)性的技術(shù)，賽芯電子的產(chǎn)品無(wú)法與傳統(tǒng)分離式方案進(jìn)行管腳兼容，盡管產(chǎn)品本身具備優(yōu)越性，但在對(duì)入門門檻極高的傳統(tǒng)鋰電池領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，在創(chuàng)新性之外，還需考慮安全性、使用習(xí)慣、供應(yīng)鏈穩(wěn)定性等因素，導(dǎo)致其市場(chǎng)開拓難度較大，也是長(zhǎng)期以來(lái)日系廠商在該領(lǐng)域的壟斷地位未被撼動(dòng)的原因之一。

值得一提的是，相對(duì)傳統(tǒng)鋰電池終端產(chǎn)品客戶的堅(jiān)持，賽芯電子單晶圓鋰電保護(hù)方案的優(yōu)越性，顯然已經(jīng)被業(yè)內(nèi)同行所認(rèn)可。近年來(lái)賽芯電子也勇于拿起法律武器進(jìn)行維權(quán)，目前已在多起侵權(quán)案中勝訴，其中一起終審勝訴案件獲評(píng)2020年中國(guó)法院10大知識(shí)產(chǎn)權(quán)案件，同時(shí)也成為最高人民法院受理的首例侵害集成電路布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)糾紛二審案件，在另兩件侵權(quán)訴訟案中也獲得了一審勝訴。

近年來(lái)，移動(dòng)電源、電子煙、智能穿戴等新型消費(fèi)電子產(chǎn)品逐漸興起，作為全新的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)時(shí)更愿意接受新方案，而單晶圓方案成本低、面積小的優(yōu)勢(shì)恰好契合市場(chǎng)需求，賽芯電子也及時(shí)準(zhǔn)確地抓住了消費(fèi)電子發(fā)展潮流，陸續(xù)推出了300種以上的鋰電池保護(hù)芯片。

目前，賽芯電子在各個(gè)新興應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了較高的市場(chǎng)份額，而極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的創(chuàng)新型產(chǎn)品是其快速占領(lǐng)市場(chǎng)的利器?；谛阅軆?yōu)良、集成度高、一致性好、尺寸小、綜合性價(jià)比高等特點(diǎn)，賽芯電子的單晶圓鋰電池保護(hù)方案成功獲得了小米、OPPO、vivo、榮耀、漫步者、魅族、JBL、Anker、Belkin、麥克韋爾、南孚電池、萬(wàn)魔等品牌客戶的認(rèn)可，并贏得了有利的市場(chǎng)地位。

以移動(dòng)電源、TWS耳機(jī)領(lǐng)域?yàn)槔?，根?jù)資料顯示，一個(gè)移動(dòng)電源通常會(huì)用到1顆鋰電池保護(hù)芯片，2021年全球移動(dòng)電源出貨量為6.6億臺(tái)，而賽芯電子向移動(dòng)電源客戶銷售的鋰電池保護(hù)芯片為3.58億顆。據(jù)此匡算，其鋰電池保護(hù)芯片已經(jīng)占據(jù)了全球移動(dòng)電源產(chǎn)品一半以上的市場(chǎng)份額。

TWS耳機(jī)方面，根據(jù)資料顯示，一副TWS耳機(jī)通常會(huì)用到3顆鋰電池保護(hù)芯片，2021年全球TWS耳機(jī)出貨量為3.00億副，而賽芯電子向以TWS耳機(jī)為主的智能穿戴設(shè)備客戶銷售鋰電池保護(hù)芯片2.46億顆。據(jù)此匡算，其鋰電池保護(hù)芯片在TWS耳機(jī)領(lǐng)域的全球市場(chǎng)占有率約為27.33%。

發(fā)力智能手機(jī)市場(chǎng)，豐富產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

憑借十多年來(lái)在消費(fèi)電子鋰電池保護(hù)領(lǐng)域的深厚積淀，賽芯電子單晶圓方案的產(chǎn)品可靠性得到市場(chǎng)的充分驗(yàn)證，并于2019年向?qū)夹g(shù)和品質(zhì)要求更高的智能手機(jī)領(lǐng)域和占據(jù)壟斷地位的日系廠商發(fā)起挑戰(zhàn)，開始研發(fā)應(yīng)用于智能手機(jī)的單晶圓鋰電池保護(hù)芯片，力爭(zhēng)成為智能手機(jī)領(lǐng)域鋰電池保護(hù)方案的國(guó)產(chǎn)替代者。

賽芯電子在智能手機(jī)鋰電池保護(hù)產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)展非常順利，在技術(shù)門檻方面已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)性突破。

目前，移動(dòng)電源、電子煙、大部分TWS耳機(jī)的鋰電保護(hù)芯片一般放在主板上而非放在電池內(nèi)，如果放在電池內(nèi)，由于電池本身需要滿足《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組安全要求》（GB31241）強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)有耐壓12V的工藝無(wú)法滿足上述要求，需要更高耐壓的工藝。電池的市場(chǎng)主要涵蓋智能手機(jī)電池和各種小容量電池（應(yīng)用于智能手表、智能手環(huán)和部分TWS耳機(jī)等）。

基于此，2019年，賽芯電子再次通過工藝創(chuàng)新，與晶圓代工廠聯(lián)合開發(fā)了高耐壓工藝，并推出了幾個(gè)系列的產(chǎn)品應(yīng)用于小容量電池，成為全球首家推出高耐壓?jiǎn)尉A鋰電保護(hù)芯片的廠商。以賽芯電子面向小容量電池市場(chǎng)的XBGL6系列單晶圓鋰電保護(hù)芯片為例，通過與日本精工、日本理光、日本美之美同類產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，其功耗（包括靜態(tài)功耗和關(guān)機(jī)功耗）遠(yuǎn)低于國(guó)外品牌競(jìng)品，保護(hù)電流值更貼近，更適合穿戴類小容量電池的保護(hù)應(yīng)用，無(wú)充電二極管壓降，更高等級(jí)的ESD保護(hù)，集成MOS管且更小的封裝，且外圍簡(jiǎn)單，占板面積更小。

2021年，賽芯電子在此工藝平臺(tái)上推出了一款針對(duì)快充智能手機(jī)電池的鋰電保護(hù)產(chǎn)品，成為全球首家推出針對(duì)智能手機(jī)電池的單晶圓鋰電保護(hù)芯片廠商。業(yè)內(nèi)人士評(píng)論，賽芯電子站上了鋰電池保護(hù)領(lǐng)域技術(shù)之巔。該產(chǎn)品于2022年1月通過知名手機(jī)電池供應(yīng)商欣旺達(dá)的器件認(rèn)證，2022年5月通過了某下游知名品牌廠商內(nèi)部電池專家組的技術(shù)評(píng)估，決定用賽芯電子該款產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)研，目前正在欣旺達(dá)進(jìn)行測(cè)試。

除持續(xù)鞏固自身在單節(jié)鋰電池保護(hù)芯片方面的優(yōu)勢(shì)，發(fā)力智能手機(jī)市場(chǎng)外，賽芯電子還放眼于多節(jié)鋰電池保護(hù)芯片、電源管理芯片以及鋰電池計(jì)量芯片。

早在2019年，賽芯電子已具備多節(jié)鋰電池保護(hù)技術(shù)儲(chǔ)備，推出了成熟的產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)銷售。公司將加大在多節(jié)鋰電池保護(hù)芯片的研發(fā)和市場(chǎng)推廣，推出高品質(zhì)適銷產(chǎn)品，提升盈利增長(zhǎng)點(diǎn)。

在鋰電池計(jì)量芯片方面，賽芯電子也有著深厚的技術(shù)積淀和市場(chǎng)積累。公司已完成研發(fā)32位MCU產(chǎn)品并已實(shí)現(xiàn)銷售。MCU產(chǎn)品與電池計(jì)量芯片選用的工藝相同，許多模塊可直接調(diào)用或少許修改即可使用，為電池計(jì)量產(chǎn)品研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，公司的鋰電池保護(hù)芯片和電池計(jì)量芯片擁有相同的下游客戶，大大降低了產(chǎn)品的市場(chǎng)開拓成本。事實(shí)上，終端客戶為降低產(chǎn)品開發(fā)和管理成本，更愿意從一個(gè)原廠采購(gòu)?fù)暾慕鉀Q方案。賽芯電子若是能夠建立產(chǎn)品組合競(jìng)爭(zhēng)力，定能成為鋰電池保護(hù)芯片領(lǐng)域的中流砥柱。

以客戶為中心、專注在鋰電池保護(hù)領(lǐng)域并持續(xù)投入積極創(chuàng)新，一直是賽芯電子的發(fā)展策略。相信賽芯電子在后續(xù)發(fā)展中，勢(shì)必會(huì)不斷擴(kuò)充公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，逐漸成長(zhǎng)為擁有多元化產(chǎn)品的芯片設(shè)計(jì)廠商，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展。