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合泰芯片 不愧是和宝马合作的厂商,质量真扎实,EHOM 600W户外电源拆解
发布时间 : 2024-10-06
作者 : 小编
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不愧是和宝马合作的厂商,质量真扎实,EHOM 600W户外电源拆解

前言

隆鑫通用推出了一款EHOM品牌EP600-2户外电源,这款户外电源内置512Wh磷酸铁锂电池,实测整机重量约为8公斤。户外电源额定输出功率为600W,峰值输出功率为1200W,SpurFlux输出功率为1600W,为纯正弦波输出,并具备两个新国标五孔输出接口。

户外电源通过交流充电输入功率为600W,直流充电支持12-30V输入电压,最大输入功率为160W,支持使用车充和太阳能电池板为户外电源充电。户外电源具备两个USB-C接口,支持100W独立快充输出,两个USB-A接口支持18W独立快充输出。

点烟器接口为12V10A输出,2个DC5521接口分别为12V3A输出,总输出功率为126W。机身侧面设有屏幕,可以显示户外电源的使用信息。户外电源使用ColdFusion技术,内置贯流风扇,具备低噪声和大风量优势,在使用时更加静音。户外电源顶部还设有无线充电区域,底部带有可拆卸式储物盒。下面就带来EHOM这款600W户外电源的拆解,一起看看内部的用料和设计。

EHOM户外电源EP600-2外观

EHOM户外电源EP600-2采用V0级的PC+ABS材质外壳,具有良好的阻燃和保护效果,设计上支持1.2m防跌落和IPX3级防护。外壳分上中下上部分,之间通过螺丝和拉扣拼接,合缝间隙紧密,工艺水准好。

机身正面配备LED灯带,上方设有格栅通风口,下方印有“EHOM”品牌和“POWERED BY LONCIN”字样。

LED灯配有物理功能键,同时也能通过连接APP进行控制,实现亮度调节,还能切换强光和SOS模式,以应对不同的户外使用场景。

背面外壳也设计有格栅通风口。

侧面配置TrueSight广角防眩光屏以及车充/USB输出模块。

两个功能模块板采用内六角防拆不锈钢螺栓固定,外观精致更显档次。显示屏下方还有户外电源的总开关以及蓝牙按键。

通过抓拍可以看到,显示屏可显示电量百分比、预计使用时长、输入/输出功率等参数,各功能的使用情况提示标识等,其中交流充放电实际功率和显示功率在全功率下差值不超过3W,误差控制优秀。显示屏背光可调,可通过App实现0-100%亮度调节,满足各种使用场景的需求,显示屏下方还有户外电源的总开关以及蓝牙按键。

右侧DC功能模块接口均设计有保护胶塞,其中上方为点烟器。

点烟器下方是两个DC5521输出口。

两个USB-C接口特写,最大输出功率均为100W。

最下方为两个USB-A接口,接口胶芯异色设计,方便用户区别使用。

另一侧上方配置两组AC交流输出模块,支持220V 600W额定输出,并可长时间以最高660W输出,还可通过SpurFlux升级技术带动额定功率为1600W的电器。

AC插口均内置安全门,可防止异物单孔插入,保证用电安全。AC插口下方设计有通风口用于帮助散热。

下方盖板内分别设有DC直流输入接口(太阳能/车充充电)、AC交流输入接口、过载保护器以及地线接口。

机身顶部中心印有无线充电区域标识,方便用户对齐放置手机进行无线充电。

顶部两侧提手加入软质泡沫塑料护手,搬运时对用户更友好。

底部四端设有缓冲防滑垫,中心贴有产品铭牌。

产品铭牌特写

型号:EP600-2

能量:512Wh(25.6V 20Ah)

交流输入:220~240V 50/60Hz,600W Max

太阳能/直流输入:12~30V 8A,160W Max

交流输出:220V 50/60Hz 2.7A,额定600W(峰值1200VA)

直流输出:

车充(x1):12.6V10A,126W Max

5521(x2):12.6V3A,每端口最大38W,总共76W

USB-A(x2):5V3A、9V2A、12V1.5A 18W,每端口最大18W,总共36W

USB-C(x2):5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A 100W,每端口最大100W,总共200W

无线充电(x1):5/7.5/10/15W

放电温度:-10℃~40℃

充电温度:0℃~40℃

电池类型:LFP

底部外壳通过拉扣与产品主体拼接固定,拉扣同样使用的是内六角防拆不锈钢螺栓固定在机身上。

将底部外壳打开,内置AC电源线以及车载充电线,自带隐藏式收纳舱设计,用户携带使用就会非常方便,十分细节的设计。

AC电源线规格为10A 250V~,通过了CCC认证。

电源线制造商为领亚电子科技股份有限公司,线身规格为300/500V 3*0.75mm²。

实测EHOM户外电源EP600-2机身高度约为30cm。

机身宽度约为26cm。

厚度约为16cm。

另外测得产品重量为7.95kg。

实测两个USB-A口均支持Apple 2.4A、Samsung5V2A、QC2.0/3.0、FCP、SCP、PE2.0充电协议。

测得USB-C口都支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PD3.0、PPS、QC5、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。

PDO报文显示还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。

最后测得AC口的电压为221.7V,符合标称。

EHOM户外电源EP600-2拆解

看完了这款户外电源的外观和测试,下面就进行拆解,一起看看内部的用料和设计。

首先拧下机身两面和上下外壳的固定螺丝,打开户外电源上盖。

断开连接排线,取下户外电源上盖。

上盖内部一览,左侧为快充面板,中间位置设置无线充电模块,右侧设有新国标交流输出插座。快充面板通过螺丝固定在壳体内部。

另一侧设有电源开关小板和电源输出插座。

电源开关按键小板特写,采用螺丝固定。

电源输出插座采用插接件连接。

从壳体内部拆出快充面板和无线充电模块。

壳体内部采用注塑铜螺丝。

无线充电模块采用方形PCB设计,在左下角设有同步降压转换器和降压电感,下方设有滤波电容和谐振电容,在中间下方位置设有无线充电芯片。

在PCB另一面设有无线充电线圈。

无线充电发射芯片来自南京睿赫电子有限公司,型号CCX1033,是一颗符合WPC Qi 1.3规范的高集成无线充电发射芯片,支持4.5-20V宽范围供电,支持5/7.5/10/15/20W无线充电输出,10W无线充电输出时效率达到85%。

CCX1033支持PD3.0和QC3.0适配器取电,内部集成供电电路,全桥MOS管,只需要一颗芯片即可组成完整的无线充电器应用,非常适合无线充电宝、手机、手表充电板等产品设计,采用QFN34封装。

谐振电容来自STE松田电子,规格为0.4μF100V。

为无线充电主控芯片降压的同步降压芯片来自诚芯微,型号CX8525,芯片内部集成开关管,支持8-30V输入电压,输出电流为3.1A,芯片内置恒流和恒压控制环路,具备良好的负载响应能力,支持100%占空比,集成全面的保护功能,采用SOP-8L封装。

诚芯微 CX8525 资料信息。

红色和蓝色LED灯用于指示充电状态。

快充面板正面一览,左侧设有液晶屏幕,右侧设有点烟器接口,DC输出接口,USB-C和USB-A输出接口。

背面设有主控MCU,无线通信模块和屏幕驱动芯片,右侧设有同步降压芯片和降压电感等元件。

主控MCU来自ARTERY雅特力,型号AT32F415RBT7,内部集成Cortex-M4 CPU,具备DSP指令集,主频达150MHz。芯片内部集成128KB FLASH和32K SRAM,具备I2C接口,USART接口,SPI接口,CAN接口以及SDIO,芯片采用LQFP64封装。

1117 3.3V稳压器用于为MCU供电。

无线通信模块来自ESPRESSIF乐鑫,型号ESP32-C3-WROOM-02。

屏幕驱动芯片来自HOLTEK合泰,型号HT1621B,支持32*4 LCD驱动,采用48SSOP封装。

液晶屏幕通过排线连接到快充面板。

用于按键提示的蜂鸣器特写。

两颗15A贴片保险丝并联,用于快充面板过流保护。

用于控制输入的MOS管来自YJ扬杰科技,型号YJD60P04A,PMOS,耐压-40V,导阻6mΩ,采用TO252封装,使用两颗并联。

两路用于USB-C接口的降压快充电路特写,两颗电感为两路独立降压输出,在中间位置为12V输出插座接口。

两个USB-C接口的降压协议IC采用智融SW3516P,这是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持A+C口任意口快充输出,支持双口独立限流,参数和规格均与智融SW3516H相同。

SW3516P集成了5A 高效率同步降压变换器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多种快充协议,最大输出PD 100W,CC/CV模式,以及双口管理逻辑。外围只需少量的器件,即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。

智融 SW3516P 详细资料。

充电头网拆解了解到,智融 SW3516P 此前还被闪极100W 3C1A氮化镓充电器、公牛67W 3C1A山峰安全快充插座、魅族PANDAER 67W 2C1A氮化镓变速箱潮充、绿联MFM认证100W二合一氮化镓充电站等产品采用,芯片性能质量获客户一致认可。

同步降压开关管来自华羿微,型号HYG022N04,NMOS,耐压40V,导阻2.1mΩ,采用PDFN8L封装。

输入滤波电容规格为35V220μF。

滤波固态电容规格为47μF25V。

用于USB-A接口的同步降压芯片,降压电感和滤波电容特写,滤波电容和降压电感打胶固定。

USB-A口降压芯片采用英集芯IP6525S,是一颗集成同步开关的降压转换器,支持多种快充协议,支持车载充电器,快充适配器和排插应用。芯片内置功率管,支持32V电压输入,支持22.5W快充输出。

英集芯 IP6525S 详细资料。

22μH合金降压电感特写。

丝印E91TNI的电流取样放大器用于检测接口输出电流。

同步降压转换器来自南芯科技,型号SC8101,是一颗支持5V到32V宽电压范围输入,输出可达5V/5A的高效率同步降压DC-DC转换器,输出电压可调。同时,它还提供高精度的输出电流限制,当输出达到设定电流极限时,进入恒流模式。芯片内部集成开关管,外围元件精简。

南芯科技 SC8101 详细资料。

充电头网了解到,南芯科技SC8101此前已被安克PowerHouse II 400户外电源、努比亚迈飞磁吸车载无线充电器、安克磁吸式双项无线充电器、华为P40手机保护壳、小米二合一充电器等产品采用。此外,南芯科技的快充芯片被广泛应用于移动电源、充电器、车充等领域,并获得数十款产品采用。

降压芯片来自XLSEMI芯龙,型号XL1507,是一颗内置开关管的降压芯片,支持40V输入电压,采用TO252-5L封装。

LED驱动芯片来自如韵电子,型号CN5710,是一颗恒流LED驱动芯片,支持30mA到1A输出电流,采用SOT89封装。

3PEAK思瑞浦 TP8485E用于485通讯,内置ESD保护功能,采用SOP8封装。

另一颗TP8485E通讯芯片特写。

贴片按键周围设有LED用于工作指示。

点烟器插座通过焊接固定。

USB-C和USB-A母座均为过孔焊接固定,牢固耐用。

在户外电源内部设有风道外壳,在外部设有PCB用于连接电池,逆变器和MPPT模块。线束均做了固定,规整性好,可靠性高。

在外壳内部设有贯流风机用于户外电源整机散热。

在风道外壳下面设有进风口,用于冷却双向逆变模块。

产品内部散热系统采用自主知识产权设计,贯流风扇设于机身右上角,从左右两侧吸气,气流经过双向逆变模块带走热量,从机身前面(AC输出口下方)吹出,实现散热。

内部贯流风扇特写,出风口设有泡棉密封。

连接电池组和逆变器的PCB采用螺丝固定在壳体上,并通过连接器连接MPPT模块。

壳体内部MPPT模块设有MPPT升降压电路和12V降压电路。

拆下固定导线的压板。

压板采用PC+ABS材质。

从户外电源机身中取出贯流风扇组件。

在风机出风口设有支撑板。

贯流风机采用金属扇叶。

贯流散热风扇来自三太科技,规格为12V 0.2A。

风扇侧面无刷电机转子特写。

轴承采用橡胶密封盖保护。

EHOM EP600-2使用贯流风机散热,相比传统轴流风扇,贯流风扇具有更低的噪声,更大的风量,在使用时更加静音,为消费者带来更好的使用体验。

贯流风扇通过螺丝固定在风道壳体内部。

双向逆变模块通过螺丝固定在壳体内部。

壳体侧面还设有照明灯模块。

拆下上方的双向逆变模块,在下方为电池组和保护板。

电池组和双向逆变模块特写。

拆解取出户外电源充电面板。

充电面板内部设有过载保护器,AC输入插座和太阳能输入插座。

过载保护器来自沃克玛。

型号为W55-10A,用于过载保护。

交流输入采用导线与插接件连接。

母座来自BOYTALL博滔电子,规格为15A 250V~。

接下来是户外电源内置的双向逆变模块,其中电池输入线和交流输入线为焊接连接,逆变输出线采用连接器连接。双向逆变模块左上方为直流升压和整流充电部分,中间为变压器和滤波电容,下方为整流和输出调制电路,右侧为输入输出切换和滤波电路,右上角为输入导线,右下角为输出导线。

双向逆变模块背面固定一块铝板,在铝板上贴有产品标签。

双向逆变器来自Gospower高斯宝电气,型号G1720,是一款600W功率的双向逆变器,其中充电模式下交流输入为220V 3.0A,直流输出为23.2-28.8V 21A。逆变输出模式下,电池输入为23.2-28.8V,最大输入电流为58A,输出为220V 2.6A。

逆变模块铝板与PCB模块之间采用麦拉片绝缘。

取下底部铝板上的绝缘麦拉片。

双向逆变模块背面焊接光耦,驱动器和隔离驱动器,以及数字隔离通信芯片,低压侧与高压侧通过白色虚线区分。

逆变器直流端采用导线焊接连接,输入端设有五颗电解电容滤波,还设有滤波电感,元件之间打胶加固。

高压滤波电容来自JH江海,为CD284L系列长寿命电解电容。

滤波电容规格为35V1000μF。

圣邦威 SGM8255B 双运放用于输入端电流采样放大。

四颗低压开关管固定在散热片上。

低压侧开关管来自新洁能,型号NCEP028N85,是一颗耐压85V,导阻2.55mΩ的NMOS,采用TO220封装。

低侧双路驱动器来自杰华特,型号JW9624,是一颗双通道,高速低侧栅极驱动器,支持驱动MOS管,GaN和IGBT。器件内置两个独立的栅极驱动通道,支持4.5A峰值电流,支持独立的通道输出控制,兼容TTL和CMOS驱动电平,工作电压为4.5-20V,采用SOP-8封装。

杰华特 JW9624 资料信息。

搭配使用两颗纳芯微NSi6801单通道隔离驱动器用于升压开关管驱动。

在散热片上还固定热敏电阻检测温度。

升压变压器,谐振电感,谐振电容和高压滤波电容特写。

升压变压器采用PQ35磁芯绕制。

谐振电容来自厦门法拉电子,规格为0.1μF 630V。

两颗高压滤波电容来自丰宾,规格为150μF 550V。

高压侧两块散热片共固定六颗开关管。

用于输出调制的IGBT来自吉林华微,型号JT030N065FED,规格为650V 30A,采用TO220MF绝缘封装。

纳芯微NSi6801单通道隔离驱动器用于高端IGBT驱动。

两颗开关管来自尚阳通,型号SRC60R140BS,是一颗耐压600V的超结NMOS,导阻为126mΩ,采用TO220F绝缘封装。

两颗纳芯微NSi6801用于开关管驱动。

磁环电感采用铜箔屏蔽,左侧为电流检测小板,焊接霍尔电流传感器,打胶加固。

霍尔电流传感器来自TI德州仪器,型号PMCS1126B1BQDVGR,支持5000VRMS隔离电压,支持1100Vdc工作电压,芯片具备精确的零电流参考输出,具备快速过电流检测响应,支持单向和双向电流检测,采用SOIC10封装。

德州仪器 PMCS1126B1BQDVGR 资料信息。

交流输入端焊接保险丝,共模电感,安规X2电容和蓝色Y电容。

安规X2电容来自eMF亿曼丰科技,规格为0.68μF。

蓝色Y电容来自STE松田电子。

薄膜滤波电容来自厦门法拉电子,规格为2.2μF。

双向逆变模块交流输出侧元件一览。

切换继电器来自宏发,型号HF30F/12-2HSTF,线圈电压12V,内置两组常开触点,触点容量10A,两颗用于逆变器切换交流输入和交流输出端子。

安规X2电容来自eMF亿曼丰科技,规格为0.68μF,右侧设有取样电阻用于输出电流检测。

上海贝岭BL0942计量芯片用于逆变器输出电压电流参数采集。

两颗光宝LTV-357T光耦用于隔离通信。

双向逆变模块低压侧用于升压控制的小板特写,焊接MCU和外围元件。

小板背面标贴型号1720以及次级字样。

用于升压控制的MCU来自ST意法半导体,型号STM32F334R8T6,内置72MHz主频ARM Cortex-M4 32位CPU和FPU,具备单周期乘法和硬件除法DSP指令。芯片内置超快速比较器,运算放大器,快速ADC和DAC,并具备标准和高级通信接口,采用LQFP64封装。

用于RS485接口的通信芯片来自SiT芯力特,型号SIT3088E,支持3.0-5.5V宽供电电压,接口ESD保护能力达到15kV以上,允许最多256个器件连接到总线,具备驱动器短路输出保护,接收器开路失效保护,采用SOP8封装。

数字隔离芯片来自纳芯微,型号NSi8021,是一颗高可靠性双向双通道数字隔离器,产品通过UL1577安全认证,支持3KVrms绝缘。NSi8021数据速率最高为10Mbps,采用SOP8封装。

MCU外置贝岭 BL24C512A 64KB存储器芯片。

总线热插拔缓冲器来自纳芯微,型号NCA9511,支持I2C总线和SMBus总线缓冲和热拔插功能,兼容标准模式和快速模式I2C设备,采用SO8封装。

双向逆变模块高压侧控制小板特写,焊接MCU和驱动器芯片。

高压侧控制小板使用的MCU和低压侧控制小板使用的MCU型号相同,均为STM32F334R8T6。

杰华特JW9624双通道驱动器用于低端IGBT驱动。

在小板右侧焊接四颗思瑞浦 LM2904A双运放,用于信号采集放大。

降压芯片来自MPS芯源半导体,丝印ATU,实际型号MP1652GT,支持18V输入电压,最大输出电流2A,采用SOT563封装。

在另一侧设有辅助电源。

辅助电源主控芯片来自芯朋微,型号PN8149,是一颗内部集成800V开关管的电源芯片,采用SOP12封装。

辅助电源变压器采用EE19磁芯绕制。

光宝LTV-357T光耦用于输出电压反馈。

滤波固态电容来自丰宾,规格为330μF35V。

降压芯片来自杰华特,型号JW5116F,输入电压为40V,输出电流3A,开关频率可调节,具备输入欠压闭锁,输出短路保护和过热保护。

光宝LTV-1009光耦用于输出隔离通信。

杰华特JW3510微功率反激转换器用于隔离供电,芯片支持42V供电电压,内置65V开关管,开关频率为430KHz,重载下采用临界模式,轻载下支持突发模式,输出电压可由单个电阻设置,无需绕组和光耦设置。芯片集成内部补偿和软启动,具备欠压闭锁,输出短路保护和过热保护,采用SOT23-5封装。

杰华特 JW3510 资料信息。

搭配使用的变压器特写。

五颗亿光EL1019光耦用于隔离通信功能。

在PCBA模块背面焊接一颗整流桥,来自YJ扬杰科技,型号YBS3010,规格为3A1000V。

电池组设有塑料框架绝缘保护,并设有PCB用于单体电压采样线连接,并采用螺丝固定。

电池组侧面一览,侧面的PCB通过排线连接到保护板,在电池之间设有NTC热敏电阻用于检测电池温度。

另一端同样设有热敏电阻检测电池温度。

电池保护板使用螺丝固定在框架上。

拧下固定螺丝,取下电池保护板。

在电池保护板下方还设有一颗热敏电阻,共三颗热敏电阻从中间和两侧检测电池温度。

户外电源内置磷酸铁锂电池来自EVE亿纬动力,型号为IFR40135,容量为20Ah,额定电压为3.2V,能量为64Wh,8颗串联组成512Wh能量。

电池正负极连接使用激光点焊。

电池保护板正面一览,输入正负极均为PCB覆铜,输出正负极采用焊接接线柱连接,左侧下方设有散热片为电池保护管散热。

电池保护板背面覆盖麦拉片,还设有螺丝固定散热铝片。

拧下背面固定螺丝,拆下散热铝片,铝片上标注了保护板规格,为8串铁锂电池,45A,同口充放电。

散热片背面设有导热垫为开关管散热。

保护板正面一览,左上角设有主控MCU,下方设有电池保护芯片,在底部设有电池保护管和检流电阻。右侧设有两颗保险丝用于过流保护,在PCB上焊接铜条,增加截面积增强载流。

在保护板背面焊接485通信芯片,数字隔离芯片,均衡电阻,下方焊接限流电阻和一颗与非门芯片。

主控MCU来自FUDAN复旦微,型号FM33LC026N,芯片内置ARM Cortex-M0内核,芯片内部集成128KB FLASH和24KB SRAM,最高主频为64MHz,芯片具备两个SPI接口,一个I2C接口,四个UART接口,采用LQFP64封装。

MCU外置贝岭 BL24C512A 64KB存储器芯片。

电池保护芯片来自中颖电子,型号SH367309,是一颗支持5-16串的电池保护芯片,支持户外电源中16串磷酸铁锂电池应用。芯片具备过充,过放,温度保护,充放电过流保护,短路保护,内部集成均衡功能。

8颗4mΩ取样电阻并联用于检测电池组电流。

十颗电池保护管特写,五颗并联,两组对向串联。

电池保护管来自思开半导体,型号SS040N08LS,NMOS,耐压85V,导阻为3.6mΩ,采用TOLL-8封装。

思开半导体 SS040N08LS 资料信息。

ZHIDE志得5.0SMDJ58CA 双向TVS二极管用于吸收过压浪涌。

两颗40A保险丝并联,用于电池组过流保护。

PCB焊接铜条增强载流。

高速双通道数字隔离器来自CHIPANALOG川土微,型号CA-IS3721,是一颗支持DC-150Mbps信号传输速率的高性能数字隔离器,芯片支持5KVrms隔离耐压,提供高电磁抗扰度和低辐射,具备施密特触发器输入,采用SOIC8封装。

川土微 CA-IS3721 资料信息。

3PEAK思瑞浦 TP8485E用于485通讯,内置ESD保护功能,采用SOP8封装。

与非门芯片来自安世半导体,型号HEF4011,是一颗四路二输入与非门,采用SO14封装。

一颗三极管来自长晶科技,型号MJD31C,为NPN三极管,耐压100V,电流3A,采用TO-252-2L封装。

降压芯片来自XLSEMI芯龙,型号XL7015,是一颗高压降压转换器,芯片内置开关管,支持100V输入电压,输出电流为0.8A,开关频率为150KHz,采用TO252-5L封装。

MOS管来自VBsemi微碧,型号VBE2102M,PMOS,耐压-100V,导阻250mΩ,采用TO-252封装。

MOS管来自芯派电子,型号SW070R08E7T,NMOS,耐压80V,导阻7.6mΩ,采用TO-252封装。

ZHIDE志得SMCJ440A用于过压保护。

MPPT小板上设有太阳能板接口,电池接口和车充输出接口,左侧设有连接插座。下方设有同步升降压控制器,中间位置设有同步升降压开关管,右侧设有降压控制器。

背面设有合金电感用于同步升降压电压转换,左侧设有磁环电感用于降压输出。

同步升降压控制器来自南芯科技,型号SC8802,是一颗双向同步4管双向升降压充放电控制器。不管输入电压是低于,高于或者等于电池组电压,它都可以对电池组实现充电管理。当系统需要从电池组放电时,SC8802 能够反向输出所需电压,同样可输出低于,高于或者等于电池组电压值。

南芯科技 SC8802 资料信息。

同步升降压开关管来自sinopower大中,型号SM4070NHKP,NMOS,耐压40V,导阻7.8mΩ,采用DFN5*6A-8封装。

同步升降压电感来自COILANK驰兴科技,型号APS17A70M100,规格为10μH,为1770尺寸。直流电阻为9.9mΩ,饱和电流18.2A。

用于输入和输出滤波的固态电容规格为220μF35V。

太阳能输入端使用一颗100μF35V电解电容与固态电容并联。

电池端使用一颗220μF35V电解电容与固态电容并联。

太阳能MPPT输入XT30接口特写。

SMBJ36CA双向TVS二极管用于吸收浪涌电压。

滤波电感丝印800,贴片焊接。

用于输入控制的MOS管丝印G080P08A,两颗对向串联。

连接到电池组和快充面板的XT30连接器特写。

用于车充接口降压的同步降压控制器来自Techcode泰德,型号TD8655,是一颗40V输入电压的同步降压控制器,支持四路电流限制。芯片支持1.2-28V输出电压,支持恒压恒流控制,芯片内部集成MOS驱动器,采用QFN20封装。

降压电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。

同步降压开关管来自Techcode泰德,型号TDM3436,NMOS,耐压40V,导阻2.4mΩ,采用DFN5*6-8封装。

SS56肖特基二极管与MOS管并联,用于抑制干扰。

输出两颗滤波固态电容规格为330μF25V。

滤波电解电容规格为330μF25V。

车充输出XT30连接器特写。

丝印M7的二极管用于吸收反向电压。

SMAJ20A TVS二极管用于吸收浪涌电压。

LED灯板左侧焊接贴片开关,右侧焊接49颗贴片LED。

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

最后附上EHOM EP600-2户外电源内部核心物料清单,方便大家查阅。

EHOM EP600-2户外电源内置512Wh磷酸铁锂电池,内置的双向逆变模块支持600W输出功率,支持1200W峰值输出功率。户外电源侧面设有显示面板,USB快充接口和逆变输出接口,还设有LED照明灯。

充电头网通过拆解了解到,EHOM EP600-2户外电源内部采用模块化设计,内部由快充面板,双向逆变模块,电池保护板和电池组组成。户外电源内部使用贯流风扇取代传统轴流风扇,为双向逆变模块散热,噪声小风量大,能带来更加舒适的使用体验。

户外电源内部电池组使用8串40135磷酸铁锂电池组成,电池来自亿纬动力,电池保护芯片来自中颖,配有均衡电路,并使用复旦微MCU用于控制功能。双向逆变模块来自Gospower高斯宝电气,型号G1720,用于锂电池组充电和逆变输出,逆变器采用ST意法MCU用于整机控制,搭配杰华特和纳芯微驱动器用于开关管驱动,使用TI德州仪器霍尔电流传感器用于电流检测。

快充面板使用雅特力MCU用于功率显示和整机控制,USB-C快充采用智融SW3516P快充芯片,USB-A接口采用英集芯IP6525S降压芯片,无线充电采用睿赫CCX1033主控芯片。MPPT模块采用南芯科技SC8802同步升降压控制器。内部PCB涂有三防漆,有效避免潮湿和灰尘对户外电源的影响,确保稳定可靠应用。

深度:台湾芯片代工双雄25年恩仇录

从与台积电并驾齐驱,到宣布放弃先进制程研发投入,联电逐渐摸索出一条适合自己发展的路。

作者 | 心缘

编辑 | 漠影

2020年12月16日,在台湾省新竹科学工业园40周年院庆上,两位鬓发如霜的台湾“晶圆双雄”代表人物,89岁的张忠谋和73岁的曹兴诚上演“世纪之握”。

过去25年台积电与联电在芯片代工领域的缠斗,似乎都随着两位老人脸上的笑容和友好的寒暄,就此消散。

▲台积电创始人张忠谋(左)与联电荣誉董事长曹兴诚(右)握手

如果说张忠谋创立台积电,踏出了台湾半导体称霸全球晶圆代工产业的第一步,那么被视作联电灵魂人物的联电荣誉董事长曹兴诚可以说是使得台湾半导体产业迅速茁壮的幕后功臣。

关于曹张二人谁先提出晶圆代工模式,业界至今都没有确切的定论。当初曹兴诚提出了涉及晶圆代工的企划书,而张忠谋率先将其变为现实。

许多关于曹兴诚的故事或描述,都会传递出一种江湖气息,隔着纸面,你就能感受到这是一位杀伐果决、霸气外露、极具个人魅力的企业领袖。

转型、联盟、并购、杀价……联电在开疆沃土的旅程中,处处呈现出曹兴诚鲜明的个人烙印,这个被球友形容聪明、硬气而强悍的企业家,擅长谈判,极具胆识,一路以“精、悍、迅、捷”为纲领,带领联华电子一步步走到世界级的高度。

联电不仅自身曾多年稳居台湾晶圆代工第二,从联电分出的“联家军”,在台湾集成电路(IC)设计业整体产值中占据相当高的比重。2006年,台湾IC设计业产值达3000亿新台币左右,“联家军”加起来的年营收,已占台湾IC设计业的约1/3。

全球手机芯片最新销量王联发科技、全球最大显示驱动IC设计公司联咏、PC和高频通信OC设计公司联阳、提供ASIC设计服务的智原、联笙电子、联杰国际、全球第三大PCB制造公司欣兴、做微处理器的盛群、做传感器的原相、做触摸和MEMS麦克风的硅统等……“联家军”的覆盖领域之广泛,几乎足以形成一个完整生态圈。

从什么都做到专注晶圆代工,从挑战台积电版图到走出自己的独特道路,联电曾面临十字路口的抉择,曾面临许多困难,终于重新回到全球晶圆代工前三的位置。

受前段缺芯潮影响,联电正风光大赚。这厢8英寸、12英寸接单畅旺,代工价格连续调涨;那厢最新财报披露,2020年营收达1768.21亿新台币,同比增长19.31%,再创新高。

声明赫赫的“联家军”同样屡创佳绩,例如联发科技在2020年第四季度逆袭全球手机芯片销量冠军,联咏电子常年稳居全球最大的显示面板驱动芯片公司。

联电的脉动成长,也是观察台湾半导体产业发展的一扇窗。

01.

从共事到逼宫,台湾工研院衍生的晶圆双雄

1947年,曹兴诚出生于山东济宁,父亲是小学老师,少年时期只身前往台北建国中学读书,在学校附近租了一间铁皮屋,与一群三轮车夫、计程车司机同住。两年后,18岁的张忠谋进入美国哈佛大学,是全校1000多位新生中唯一的中国人。

张忠谋出生于浙江宁波,是麻省理工学院机械工程系学士、硕士,斯坦福大学电机工程学系博士,在美国德州仪器(TI)任职逾25年,一路升到资深副总裁。不同于张忠谋的留洋背景,曹兴诚毕业于台大电机系学士、台交大管理科学研究所硕士,随后进入台湾“经济部”新成立的工业研究院(简称“工研院”)电子所任职。

这两位出生于大陆、成长于台湾、年龄相差16岁的半导体人才,日后将随着台湾工研院的发展,牵出一场跨世纪的纠葛。

1975年,台湾工研院与美国RCA公司合作,引进半导体设计和制造技术,并建立了台湾第一个实验性的半导体工厂。工研院派出一支先遣研发部队赴RCA学习先进技术,曹兴诚正是其中一员。

▲联电总部外景

彼时台湾电子产业对IC的需求日益迫切,于是工研院在1980年成立联华电子(简称“联电”)公司,并将电子所的IC示范工厂以及一些参与RCA技术转移计划的管理和技术人员转给联电。

联电成立第二年,需要一位副总经理,当时电子所中博士群人才济济,电子所所长胡定华却挑中了硕士毕业的电子所副所长曹兴诚,胡定华判断:“做研究和经营事业不一样,他的话不多,但是意见很多,有大格局!”

果不其然,擅管理、兴谋略的曹兴诚,很快就为联电制定了一系列鼓励变通和创新精神的管理制度,包括首创员工分红入股制、实施四班两轮制、鼓励员工创业,并在IC、航太、创投、金融、电机、生化、光电、通讯、微电机等领域均有投资。日后其制度被许多同业公司效仿。

曹兴诚也是台湾科技产业中,少有的未曾留洋深造的企业领袖。曹兴诚汇集了一批由许多本土工程师的创业班底,其中多位核心成员没有出国留学背景,也因此被视作较为本土化的公司。联电成立第三年,曹兴诚开始担任联电总经理。

交棒到曹兴诚手中的联电,开始年年有盈余。“半导体若是没有联电的成功,就没有后来的华邦电、茂矽、茂德等晶圆厂,甚至没有台积电。”联电荣誉副董事长暨智原、矽统董事长宣明智即是当年曹兴诚邀请加入联电的高阶主管,他对联电评价颇高。

起步阶段的联电经历坎坷,花了一年半建设的工厂刚试产,就适逢1982年的经济不景气,后来又因突发活在遭受严重亏损。曹兴诚与宣明智看到美国家用电话的商机,加价包下封测厂菱生的产能,在家用电话IC商机爆发之际狠赚一笔,出货量从1982年的400万颗增至1983年的2400万颗。

1984年,曹兴诚提出一项“扩大联华电子”的企划书,认为垂直反整合时代将要来临,提出一个到美国结合华人来投资设计公司、用设计公司打头阵、然后在台湾做晶圆专工的构想,强调设计和制造走国际分工、产销互补路线。

垂直分工的好处是,使产业链上的每家公司能聚焦某一技术专精化,行动都更加灵活开放,同时缩短生产周期,降低成本。这一构想与如今IC产业大势十分吻合,但在当年,联电营业额只有10亿台币,而推动这项计划需要的经费是其营业额的10倍。

此时张忠谋尚在美国德州仪器,他已经是著名的进入美国大型公司最高管理层的华人,被视作德州仪器第三号人物。据说曹兴诚曾将这份企划书拿给张忠谋希望合作,但并未得到他的回应。

一年后,曹兴诚提出民营化构想,推动联电成为台湾第一家上市的半导体公司。同年,张忠谋应邀回到台湾,担任工研院院长兼联电董事长,随后1987年从工研院衍生创办台积电,率先落实了曹兴诚提出的晶圆代工创想。

台积电创办后,张忠谋身兼多职,不仅是台积电董事长,还是工研院董事长、联电董事长。在1988年拿到英特尔大单后,台积电生产任务加重,张忠谋一门心思扑在台积电的事务上,联电的管理则掌握在曹兴诚手中。

1991年,曹兴诚以“竞业回避”为由,联合其他董事,逼张忠谋辞去联电董事长一职,自己则取而代之。从此,曹兴诚开始全盘掌舵联电,而张忠谋全心谋划台积电的发展。

在联电发展的早期15年,一直走IDM路线,晶圆代工、IC设计、存储三大业务并行。直到1995年,即台积电营收突破10亿美元大关这一年,曹兴诚做出了一个引起业界哗然的决定——将联电转为晶圆代工型公司。

当时,晶圆代工业务只占了联电总收入的约1/3,这种舍大取小的选择在许多人眼中满是风险。但曹兴诚认准了,晶圆代工业必将在全球半导体界发挥更加惊人的影响力,而此后联电的发展,将验证曹兴诚的目光何其深远。

02.

双王相争,一场跨世纪的晶圆代工追逐战

曹兴诚绝非冒进之人,在决定将联电转型前,他经过了缜密的考量。当时半导体业持续增长,美国多家IC设计公司走向上市,大量资金正在积累,同时对晶圆代工的产能正产生越来越大的需求。这些趋势似乎正将晶圆代工业推向一个更为独特的位置,发展潜力或不可同日而语。

尽管联电转型专业晶圆代工,相较台积电已经晚了整整八年,但随后曹兴诚通过一系列灵活经营和多角化投资的策略,不仅率领联电以精悍的风格大举扩充版图,快速逼近台积电霸主之位,还由此衍生出称霸台湾多个细分芯片赛道的“联家军”。

(1)建晶圆代工厂: 鉴于IC设计厂商普遍对产能需求增长,联电与北美11家知名IC设计公司结成联盟,合资30亿美元,在短短4个月内,同时成立联诚、联瑞、联嘉三家晶圆代工厂。据说当时IC设计公司的出资比例达60%。

(2)陆续将IC设计部门分拆成独立公司: 这些独立公司自负盈亏压力,后来都表现的相当不错,联发科技、联咏科技、联阳半导体、联笙电子、智原科技、联杰国际、欣兴、原相等“联家军”均源自于此。2001年,联发科、联咏在台湾证券交易所上市,此时联发科已跻身全球IC设计公司十强。

(3)晶圆代工“五合一”: 起初联电的晶圆代工业务只有台积电的1/6,许多大客户仍被台积电占据。为了在最短时间内整合产能,1999年,联电将旗下与国外公司合资设立的5家8英寸晶圆代工公司——联华、联诚、联瑞、联嘉、合泰——再合并成一家规模足以与台积电竞争的公司。五家被合并公司的财力、技术、产能、企业资源,由此整合并得到了统一调配。

(4)低价收购新日铁半导体: 联电仅用3个月就迅速搞定了跟日本新日铁(NFI)的谈判,只花4亿元资金收购新日铁半导体部门,并将其改名为联日半导体,1999年2月联电宣布投220亿元扩充生产设备,将联日转型为晶圆代工厂。联电接手1年后,新日铁半导体不仅扭亏为盈,而且市值从被收购前的3000万美元,到2002年增至29亿美元,成为台湾企业到日本大规模投资的典范。

(5)海外投资设厂: 2000年初,联电与日立合资成立一家12英寸晶圆厂Trecenti,由联电持股40%,该厂在11月试产出全球第一片12英寸晶圆。随后联电分别与德国英飞凌、美国AMD合资在新加坡建设12英寸晶圆厂。

▲1999-2002年联电海外设厂情况

这些策略实施后,联电的成长速度十分醒目。2000年,美国《BusinessWeek》公布根据成长率、获利率排名的科技业百强排行榜,联电位列台湾第一、世界第八。

面对联电的奋起直追,张忠谋沉着应对。联电赴新加坡建厂,台积电就在美国建厂;联电收购新日铁半导体,台积电继而也开始闪电收购,先是在1999年年底迅速并购宏碁集团旗下的德碁半导体,2000年春又宣布以50亿美元收购由张汝京创办的世大半导体。两场大型并购行动使曹兴诚原本预计在2000年赶超台积电的愿望化为泡影。

03.

台湾晶圆三雄集结长三角,两年内先后卸任

2000年,世大被卖后,张汝京出走到大陆筹备创办中芯国际,次年曹兴诚来大陆投资苏州和舰芯片,再过两年,张仲谋也来到上海松江建8英寸晶圆厂,晶圆三雄先后在大陆长三角集结。

联电在大陆投资较早,以IC设计公司为主,包括深圳的联阳、上海的联咏研发中心及漕河泾的中颖科技等。2001年5月,曹兴诚亲赴上海,规划扩充大陆制造版图,评估以设备作价模式,将联电在大陆的布局由IC设计、行销、PCB,推进到晶圆制造领域。

同年11月在苏州注册的外商独资企业和舰芯片,即是由曹兴诚曲线投资创立。据说之所以命名“和舰”,是因为曹兴诚非常崇拜郑和七下西洋的壮举,他曾提要求,希望把厂区建筑打造成一艘即将起航的战船。

中芯国际、和舰芯片、台积电厂都在大陆集结。但不同的是,张汝京是偷偷跑的,曹兴诚是在政策尚未开放之际就绕道投资,只有张忠谋拿到了到大陆投资的批准。2002年,陈水扁当局多次发公告要求登“陆”投资的台商补办登记。随后张汝京被罚15.5万美元,并被注销了台湾户籍。

曹兴诚也没能逃过一劫。2005年大年初七,风暴席卷联电,陈水扁当局动用庞大的力量调查联电,搜捕联电未经允许“非法投资”和舰芯片的证据,最后抓捕了回台湾过春节的和舰芯片董事长徐建华。这一事件震动了全球科技圈。

半导体代工市场竞争之残酷,战略地位之关键,都开始从幕后走向台前。

此时曹兴诚不得不出面揽责任表态,称联电曾帮助组建和舰芯片,并为其寻找客户出力,但联电及高层对和舰芯片没有投资,两家公司的联系是他本人的策略,他愿意为此承担责任。

最终,2006年,此事以曹兴诚辞任联电董事长、退出半导体产业而告终。胡国强接过了联电董事长之位,陈水扁当局则放弃了对曹兴诚的追诉,台湾司法部门宣告曹兴诚无罪。

同一时期,台积电向中芯国际挥起镰刀,连续起诉中芯国际涉嫌窃取商业机密。中芯国际连吃几年的官司最终输得愁云惨淡,不仅要四年赔偿台积电2亿美元,而且要出让10%的股份。在官司结束后,张汝京宣布从中芯国际辞去所有职务。

曹兴诚掌舵期间的联电,从1000万美元的初始资本发展到营运规模达100亿美元,“联家军”的业务也迅速覆盖全球。这位为联电开疆沃土的核心功臣,大业还未成,却不得不身先退。

在曹兴诚辞任的前一年,如日中天的张忠谋选择急流勇退,2005年6月将台积电CEO一职交予蔡力行,自己仅担任董事长,退居二线。

此后数年,台积电持续保持高强度研发投入,缩短与英特尔的技术差距,并持续扩充产能。然而2008年全球金融危机的爆发致使台积电业务大幅萎缩,迫使张忠谋再度出山。

04.

屋漏偏逢连夜雨,错失技术优势

21世纪前后,除了赴大陆投资遭逢坎坷,联电在技术领域也错失关键节点。

1999年,联电总市值位居全台第二,仅次于台积电,且市值增长率高居上市公司首位。原本联电春风得意,与台积电的技术差距相差无几,但21世纪初一场失败的合作,致使联电从此失去了追上台积电的机会。

▲1993年-2001年联电与台积电在美国申请专利数比较

当时,IBM发表了铜制程与Low-K材料的0.13μm新技术,找台积电和联电合作。台积电因为还没有用铜制程的经验,决定回绝IBM,自研铜制程技术,联电则选择与IBM、英飞凌合作开发0.13μm制程。

孰料IBM的技术在制造时良率过低、达不到量产标准,联电的研发功亏一篑。而台积电0.13μm低介质铜导线逻辑制程技术在2003年惊艳亮相,订单爆满,营业额将近55亿元,比联电的3倍还多。

NVIDIA创始人黄仁勋曾评价说:“0.13μm改造了台积电。”0.13μm成为台积电跃居全球晶圆代工霸主、甩开联电的分水岭。从此,无论是技术还是业绩,联电都难以望其项背。

随后台积电一路势如破竹,2002年以超过50亿美元的年营收进入全球半导体排行榜前十,2004年率先采用浸没式光刻工艺生产90nm芯片,2005年风险试产65nm产品,2008年量产40nm芯片。

联电营收和晶圆厂数仍在增长,但无论在市占率、利润率、工艺技术水平上,都越来越难以追上台积电的脚步。

2009年是极具挑战性的一年,因为严峻的经济形势和高库存水位,晶圆代工业饱受冲击。

也是在这一年,晶圆代工业大事连连。在台湾,78岁的张忠谋再度上任台积电CEO力挽狂澜,请回已经退休的蒋尚义主持研发大局,原本负责研发的梁孟松因被降职愤而辞职投奔三星;在美国,AMD将芯片制造业务分拆卖予中东的阿布扎比财团,成立了独立的纯晶圆代工企业格芯。

此时台积电和联电仍占据全球晶圆代工前二的位置,台积电的营收一骑绝尘,足足是联电的三倍还多,占有50%市占率。而刚成立不久的格芯,营收已然逼近联电,大有赶超之势。中芯国际则稳坐全球第四,在技术方面能与台积电一较高下的三星,当时代工业务仅排第八名,和前后两名都拉不开明显的差距。

韩国三星犹如黑暗中潜伏的鹰,悄然观察着全球半导体产业的动向,并蓄力准备发出致命一击。

金融危机爆发,全球资本市场遭受重创,而三星却大施“逆周期投资”的手段,将前一年的利润全部用于加速产能扩张,企图通过亏损价格战挤垮竞争对手。这一战略将台湾的面板、存储芯片产业击得溃不成军。

台积电再次站在技术路线选择的十字路口,研发28nm制程有前闸级和后闸级两种方案可以选择,还好台积电做出正确的判断,选择后闸级路径后顺利推进研发,而选择前闸级的三星却进展缓慢,台积电成功顶住三星的压力,在28nm、20nm节点均领先三星,营收实现逆势增长。

由张忠谋重新掌舵的台积电,很快又迎来新的机遇。2010年,恰逢苹果因三星抄袭而如鲠在喉,台积电与苹果达成合作意向,由台积电出资90亿美元建设一座专为苹果芯片代工的工厂,并于次年年底抽调100多名工程师飞往美国苹果总部,参与避开三星技术专利的A8芯片研发。2011年,台积电在全球率先推出28nm通用工艺技术。

这一时期,联电昔日灵魂人物曹兴诚虽然仍是联电荣誉董事长,但已经不再参与半导体相关事宜,他开始热衷于收藏和社会活动,一边做艺术收藏,另一边公开发声倡议两岸和平。

有台媒报道称,他在台北的家就像一个“小故宫”,2008年,《我们这个时代最伟大的收藏家》书籍中列数了100位收藏家,曹兴诚是其中唯一在世的三位华人收藏家之一。这年汶川地震发生后,曹兴诚还以6500万港币卖出一幅藏品,并将其中半数捐给汶川灾区。

在曹兴诚不再过问半导体界的几年间,三星从在全球晶圆厂排名上并不靠前,发展成能在技术方面与台积电较量。在梁孟松从台积电辞职、加入三星后,三星的先进制程工艺有了突飞猛进的进展,从45nm到28nm发展飞速,2011年几乎已与台积电平起平坐。这一年,曾搅动台湾半导体产业风云的曹兴诚放弃台湾籍,入籍新加坡。

2014年,苹果公布A8芯片由台积电独家代工,台积电股价大幅飙升,媒体一阵狂夸:“一只手机救台湾。”然而就在同一年,台积电最先进制程还在16nm FinFET时,三星却率先实现14nm FinFET工艺量产,其推出的Exynos 7420处理器一举超过高通,成为当时全球性能最强的手机处理器。追逐最优用户体验的苹果,又开始在三星和台积电之间徘徊。

同一时期,曾一度与台积电并驾齐驱的联电,却被格芯抢走全球晶圆代工第二的位置,并在技术方面与台积电、三星的差距却越来越大。2013年,联电营收增速仅次于台积电、约是三星的两倍,但发展先进生产工艺的速度已经远远赶不上台积电和三星,这一年才量产28nm,直到2017年上半年开始商用生产14nm FinFET芯片。

格芯则在2014年获得三星14nm FinFET工艺的技术授权专利,但也因此自主研发能力遭人诟病。

2015年1月,台积电召开股东会,张忠谋面色严峻:“没错,我们有点落后。”当日台积电股票上涨8%,显然投资者对承认落后的张忠谋极具信心,而台积电也不负期望,通过对内加强技术研发、对三星梁孟松起诉专利侵权等一系列战术,在三星生产苹果A9芯片出现良率、功耗问题之际,火速抓住机遇吃下苹果芯片系列后续订单。

▲2015年主要晶圆厂

从此,台积电发展愈发稳固。2017年10月,张忠谋宣布即将退休,将余年留给自己和家庭。

在台积电、三星卯足了劲较量先进制程之际,联电却经历着逆水行舟不进则退的残酷现状。尽管联电营收连年增长,但强势发展的格芯和三星使得联电距离老二的位置越来越远。

05.

放弃研发先进制程

2018年,为苹果、华为代工旗舰手机芯片的台积电,率先实现采用DUV光刻技术的7nm工艺量产落地。这一新工艺在落地第一年,就为台积电当年贡献了超过30亿美元的营收。

同一时期,三星也宣布其基于EUV光刻技术的7LPP工艺实现量产,不过落地时间则推至次年。此时具备14/16nm及以下先进制程技术的晶圆代工厂,仅有台积电、三星、联电、格芯四家,先进制程赛道的玩家已经相当稀缺。

此时先进制程工艺的技术演进逐渐面临瓶颈,一边是先进工艺需要消耗巨额资金,另一边成熟制程市场中芯片代工仍供不应求,在这样的背景下,联电选择退场。

2018年8月,联电宣布停止12nm以下先进工艺研发,看重投资回报率,而不再拼技术的先进性,成为全球第一家宣布放弃先进工艺研发的晶圆代工商。没过多久,格芯也正式宣布无限期停止7nm及更先进制程投资研发,专注于现有工艺。

放弃争取先进制程的门票并非突然的决断。现存厂家运用资本和知识,不断快速研发和投入生产新一代半导体产品,以较高新品价格和较低单位成本争取竞争优势,学习曲线愈发陡峭。

更先进制程的吸金能力固然令人艳羡,但残酷的成本问题亦摆在眼前。一条28nm工艺生产线的投资额约50亿美元,20nm工艺生产线投资额则高达100亿美元,随着工艺迭代升级,芯片制造准入门槛越来越高。

产线的制程和硅片尺寸一旦确定通常无法更改,因为改建的投资规模相当于新建一条产线。每至换代之际,晶圆厂不得不购置新的制造设备,巨额生产线资产和大比例的折旧金额,不是谁都能轻易负担的业务。

此时联电还在兼顾着大陆子公司苏州和舰芯片的运营。2018年6月,联电宣布计划以8英寸晶圆厂和舰芯片为主体,偕同和舰控股子公司12英寸晶圆厂厦门联芯,以及和舰全资子公司IC设计服务公司山东联暻,申请在上交所科创板挂牌上市。

但在2019年7月21日晚间,联电宣布中止和舰的上市计划,称原因是联电和大陆主管机关对于联芯的具有实质控制权认定无法达成共识。

联电发言人兼财务长刘启东强调,虽然和舰在大陆上市申请中止,但只影响大陆市场的筹资管道,且在生产布局上,和舰在大陆发展约20年的时间,仍规划成为未来联电在大陆发展的基石,也不会因上市申请中止而有改变。

和舰芯片苏州8英寸晶圆厂涵盖0.11μm-0.5μm等制程,厦门联芯12英寸晶圆厂涵盖28nm-90nm等制程。虽然和舰芯片每年研发投入数亿,但其研发投入更多应用于具体行业产品研发和制造工艺改良,而非实质性的技术突破。根据招股书,和舰芯片核心技术全部需要获得控股股东联电的授权,技术授权费用平均每年要摊销约4.77亿元。

但母公司联电自身在通向更先进制程的道路上突然止步,这多少令一些人担忧,停止先进制程研发后,一旦技术落后就要追随别人的技术标准,那么这些晶圆代工商还有多少未来?

06.

联电重返全球第三

半导体代工业遵循强者恒强的法则,指向创新的持续研发投入,是打赢未来商业战争的关键。

相较先进制程,成熟工艺客户类型繁多,需求更加多样化,包括各种传感器、微控制器、电源管理、射频、微机电系统等等,但锁定这块市场的晶圆代工玩家也更多。

随着工艺技术发展,半导体产业的超额利润逐渐变少,能胜任代工任务的玩家并不稀缺。主攻成熟工艺后,联电依然面临着与台积电、格芯、三星、中芯国际、华虹半导体等对手在市场上的较量,此外在多个细分领域也诞生了拥有独到技术的晶圆代工企业。

联电选择停止先进制程工艺研发,并不代表停止先进技术研发,而是选择成本领先战略,聚焦于在成熟工艺和特殊工艺持续创新,做到更高良品率、更低单位成本、更低漏电、更低功耗,牢牢抓住成熟工艺市场。

事实证明,联电的转型是颇具成效的。从2018年起,联电启动五年转型计划,目标扭转过去为了追求先进制程,过度投资对联电资源运用的扭曲,预计2022年整体成果逐渐浮现。

2020年犹如联电的转运之年,因驱动IC、电源管理IC、RF射频、IoT应用等代工订单持续涌入,联电8英寸、12英寸晶圆产能满载,新追加投片量的订单不断调涨,从55nm到22nm多个工艺节点均已告急,据说联电的产能已经满载到2021年下半年。再加上28nm工艺持续完成客户设计定案,联电2020年营收同比增长19.31%至1768.21亿新台币,创下新纪录。

2018年、2019年,联电全年净利润均不到70亿新台币,毛利润率不到16%。而2020年其净利润达271.8亿新台币,毛利润也上升至22.1%。

到2020年年底,业界屡屡传出新的好消息。相传联电成功拿下英特尔、高通、英伟达的成熟制程大单,再加上德州仪器、意法半导体及索尼等IDM巨头持续增加成熟工艺芯片的订单,带动联电股价大涨。

▲2020年第四季度全球前十大晶圆代工业者营收排名预测(来源:拓墣产业研究院)

根据TrendForce旗下拓墣产业研究院发布的2020年第四季度全球前十大晶圆代工厂商的营收和排名预测,联电终于超过此前排名第三的格芯,重返全球晶圆代工前三甲。

而在联电接单接到手软之际,许多从联电衍生出的“联家军”也发展顺风顺水。

市场调研机构Counterpoint的最新数据显示,2020年三季度,联发科技在全球智能手机芯片市场出货量逾1亿颗,市场份额达31%,超过高通(29%)成为全球最大的智能手机芯片供应商。

不仅如此,因OPPO、vivo、小米等手机厂商大举追单,联发科持续扩大对台积电7nm、6nm的投片,投片量在2021年第一季度将达11万片,挤下高通成为台积电第三大客户。

▲2019、2020第三季度全球智能手机芯片组市场份额(图源:Counterpoint)

全球最大显示控制芯片公司联咏,光是在2020年前3个季度,整合营业利润就高达100亿新台币,比去年同期增加35%。

全球第三大PCB、第一大IC载板大厂欣兴,主攻数字图片IC技术、在影像感测IC领域正当红的原相科技,做笔记本IO控制IC和嵌入式IC的联阳等,均受益于产品需求上涨,2020年营收创历史新高,成台湾高科技产业持续走高的重要动力。

联电子公司苏州和舰芯片主要负责大陆市场,除早先建成的8英寸晶圆厂外,还包括厦门联芯的12英寸晶圆研发业务。中长期来看,新能源汽车、5G通信等领域对于成熟制程产品需求较高,随着和舰芯片快速发展,或能为联电带来更大收益。

对于2021年第一季度,联电预期其晶圆出货量将环比增长2%,毛利润率可能进一步提高至25%左右,8英寸和12英寸产能持续满载。联电还计划将2021年资本支出提高50%至15亿美元,其中15%用于8英寸产能,85%用于12英寸产能。

可以预见的是,无论是联电还是联发科,都将在接下来的一年持续做大走强。

07.

结语:晶圆双雄各安一方

在台湾新竹科学园40周年园庆上,曹兴诚在上台领奖致辞前,突然转身,伸手向张忠谋致意,张忠谋也不顾关节炎发作,立即起身回应曹兴诚,上演了令现场掌声雷动的“世纪之握”。

在此之前,被视为有“瑜亮情节”的两人,在台湾半导体产业始终王不见王,二十余年没有同框后,两人终于在公开场合正式破冰。

如今,晶圆代工双雄台积电和联电不再是针尖对麦芒的竞争对手,一个在追求更先进制程的道路上一往无前,一个在成熟工艺上精耕细作,它们各居一番天地,也各自拥有广阔的未来。

参考资料: 《IC设计、高科技产业实战策略与观察》联发科董事长蔡明介(2008年出版);《草莽曹兴诚:台湾科技界的“宋江”》联合早报;《联电集团:筚路蓝缕的联电之路》东方企业家;《宏碁下的棋是没有边界的围棋盘,从中华商场出发的科技巨人》天下杂志;《集成电路设计业的发展思路和政策建议》石光,马淑萍

「台湾省在科技产业,尤其芯片半导体科技产业在全球有着举足轻重的位置,无论是IC设计企业、半导体代工企业的崛起还是研发与科技园区的打造,都有很多值得关注的地方,芯东西特推出“台湾省科技产业起底系列报道”,将在近期陆续发布。」

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