十年磨一剑，这家公司终成国内电机芯片领域隐形冠军

（文/程文智）从1978年德国Mannesmann公司的Indramat分部正式推出MAC经典BLDC电机及其驱动器产品开始，电子换相的BLDC电机真正进入了实用阶段。经过40多年的发展，BLDC电机及其驱动器技术已经基本成熟，但因为相对有刷电机来说成本要高出很多，所以BLDC电机只是在部分市场有应用，一直没有得到大面积的应用。
 
近几年来，随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术，以及电力电子技术，特别是大功率开关器件的发展，再加上国内高压、高速电机制造技术的提升，BLDC电机得到了长足的发展。现在，BLDC电机已经在很多场合得到了应用，进入了快速增长期。
 
据<电子发烧友>了解，现在关注BLDC方向的芯片厂商非常多。截止到目前，国内至少有七、八十家芯片厂商推出了BLDC相关的产品，但综合技术领先的还是TI、NXP、Microchip、ST、英飞凌、罗姆等国外厂商。
 
值得庆幸的是，这几年国内也涌现出了部分BLDC电机芯片企业，他们在一些细分市场取得了不错的成绩。其中，峰岹科技（Fortior Technology）就是一个典型的代表，从2010年成立起就专注于高性能电机驱动控制芯片的设计及核心应用算法研发，潜心十年研究，终成国内BLDC电机驱动控制芯片的隐形冠军。其芯片产品和应用方案被广泛应用于消费电子、电动工具、运动及出行、IT及通信设备、智能机器人、工业及汽车等领域。

十年布局，做电机芯片的拓荒者

2010年，国内鲜有芯片厂商做电机驱动控制芯片，只有少数几家国外厂商比如TI、Microchip、ST、英飞凌、罗姆等半导体厂商推出了一些电机驱动控制芯片。究其原因，一是电机驱动控制芯片的研发门槛相对来说比较高，涉及到芯片设计、电机设计和电机驱动架构等技术，能同时掌握三种技术的半导体厂商不多；二是当时BLDC电机的市场渗透率还不高，仅在部分特殊场景中有使用，对驱动芯片的需求量不大。
 
在这样一个市场前景不明朗，甚至谁都不知道未来市场究竟哪一天才会起来的时候，峰岹科技的创始人毕磊就决定了要进入BLDC电机驱动控制芯片领域，这不仅需要面向未来的眼光，更需要做好长期投入的打算，以及做出这个决定的魄力。
 
选好了市场，还要选择技术方向。其实，BLDC电机的驱动架构当时大概有四种模式可供选择，即DSP+外围驱动+外围采样、MCU+外围驱动+外围采样、具有预驱和采样功能的专用MCU、以及专用SoC芯片。
 
“与多数电机驱动控制芯片厂商采用Arm内核架构不同，我们从底层架构上将芯片设计、电机驱动架构、电机技术三者有效融合，用算法硬件化的路径，在芯片架构层面实现了复杂的电机驱动控制算法，形成了自主知识产权的电机驱动控制处理器内核ME，这是完全不一样的路线。”峰岹科技应用部技术总监罗薛对<电子发烧友>表示，“这样可以降低客户的开发门槛，帮助他们快速切入市场，但对公司研发团队提出了更高的要求。”
 
因为开发算法硬件化的专用芯片，不但要求研发团队具有芯片设计能力，还需要他们对电机控制算法和电机设计技术有深厚的理解，只有这样，研发团队才能以电机终端应用场景需求为导向，依靠电机技术的认识，将电机具体参数指标需求转化为行之有效的电机控制算法，并将电机控制算法在芯片设计层面以硬件逻辑门电路实现。

峰岹科技硬件化后的内核简称ME，ME内核为其自主研发、独立设计，具有完全自主知识产权。它专门负责处理电机控制实时任务，可独立运行，对许多信号可以并行处理，通过算法硬件化与器件集成化，实现较Arm系列内核32 位MCU芯片更优的运算速度效果。
 
在产品上，峰岹科技的电机主控芯片MCU 采用“双核”结构，其自主研发的ME内核专门承担复杂的电机控制任务，通用MCU内核用于处理通信等辅助任务，更好的承担“双核”架构中对外交互等辅助任务。

图：BLDC电机驱动控制芯片领域另种路线指标对比（来源：峰岹科技招股书）

 
通过对比可以看出，峰岹科技的算法硬件化的产品在成本、功耗、性能几个方面均具有较强的竞争优势。在核心技术方面，峰岹科技也有很多积累，据其招股书介绍，截至招股说明书签署日，峰岹科技及其子公司拥有已获授权专利93 项，其中境内授权专利85 项，境外授权专利8 项，其中境内授权发明专利共计39 项；软件著作权9 项，集成电路布图设计专有权46 项。
 
其实峰岹科技成立十多年来，一直只专注于电机驱动控制领域，在电机主控芯片MCU/ASIC、电机驱动芯片HVIC、功率器件MOSFET产品线上进行产品延伸开发，在算法硬件化、电机控制器件集成化方向发展。

 
近年来，为了提高电机控制芯片的可靠性、控制性能，降低控制系统体积以适应BLDC电机小型化、定制化的发展趋势，BLDC 电机驱动控制架构由完全分立逐步向全集成模块发展。峰岹科技紧随市场发展趋势，推出了相关的产品，实现了从运放、比较器到预驱动（pre-driver）到电源与功率器件MOSFET的集成。
 
到目前为止，峰岹科技已经可以为终端用户提供分立、半集成，以及全集成的解决方案，为不同终端应用场景的灵活化、定制化设计提供了可能。

 
罗薛指出，峰岹科技高度集成芯片可有效降低后续应用方案的设计难度、便于终端客户的使用和开发，降低方案整体成本，提高控制器的稳定性和可靠性，有效降低控制系统体积，便于用于对体积有明确要求的应用场景。
 
他特别提到，峰岹科技的电机控制专用芯片已经在内部集成了电机驱动控制方案所需外设，如高速运算放大器、比较器、LDO、预驱动，部分芯片还集成MOSFET，大大减少外围器件，最大程度上精简了控制板，降低元器件所需面积。“通用MCU 集成驱动一般采用合封技术，使得控制系统的可靠性降低，维护成本加大。峰岹的主控芯片可在单一晶圆上集成电源、驱动或功率器件，可靠性大大提高，有效降低整体方案成本。”
 
罗薛还特别强调了峰岹科技与其他厂商不同的地方，峰岹科技虽然不做电机产品，但是有自己的电机设计团队，可以给电机客户提供技术指导，甚至帮助他们设计出符合市场需求的电机产品。

BLDC电机市场渗透率加快，峰岹科技在多个细分领域成龙头

近年来，BLDC电机的市场热度很高，这主要是因为随着半导体技术的发展，MCU和驱动组件的普及，使得BLDC电机的总体成本降低了很多，很多使用传统电机的应用领域开始大量采用BLDC电机。
 
根据<电子发烧友>的了解，BLDC电机在一些领域得到了大量的采用，比如高速风筒、高速吸尘器基本都采用了BLDC电机；家用的落地扇也在快速无刷化；抽油烟机的无刷电机采用率也在不断提升；还有产量很大的电动工具领域的无刷化也在快速转换。
 
但总体来所，当前BLDC电机的市场渗透率还较低，未来市场需求空间巨大，这为广大的BLDC电机驱动控制芯片设计公司提供了充分的商机和发展机遇。根据<电子发烧友>的统计，目前家电产品中，大部分使用的还都是传统有刷或交流电机，仅在空气净化器、吸尘器、电风扇等领域无刷电机的采用率超过了15%，其他很多领域都在10%以下。未来，随着新的能效标准的实施，以及市场对高效率的需求，这些市场BLDC电机的渗透率必然会进一步提升，可能超过50%，甚至80%以上。

 
据<电子发烧友>了解，峰岹科技的电机驱动控制芯片产品在2020年BLDC电机应用领域的高速吸尘器和家用直流变频电扇领域市占率达到了78%，在直流无刷电动工具领域的市占率超过了26%；在电动车/电动平衡车领域的市占率也超过了27%。可以说，在国内这几十家做电机驱动控制芯片的厂家中脱颖而出，成为了事实上的国内电机驱动控制芯片领域的隐形冠军。
 
而随着BLDC电机不断替换下游各领域产品中的传统电机，市场渗透率不断提高，对电机驱动控制芯片的需求也将水涨船高。可以预见的是，峰岹科技的驱动芯片市场前景不可限量。

 

结语

峰岹科技凭借其高集成度、高稳定性等优势，产品和解决方案被境内外知名厂商所采用，比如美的、小米、大洋电机、松下、飞利浦、海尔、方太，以及日本电产等厂商。按照其规划，未来峰岹科技将会继续根据终端市场的需求，顺应工业、汽车电子、服务机器人等新兴发展应用领域，以及白色家电、厨电、智能家电、电动工具，以及运动出行等应用领域不断推出新的产品和解决方案，以满足终端更高的性能要求。