兆易创新:新晋模拟玩家的差异化竞争之路

Release time:2024-08-20
author:AMEYA360
source:兆易创新
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  模拟IC是一个空间大、需求分散、成长性高、下游应用广泛的行业。根据第三方调研机构数据,2023年全球模拟芯片市场规模为948亿美元,是2012年的2.4倍,预计到2024年末,全球模拟芯片市场将有望实现3.7%的增长。而在这近千亿美元的市场中,中国市场表现尤为突出——2023年,中国模拟芯片市场规模3027亿元(约合420亿美元),占模拟芯片市场总额的40%左右。

兆易创新:新晋模拟玩家的差异化竞争之路

  于是,在这样一条“黄金级赛道”上,不但聚集了TI/ADI这样的国际模拟芯片巨头,以及专注于模拟业务的中国芯片企业,还有不少旨在通过“多元化产品组合实现1+1>2效果”的系统级芯片公司,兆易创新(GigaDevice)便是其中的代表之一。

  一块“必要的拼图”

  作为一家坚持“多元化布局”战略的公司,兆易创新近年来持续推动新产品线的落地,意在不断夯实系统技术基石,并通过产品与应用的协同效应,实现系统融合与联动的能力。简单而言,就是要以系统控制为核心,将存储、传感、电源、信号链等周边元器件整合集成,以围绕产品组合打造整体解决方案的方向去发展。

  之所以要这么做,是因为符合兆易创新产品开发和布局的基本逻辑——基于“技术世界服务于物理世界”来进行拓展。在物理世界的需求中,涉及到数据的传输、提取、存储、互联、计算、感知、控制等多个方面,这需要产品的多元化布局;其次,对于应用领域的多元化,也要更加注重产品协同效应;第三,在一些特定的应用领域里,可能需要以整体解决方案的方式提供配套的硬件方案和软件算法,其核心目的就是能够更快地让客户去完成比较优化的方案,增加客户产品的价值。

  显而易见,将模拟芯片产品视作公司新的发力方向,也就是顺理成章的事情。

  众所周知,模拟芯片主要用于产生、放大和处理连续函数形式的模拟信号(如声音、光线、温度等),可以应用于消费电子、汽车、通讯、工业控制等各种终端上,其中,新能源、服务器市场有望成为模拟芯片行业新的发展趋势和增长点,这与兆易创新Flash和MCU业务的客户重合度非常高。

  据统计,2023年中国新能源汽车销售量949.5万辆,同比增长37.9%。未来在政策与市场推动下,新能源汽车渗透率的提高、电动化与智能化的发展均有望促使模拟芯片出现更大规模的发展。而在智能化浪潮下,服务器市场出货量稳步增长,服务器场景中的电压/电流检测、比较电路和过流保护、时钟、电压监控、系统供电等都会用到大量的模拟芯片,使得模拟芯片在服务器领域的需求得到持续释放。

  兆易创新的模拟业务启动于2019年的电源管理产品研发。两年后的2021年4月,第一颗集成电源管理芯片GD30WS8805正式量产;同年6月和11月,首颗马达驱动产品GD30DR8306和首款超低噪声LDO GD30LD330x先后上市。2022年5月,兆易创新多款锂电充电IC产品陆续量产上市。

  模拟器件细分品类众多、浩如烟海,兆易创新在选择产品方向时,将高性能电源、电机驱动、锂电池管理芯片、专用电源管理芯片、信号链产品作为核心发力点,目前GD30系列模拟产品组合已拥有200余个型号,主要包括:

  高性能电源

  包括通用降压Buck和升压Boost DC-DC(GD30DC)、线性稳压器LDO(GD30LD)以及高精度基准源(GD30VR)产品系列。其中,高性能大电流LDO以及低功耗高性价比的LDO,已在工业和消费领域等领域广泛应用。通用DC-DC产品覆盖了通信、工业、安防、智能家居等众多领域。低噪声,高精度,极低温度飘移并具备长期稳定性的高精度基准源,可广泛应用于工业控制、能源、电力、信号测量采集、医疗等行业的应用。

  电机驱动芯片

  包括有刷BDC/无刷BLDC/步进Stepper等各类型的电机驱动芯片(GD30DR)。其中,GD30DR300x有刷电机驱动系列的多颗产品全面涵盖了家电、工业等市场主流应用,还集成了电流镜功能,既节省了布板空间,又降低了系统成本。该系列产品已在清洁电器扫地机市场广泛使用。步进电机驱动GD30DR38xx系列产品则以优异的质量和性价比覆盖了三表、安防、打印等工业市场。

  锂电池管理芯片

  包括锂电池充电器(GD30BC)以及过压保护(GD30SP)产品系列。以通用型多串数锂电充电芯片为主,并将在储能、新能源车等领域逐步拓展。

  专用电源管理芯片

  针对专用市场进行深度定制和优化,现已包括DDR PMIC(GD30MP)、TWS耳机盒充电器(GD30WS)、电子雾化器SoC(GD30EC/MP), 以及即将发布的BMS AFE(GD30BM),其性能可达到行业领先。

  信号链产品

  包括ADC信号转换器(GD30AD)、运放(GD30AP)、比较器(GD30CP),温度检测(GD30TS)等产品系列,可用于电力测量、控制;多相马达控制、电池储能、电池化成等领域。温度检测芯片系列同时覆盖了服务器、数据中心和高速计算等产业。

  这样,基于广泛的系统级产品组合和协同优势,兆易创新的模拟产品就能够在多个行业市场为客户提供多样化选择,助力客户实现更加灵活、完整的解决方案。例如,GD30电机驱动产品与GD32 MCU产品搭配形成组合拳,陆续应用于工控行业;高性能电源已进入全球领先的通讯服务商的产品中;新能源汽车的采购清单中也有GD30的身影。

  知己知彼,百战不殆

  如前文所述,尽管在模拟芯片领域已经拥有了一定的基础,但面对众多成名已久的模拟芯片公司,兆易创新还属于新进玩家,产品种类和数量正在不断地扩充。因此,如何在市场竞争中打造属于自己的差异化优势,就成为一个特别值得思考的问题。

  知己

  兆易创新在打造差异化竞争优势上,坚定地采取多元化市场策略。这些策略不仅涉及技术创新,还包括市场定位、产品多样化以及生态系统建设等方面。其一,兆易创新的模拟通用产品覆盖面广,专用产品可以满足特定场景,关注“面”的同时也聚焦“点”;其二,兆易创新拥有广泛的存储和MCU产品,无论是与存储结合,还是与MCU结合,均可产生协同优势。所构成的产品矩阵也更为灵活多样,可以为客户提供更多一体化的解决方案,这些都是国内传统模拟IC公司无法比拟的。

  同时,兆易创新对自身在模拟电子产业链中地位与作用的认知也是“多元化”的,包括市场定位与产品布局、工艺整合、成本优化、供应链管理、生态系统和客户价值等。这些角色和作用共同构成了兆易创新在模拟电子产业链中的独特地位,使其能够在激烈的市场竞争中保持竞争优势,并不断开拓新的市场和应用领域。

  此外,坚持长期主义,打造完整的人才培养体系,在吸纳优秀工程师的同时,鼓励创新的企业文化,在公司内部形成对技术创新的坚持和尊重,也是兆易创新各业务线多年来持续发展的动力和源泉所在。

  知彼

  国际厂商布局早、产品多、覆盖面广,经过多年的累积,在客户资源、品牌方面已经形成了领先优势。运营模式上,国际模拟芯片大厂普遍采用IDM(Integrated Device Manufacturer)模式,尽管需要庞大的资金支持,运营成本也较高,但企业往往具备更强的资源聚集能力与协同优势。

  中国模拟IC厂商作为后起之秀,从电源管理芯片开始奋起直追,逐渐拓宽产品种类至中高端产品,甚至在一些指标上已经比肩国际大厂。经过近些年的经验技术积累,差距也正在逐步缩小。加之国内模拟芯片企业大多采取Fabless模式,更具灵活弹性,轻资产模式也可以大大提高运营效率和成本优势。

  受外部大环境的影响,模拟芯片国产化替代趋势正变得越来越明显。以消费类模拟IC为例,相对于汽车和工业领域,消费类模拟IC技术难点并不高,更多是追求成本的极致,这使得能将多个功能模块集成到一颗芯片上,以实现更强大性能和更低成本的高集成度SoC成为了主流方向之一,TWS耳机和电子雾化器等典型消费应用都是如此。在该领域,兆易创新结合自身的MCU、存储类、模拟类产品,完全能够将性能和成本都做到更优。

  在工业领域,用于机器人的马达驱动和大电流通用电源市场对电源芯片的需求极为旺盛。前者是由于智能化水平不断发展,机器人集成了更多的功能,其对算力和控制的要求有了明显提升,因此业界采用将控制和计算合并的高压二合一驱动芯片来提升机器人的性能;对后者来说,目前国际厂商占据着30A以上的大电流电源市场,而国内厂商主要是以20A以下的市场为主,但随着智能化地不断提升,高性能CPU和GPU会对大电流有额外的要求,国内厂商向上发展的空间更加广阔。

  新能源领域的增长需求,一方面是来自于国内储能和纯电汽车对于前端FE检测芯片的大幅提升。目前,AFE芯片主要依赖于进口,国内市场缺口较大,且随着800V或更高压架构的发展,AFE芯片势必还会迎来成倍的增长。另一方面,则是源于汽车对于SoC芯片的需求。由于电动汽车架构正在从分散向集中演进,对功能安全也愈发看重,使得高度集成度域控制芯片成为主流,从而带动了市场模拟IC市场的需求。

  大生态

  一家芯片公司能否获得成功,除了具备出色的产品和深厚的技术积淀外,更大程度上要归结于其所依附的生态系统能否成功。兆易创新对生态系统的理解分为三个层面:

  1、产品配套生态

  包括适配于各产品系列的演示套件、软件平台和代码库、标准认证支持、自研解决方案等,发挥易用性优势。

  2、开发应用生态

  与第三方生态合作伙伴联手,聚焦汽车、工业、消费等主要市场应用,联合提供各类开发资源和turn-key解决方案。

  3、技术协同生态

  持续加强与产业上下游厂商合作,加速开放式创新、技术孵化、人才培养和产教融合,打造完善的产业生态链。

  这样,当站在层出不穷的新技术、新应用面前时,兆易创新就能够在全球生态的统一和兼容之下,进一步开发适应本地化和全球化的技术,帮助客户把他们看到的新商机和酝酿的新想法,更快、更有信心地转化成量产产品,实现降本增效。

  模拟之路,道阻且长

  当前,数字芯片不断缩微化,与之配套的信号链模拟芯片也在更多新技术的推动下朝着小型化、低功耗和高性能的方向发展。对从事模拟IC业务的公司而言,首先面对的就是抗扰、散热、工艺、兼容性等亟待突破的技术挑战,这就要求相关企业不仅在技术创新上要有所突破(突破兼容性和高可靠性的壁垒),还需在市场应用、产业链整合、绿色环保等方面进行深入布局。

  而且从长远发展来看,模拟类产品的特点是种类多、覆盖面广,如何在现有产品基础上继续做深、做精、做大,避免成为“一代拳王”,也不是一件容易的事情。从已知的GD30产品路线图规划上来看,在已有模拟产品基础上继续拓展高集成度SoC;增加工业级高压大电流驱动芯片产品;增加新能源AFE产品、DDR专用电源芯片、传感专用电源芯片等高集成度芯片,已经成为兆易创新明确的发展目标。

  兆易创新对模拟业务设定的未来发展目标涵盖两大主要领域:首先,电源管理芯片将涵盖通用产品及面向特定行业的定制产品,如电机驱动和锂电池管理,以满足不同客户群体的需求并提升品牌效应;其次,信号链产品,特别是在ADC和运放领域,计划通过整合通用产品中的技术来开发更多定制化解决方案,以应对高带宽存储、PC和电子雾化器等行业不断变化的需求。

  加大在定制产品领域的投入,是兆易创新释放的另一个明确信号。

  随着电子系统的日益复杂化,客户和市场对整体系统性能的要求越来越高,定制化成为了满足头部客户需求的重要方式。只有通过与行业头部客户的战略和技术合作,了解其真实需求并提供定制化解决方案,才能在竞争中立于不败之地。同时,考虑到外资企业同样打开了充足的产能支持,甚至有底气与本土企业展开“价格战”,兆易创新就更需要凭借优质的产品质量和服务、更全面的理解客户需求,才能避免落入盲目内卷的境地。

  从兆易创新的发展历程来看,无论是微控制器、存储,还是传感、模拟,公司选择的都是在对技术性能有一定要求的成长性领域里发力和深耕。这些领域对产品的性能、可靠性、稳定性、一致性等有较高要求,考验的是产品本身综合的能力,与设计、供应链、质量控制等很多因素相关。兆易创新目前已经有了相当多的基础能力和经验储备,未来仍会持续投入,通过技术创新来提供精准匹配市场需求的领先产品。

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兆易创新荣膺“十大中国IC设计公司”及“年度最佳存储器”奖
  今日,兆易创新在"中国IC设计成就奖"颁奖典礼中斩获双项大奖,荣膺"十大中国IC设计公司"称号,其1.8V GD25LF512MF SPI NOR Flash产品更是一举夺得"年度最佳存储器"奖项,再次彰显了公司卓越的技术实力和行业影响力。  “中国IC设计成就奖”作为中国IC设计行业重要的风向标,已连续举办二十三载,是中国集成电路产业成长与发展的见证者。此奖项旨在表彰于中国IC设计链中占据领先地位、拥有卓越能力和服务水平的公司及团体,并对其为工程师提供电子系统产品开发支持所做出的贡献给予肯定。  二十年深耕,多元化产品矩阵助力行业发展  2025年,是兆易创新成立第二十周年。与“中国IC设计成就奖”携手并进,在这二十年历程中,兆易创新始终以科技创新为引领,以卓越品质为基石,构建起以存储器、MCU、传感器、模拟产品为核心的产品矩阵,广泛覆盖工业、汽车、消费电子、物联网等关键领域,为不同行业的智能化转型升级提供了坚实支撑。  在产品研发方面,兆易创新长期保持高水平的研发投入,不断追求差异化的技术突破,以精准响应市场多元化需求。并且秉持精益求精、品质为先的质量理念,公司精细化雕琢每一颗产品,确保其拥有出色的品质与可靠性。截至目前,兆易创新的SPI NOR Flash产品累计出货量已突破270亿颗,全球市场占有率位列第二。此外, GD32 MCU累计出货量超过19.8亿颗,是中国32位通用MCU的信赖之选。  GD25LF512MF SPI NOR Flash产品,  以出色性能领航储存市场  兆易创新推出的供电电压为1.8V、容量为512Mb 的GD25LF512MF SPI NOR Flash产品成为需要大容量、高数据吞吐量储存器应用的理想选择。凭借高安全与高可靠的特性,产品能够满足工业、车载、计算机以及网通等相关应用领域的严苛要求。  该产品支持单通道、双通道、四通道STR以及四通道DTR指令集,其最高时钟频率STR达到166MHz,DTR达到104MHz,数据吞吐率为104MB/s,同时,片上配备DQS和DLP功能,为高速系统设计提供了保障,可以满足高效率的代码数据读取需求。在安全性方面,GD25LF512MF支持高级密钥保护读写数据,为数据安全构筑了坚固的防护盾。并且内置ECC算法与CRC校验功能,大幅提升了产品的可靠性。此外,启动时的安全自检功能也进一步增强了产品的功能安全性。  此次荣获“十大中国IC设计公司”和“年度最佳存储器”的殊荣,是业界对兆易创新芯片设计卓越能力的高度肯定与权威背书。展望未来,兆易创新将继续践行“科技创新,赋能美好生活”的企业使命,通过前瞻性的技术布局与高品质的产品和服务,紧密贴合客户需求,与业界同仁携手并进,共同推动半导体行业的持续发展。
2025-03-28 10:15 reading:255
兆易创新:解锁扫地机器人里的智慧“芯“动力
  近年来,机器人的应用领域和形态发展相当快,从家庭、餐厅、到购物中心、酒店,再到仓储物流、工业装备制造,几乎无处不在。尤其值得关注的,是近年来机器人正逐渐从自动化向智能化、自主化蜕变,具备自我学习能力的智能机器人正在颠覆人类对机器人的传统认知。  根据《智能机器人行业技术产业发展白皮书(2023版)》,2022年全球智能机器人市场规模超过500亿美元,2024年将超过660亿美元。这其中,随着中国工业数字化转型不断深入,中国智能机器人市场规模预计在2024年将达到251亿美元,CAGR达到20%。工业机器人、服务机器人、特种机器人占全球比例将达到50%、35%和24%。  智慧服务机器人迎来黄金十年  早在2017年,中国信息通信研究院、IDC国际数据集团和英特尔就共同发布了《人工智能时代的机器人3.0新生态》白皮书。在书中,机器人的发展历程被划分为机器人1.0、机器人2.0、机器人3.0三个时代,对机器人的描述也从“对外界环境没有感知,只能单纯复现人类的示教动作,在制造业领域替代工人进行机械性的重复体力劳动。”逐步进化为“除了具有感知能力实现智能协作,还具有理解和决策的能力,达到自主的服务”和 “在90%,甚至95%的情况可以自主完成任务”。  这是一种类似互联网的多级火箭发展模式,第一阶段——关键场景,把握垂直应用,提高场景、任务、能力的匹配,提高机器人在关键应用场景的能力,扩大用户基础;第二阶段——人工增强,通过加入持续学习和场景自适应的能力,延伸服务能力,取代部分人力,逐步实现对人的替代,让机器人的能力满足用户预期;第三阶段——规模化,通过云-边-端融合的机器人系统和架构,让机器人达到数百万千万级水平,从而降低价格成本,实现大规模商用。  根据中国GB/T 39405 2020标准,目前机器人可分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。其中,服务机器人的应用场景复杂、与人交互密切、市场潜力巨大,对智能化升级最为迫切。数据显示,2023年中国服务机器人市场规模达到约600.16亿元,近五年年均复合增长率达32.41%。而全球机器人市场规模预计将在未来10年内增长近10倍,到2030年全球机器人市场规模将达1600亿至2600亿美元。  而在众多细分领域中,扫地机器人又是当前应用范围最广、销量最大的服务机器人。  中商产业研究院发布的《2024-2029年中国扫地机器人行业市场前景预测及未来发展趋势研究报告》显示,2019年至2020年是扫地机器人高速发展的阶段,零售量均超过600万台,此后2年扫地机器人零售量有所下滑。2023年扫地机器人销售回暖,零售量为458万台,同比增长4%。2024年1-4月扫地机器人零售量102万台,同比增长17%。中商产业研究院分析师预测,2024年中国扫地机器人零售量将达525万台。  因此,近年来,国家也出台了一系列政策文件来支持扫地机器人行业的发展。例如,《关于推动轻工业高质量发展的指导意见》《“机器人+”应用行动实施方案》《“十四五”机器人产业发展规划》《关于促进绿色智能家电消费若干措施的通知》等文件提出促进智能家电消费,推动机器人发展,为扫地机器人行业的发展提供了有力支持。  兆易创新扫地机器人解决方案  作为智能生活终端,扫地机器人的核心竞争力依托于所选择的芯片解决方案,同时结合软件算法的协同发挥,最终呈现出产品整体的卓越表现。兆易创新是一家坚持“多元化布局”战略的公司,旗下电机驱动、电源管理、锂电池充电、信号链,以及微控制器(MCU)与闪存(Flash)等芯片产品,已在扫地机器人行业的领军品牌中实现了广泛应用。  扫地机器人的核心系统主要分为以下六大类,每一部分都融入了兆易创新芯片的身影:  1.移动系统  通过有刷电机驱动芯片实现行走轮灵活移动与精准避障转向能力,当遭遇门槛、地毯等障碍物时,自动调整并抬升底盘以顺利跨越,从而在复杂的室内环境中执行全面细致的清扫任务。  推荐选型:有刷电机驱动芯片GD30DR300x  GD30DR300x 是一款集成电流检测、故障保护等功能的有刷电机驱动器,支持两路逻辑控制,集成了4个大电流MOSFET组成的双向控制电路,电机速度可通过PWM控制,频率最高可达200KHz,支持宽电压输入范围4.5-45V,最大峰值电流6A,且具备过流保护(OCP), 过热保护(TSD),欠压锁定(UVLO)和防MOSFET直通等安全保护功能。该产品规格几乎适用于目前所有类型的扫地机系统需求,尤其是机器人行走轮电机控制方案需求, 比如前转、后转、堵转检测等功能,还用于避障电机、抬升电机、雷达旋转等。  2.清洁系统  电机控制芯片控制边刷与主刷的旋转速度和力度,还有拖地抹布(扫拖一体)的擦拭强度,确保清洁效果既彻底又节能,还可以控制拖地水泵的出水量,确保拖地效果均匀且不留水渍。电机控制芯片与算法紧密结合,实现强吸尘的同时,尽可能降低运行噪音。  推荐选型:有刷电机驱动芯片GD30DR300x  主要应用在水泵,电解水模块。  推荐选型:无刷电机驱动芯片GD30DR8306  /8413  该产品系列集成了三个可单独控制的半桥驱动器,宽电压输入范围4.5-30V,其中GD30DR8413集成了功率级,峰值驱动电流高达3A。此外还集成了用于提供高压侧栅极驱动电流的稳压自举电路、集成电源欠压锁定、过温保护、预防MOSFET直通等保护功能,可防止集成电路和系统因发生故障而损坏。主要应用于扫地机器人主刷、边刷、吸尘等无刷电机场景中。  3.电源管理系统  包括有锂电池充电、放电控制(MOS控制,电池直供)、AFE、电量计等,卓越的电源管理能够显著提升设备的续航能力。  推荐选型:锂电池充电芯片GD30BC2501  扫地机器人是四节锂电池串联使用的典型应用场景,充电管理芯片会在扫地机器人主板上或在充电坞上,负责对锂电池充电曲线进行管理,以实现高效,安全的充电。GD30BC2501可为4/6节锂电池充电,宽输入电压高达32V; 支持预充,恒压和恒电等充电功能,支持最高5A的开关充电。提供过流保护,电池过温欠温保护,过压欠压保护,热关机等安全保护措施;充电效率高达95%。  推荐选型:DC-DC降压芯片GD30DC1350  /1500  该产品常被用于一级降压电路,其最大输入电压28V/40V,输出电流为3A。  推荐选型:LDO芯片GD30LD2000/2010  /240x  该系列LDO Low Iq的特性可以满足扫地机器人在待机状态的低功耗需求。其中,GD30LD2000/2010主要用于二级降压电路,最大输出为300mA和500mA, GD30LD2000轻负载时静态电流为0.8uA,±2% 输出电压精度,<0.1uA关断电流;有热关断保护和限流保护;GD30LD240x是高压低功耗的高性能LDO,输入电压可达36/45V,输出电流范围为250mA~350mA,常用于一级降压电路。  推荐选型:信号链芯片GD30AP321/358  /324、GD30AP8631、GD30CP331  GD30AP321/358/324为通用运放、GD30AP8631为中高速运放和GD30CP331为通用比较器,可实现外部检测电机电流,并将检测结果反馈给MCU芯片。  4  感知系统  为了精准识别环境、规避障碍并高效导航,扫地机器人集成了包括陀螺仪、超声波传感器、DTOF(直接飞行时间)测距传感器、红外线传感器及LDS(激光测距传感器)等多类感知元件。这些高精度传感器的协同工作,依赖于高效的数据处理芯片,以实现环境信息的即时捕捉与精准解析。  推荐选型:超值型MCU系列芯片GD32E230  /E235和GD32F3x0  GD32E230/E235基于Cortex®-M23内核, 主频达到72MHz,配备了16KB到128KB的嵌入式闪存及4KB到16KB的SRAM, 静电防护和抗干扰能力强,具备高可靠性,可应用于加速度传感器、霍尔传感器、超声波传感器等。  GD32F3x0基于Cortex®-M4内核,通用入门款超高性价比芯片,性能优异,外设丰富,主频高达72/84/108MHz, 配备16至128K Flash,4至16K SRAM,可用于LDS激光测距传感器数据采集,处理和控制决策等;  GD32E230/E235以及GD32F3x0系列芯片产品保持了完美的软件代码和硬件管脚兼容性,开发者可根据实际系统需求灵活地进行选择切换。  5.控制系统  MCU与SoC等主控芯片不仅需承载复杂的算法运算,还需协调各功能模块的无缝对接。结合数据存储支持,主控芯片负责解析感知数据,制定导航清扫策略,并实时调整机器状态,确保清扫任务的高效执行。  推荐选型:主流型MCU系列芯片GD32F30x和高性能MCU系列芯片GD32E50x  GD32F30x 基于Cortex-M4内核,通用主流款芯片,主频最高120MHz,搭配128至3072KB Flash, 48-96KB SRAM,集成丰富的互联接口,如UART,SPI,QSPI,I2C,I2S,SDIO, CAN,USB OTG FS,EXMC和Ethernet,可对多个独立模块进行高效且灵活的控制,满足复杂系统开发需求。  GD32E50x基于Cortex®-M33内核, 主频最高180MHz,搭配128KB到512KB Flash,80KB到128KB SRAM,支持Dual bank读写同步操作,配备硬件三角函数加速器TMU,提高数学运算的处理效率,支持多路高精度PWM信号输出,集成高性能ADC和高速比较器,进一步增强外设连接性(USB OTG HS,CAN FD, SQPI等),具有高抗噪性(ESD 6Kv)。非常适用于数据密集、算法密集、传输密集的高精度工控和消费类应用场景。  推荐选型:GD25/55系列SPI NOR Flash  GD25/55系列SPI NOR Flash容量覆盖广,时钟频率支持133MHz及以上,IO接口支持1线/2线/4线/8线,以及支持DTR功能,NOR Flash多与扫地机的语音模块、雷达模块进行搭配。  推荐选型:GD5F系列SPI NAND Flash  GD5F系列SPI NAND Flash,容量支持1Gb/2Gb/4Gb,时钟频率133MHz,内置ECC功能,一般搭配SoC方案用于扫地机的导航模块。  推荐选型:GDQ系列DDR4和GDP DDR3L  GDQ系列DDR4,容量支持4Gb/8Gb,速率2400/2666/3200Mbps  GDP系列DDR3L,容量支持2Gb/4Gb,速率1866/2133Mbps  用作于SoC方案的主存储器。  6.基站系统  一般具备自动集尘,自动上下水,抹布清洁,烘干以及抑菌功能,进一步减少家务劳动,解放双手。  推荐选型:有刷电机驱动芯片GD30DR300x  主要应用在水泵、烘干,热风除菌等系统。  推荐选型:超值型MCU系列芯片GD32E2305  /E23和GD32F3x0  用作基站系统控制芯片。  综上所述,兆易创新凭借全方位的技术布局,出色的产品性能,丰富完备的生态系统,及时的支持服务响应,在当前的扫地机器人应用领域已占据了重要的市场地位。展望未来,兆易创新也将继续推陈出新,进一步推动该领域智能化发展进程。
2025-03-19 09:44 reading:258
兆易创新推出GD25NE系列SPI NOR Flash:专为1.2V SoC打造,双电压供电助力读功耗减半
  兆易创新今日宣布推出专为1.2V SoC应用打造的双电压供电SPI NOR Flash产品——GD25NE系列。该系列产品无需借助外部升压电路即可与下一代1.2V SoC实现无缝兼容,此产品的面世将进一步强化兆易创新在双电压供电闪存解决方案领域的战略布局。凭借更高的性能和更低的功耗,GD25NE系列可充分满足市场对于先进嵌入式存储解决方案日益增长的需求,成为智能可穿戴设备、医疗健康、物联网、数据中心及边缘人工智能应用的理想选择。  GD25NE系列SPI NOR Flash的核心供电电压为1.8V,IO接口电压为1.2V,支持单通道、双通道、四通道、双沿四通道模式,最高时钟频率为STR 133MHz,DTR 104MHz。GD25NE系列的写入时间典型值为0.15ms,扇区擦除时间为30ms,其与常规1.2V单电压供电的Flash解决方案相比,数据读取性能提升了20%,写入速度提升60%,擦除时间缩短30%。凭借这些技术优势,GD25NE系列成为新兴嵌入式应用的卓越之选。  为进一步满足能耗敏感型应用的需求,GD25NE系列采用超低功耗设计。其深度睡眠功耗电流低至0.2µA,在双沿四通道104MHz频率下的读取电流低至9mA,擦写电流低至8mA。与传统的1.8V Flash解决方案相比,GD25NE系列的1.2V IO接口设计可将功耗降低50%。这一优化的电源架构不仅显著提升了能效,还保持了Flash器件的高性能表现,同时简化了SoC的系统设计。  “GD25NE系列作为双电源SPI NOR Flash品类的代表,实现了高性能与超低功耗的完美平衡,”兆易创新副总裁、存储事业部总经理苏如伟表示,“凭借显著降低的功耗、更快的读取速度以及更高的擦写效率,GD25NE系列能够满足新一代1.2V SoC持续演进的需求。未来,兆易创新还将不断拓展双电源SPI NOR Flash的产品组合,致力于为客户提供更高效、更可靠、更前沿的闪存解决方案,助力创新应用的发展。”
2025-03-12 11:15 reading:288
兆易创新:网络摄像头方案探索
  摄像头行业发展与产品创新  根据Omdia估计,2023年全球安防摄像头市场(高清模拟摄像头、网络摄像头、防爆摄像头和热成像摄像头)总体发货量约为1.9亿台,预计到2028年,总体发货量将达到2.6亿台。2023年,中国的发货量占据了全球摄像头市场的近56%。随着市场的不断扩张,预计到2028年,中国市场的发货量将增长至约1.5亿台,年均复合增长率达到7.0%。       安全防范产品行业协会组织编制的《中国安防行业"十四五"发展规划(2021-2025年)》提示,"十三五"期间,据中安协初步统计:到2020年底我国安防企业达到3万余家,从业人员170多万人;2020年安防行业总产值约达到7950亿元,实现增加值约为2650亿元,"十三五"期间年均增长率达到了10%以上。在行业总产值中,视频监控约占55%。"十四五"期间安防市场年均增长率达到7%左右,2025年全行业市场总额达到1万亿元以上。  我国安防摄像头的技术演进以及发展阶段:  2019年以前,以“安全“为驱动力,在公共服务事业领域呈现指数级增长,但目前该领域市场渗透率趋近饱和。  2019年之后,以“连接“和”计算“为驱动力,软件(算法和系统)结合硬件(芯片),从高清摄像头向智能摄像头升级,商用和家用产品市场份额持续攀升。  网络摄像头(IP Camera,简称IPC)是将视频信号经过数字化处理后,通过网络进行传输,实现远程监控的设备。近年来,网络摄像头领域备受瞩目的几大核心功能趋势包括:  1. AOV(Always on Video)  采用基于超低功耗内存的快速启动待机技术,AOV成功实现了7×24小时不间断的全天候录像能力。这一技术有效弥补了传统低功耗IPC在PIR传感器未触发期间无法记录影像的缺陷,在保持极低能耗的同时,能够更接近常规电源设备的使用体验。  2. 黑光  基于高感光度图像传感器,结合AI-ISP成像体系,能够在低至0.0005 Lux(照度计量单位)的极端微弱光线环境中,依然保持图像的全彩显示,无需额外补光设备。从“星光”到“超星光”的跨越,再到如今“黑光”技术的问世,标志着在复杂光照条件下对图像解析力、质量和稳定性的不断追求和突破。  3. 枪球一体  枪型摄像头一般具有较为固定的视角范围,适合在一定区域范围内进行重点追踪监控;球型摄像头可以通过云台的旋转和移动来360°调整视角,监控范围更加广阔;而枪球一体联动双摄摄像头,顾名思义,是结合枪型摄像头和球型摄像头的优势特点,一台设备兼顾全景和细节。  兆易创新IPC解决方案  作为网络摄像头产业上游关键力量,芯片供应商在IPC解决方案中发挥了举足轻重的作用。其中,兆易创新在存储、MCU,以及模拟芯片有着多年深厚技术积淀,不仅满足了当前主流网络摄像头设备的功能性能,以及可靠性和安全性等方面的多维度需求,还为下一代产品创新提供坚实有力的支撑。  依据实际的监控场景,网络摄像头通常有四类供电方式:  (1)电池供电  该方式依赖内置的锂电池组提供电力,无需额外连接电源插座,常用于外部供电不便且功耗较低的摄像设备。  (2)POE(Power Over Ethernet)供电  通过一根以太网线就能同时完成数据传输和电力供应,安装简便,布线成本低,设备位置灵活,不受电源插座位置的限制。  (3)电源适配器供电  选用具有适合电压电流范围的AC/DC电源适配器进行独立供电,稳定性好,广泛适用于各类电源规格的设备。  (4)太阳能设备供电  通过太阳能板高效地将太阳能转化为电能,并借助最大功率点追踪(MPPT)技术提高太阳能电板的输出效率,随后将电能存储在电池中,以此为网络摄像头提供持久且稳定的电力供应,充分利用了可再生能源,减少了碳排放,适用于户外、野外等有线供电不便的区域场景。  网络摄像头的电源树结构如图3所示,电池供电一般采用单节锂电池或者是双节锂电池,供电电压为4.2V或者8.4V,POE、电源适配器和太阳能设备供电的供电电压为12V,供电电流为2A/3A。首先通过一级升降压模块——GD30DC130X/135X系列DC-DC降压转换器,或GD30DC2301 DC-DC升压转换器,有效地将输入电压转换为3.3V、5V以及6至9V的多种稳定输出电压。随后,进一步经由二级降压单元处理,具体包括GD30DC110X系列DC-DC降压转换器以及GD30LD2010 LDO(低压差线性稳压器)芯片,以实现更为精细的电压调节,最终输出更低的电压等级,包括1.2V、1.5V和2.8V,以满足网络摄像头内部各组件的特定供电需求。  GD30DC130X/ DC135X系列DC-DC高效同步降压转换器芯片  ➤支持宽电压输入范围4.2-18V/25V,最低支持输出电压为0.6V  ➤输出电流为1A/2A/3A  ➤转换效率高达95%  ➤支持FCCM 和Pulse-Skip Mode模式切换  ➤支持过流、过压、过温和Hic-cup短路保护  ➤采用恒定接通时间(COT)架构,实现高压降压应用中的快速瞬态响应  GD30DC110X系列DC-DC高效同步降压转换器芯片  ➤支持输入电压范围2.5-6V,输出电压为0.6V-Vin  ➤输出电流为1A/1.2A/2A  ➤转换效率高达95%  ➤最高开关频率达到1.5MHz,duty cycle 可达100%  ➤支持FCCM 和Pulse-Skip Mode 模式切换  ➤支持过流、过压、过温和Hic-cup短路保护  GD30DC2301 DC-DC高频异步升压转换器芯片  ➤支持宽电压输入范围2.5-18V,最高输出电压可达36V  ➤支持最大输出电流为2A  ➤转换效率高达95%  ➤1MHz固定开关频率  ➤内部集成150mΩ Power MOSFET,输出恒定电流驱动多路LED灯  GD30LD2010 高PSRR、低压差线性稳压器芯片  ➤支持输入电压范围1.5-7V,输出电压范围为0.8-5V  ➤支持最大500mA的输出电流  ➤轻负载条件下静态电流仅为40uA  ➤高电源电压抑制比(PSRR):80dB@f =1KHz  ➤低输入输出电压差:520mV@500mA@VOUT=1.8V  ➤热关断保护,电流限流保护  以一台有线PTZ网络摄像头为例,通常来说它的硬件架构系统涵盖了多个关键组件,包括镜头、图像传感器、环境感知传感器、音频信号处理、视频编解码芯片、主控芯片、云台控制,以及USB、网络接口等多种有线接口等。  1. 镜头以及云台控制  镜头负责捕捉即时的图像信息,镜头的关键参数包括视角、焦距、光圈等,光圈决定进光量,焦距影响拍摄距离,视角关乎监控范围。  云台(PTZ,即Pan/Tilt/Zoom-全景/倾斜/缩放)功能允许用户远程精确地控制云台和镜头的动作,实现监控画面的全方位移动和细节放大,以便更细致地观察监控区域的细节。这一功能在需要大范围监控和精确追踪目标的场景中尤为重要。  GD30DR473X系列马达驱动芯片非常适用于实现镜头,IR-CUT双滤光片,以及PTZ马达控制的集成电机驱动器解决方案。  GD30DR4732是一款镜头电机驱动器芯片,通过电压驱动方式以及扭矩纹波修正技术,实现了超低噪声256细分微步驱动。最大驱动电流150mA,结合逻辑电路对驱动电路控制,可在实现光圈控制(IRIS)功能的同时,实现变焦(Zoom)和对焦(Focus)功能:  ➤调节光圈的大小可以直接影响图像的亮度和对比度,获得合适的曝光度,以适应不同的光线条件。  ➤变焦是通过改变焦距,从而改变视角大小,通过拉近(Zoom In)和推远(Zoom Out),来获得画面的放大和缩小。  ➤对焦是通过改变焦点位置与拍摄物体的距离来调整画面清晰度, 例如调成近焦(Focus Near)或远焦(Focus Far)。  GD30DR4730/4731是多通道电机驱动芯片,具备五路H桥驱动器,可驱动两个步进电机和一个直流有刷电机。其中步进电机驱动器支持整步进、1/2步进以及32/64/256细分微步进,可提供高达0.5A的驱动电流,具有多保护功能,欠压锁定 (UVLO),过流保护 (OCP) 和热关断 (TSD),典型的应用方案为:  ➤一路直流有刷电机驱动器用于IR-CUT双滤光片切换:白天切换为红外截止滤光片,画面图像不偏色。夜晚切换成全光谱滤光片,支持红外补光,提升了夜视清晰度。  ➤两路步进电机驱动器用于云台马达控制:通过正交SPWM模式来控制云台马达的上下以及左右方向的平稳移动和旋转。  GD30DR4730/4731比较适用于球型摄像机头等需要多轴旋转和调整角度,从而实现覆盖更广阔的监控区域的监控。对于枪型摄像机等监控角度和位置相对固定的机型,也可以采用GD30DR380X来实现水平和垂直移动控制。  GD30DR380X直流马达驱动芯片包含一路H桥驱动器,可驱动一个直流电机或螺线管等其他器件。输出驱动器块由配置为H桥的N沟道功率MOSFET组成,用于驱动电机绕组。内部电荷泵产生栅极驱动电压。该系列芯片具有PWM(IN/IN)输入接口,可提供高达1A的输出电流,可在0V至11V的电机电源电压下工作,控制逻辑可在1.6V至7V的电压轨上工作,提供过流保护、短路保护、欠压锁定保护和过温保护。  GD32F303Vx微控制器基于ARM® Cortex®-M4内核,工作频率高达120MHz,集成了多类外设功能,并采用LQFP100封装形式。当与GD30DR4730/4731,GD30DR380X马达驱动芯片协同工作,能够实现对镜头以及多路电机的统一高效控制。  内置48至96KB的SRAM以及256KB至3MB的Flash大容量片上存储器,为运行PTZ跟踪与控制算法提供了充足的资源。使系统能够针对锁定的目标执行视觉导向自动跟踪任务,通过精确控制云台的方位旋转,确保目标始终位于镜头视野的中心位置。此外,系统还能灵活调控镜头的变焦功能,从而捕获高分辨率的视频图像,进一步提升监控与追踪的精准度与细节表现力。  2. 环境感知  在市场需求的持续推动下,网络摄像头的智能化进程正在持续深度演进,智能化的基石在于打造一个全方位的感知体系,通过一系列传感器,监测并分析其运行环境中的每一个细微变化与动态信息,为后续的智能化处理与决策提供坚实的数据支撑。主要传感器模块包括:  ➤光线传感器  光线传感器来测量环境光照强度的变化,自动调节图像传感器的参数或切换到不同的工作模式,以确保在不同光照条件下都能获得高质量的图像。  ➤温湿度传感器  实时监测周遭环境的温湿度的变化,可以在监控视频上显示温度和湿度数据,也可以上传至云端,还可以根据实际条件设置触发警报。GD30TS100N/112N为高精度、低功耗的本地数字温度传感器,I2C控制接口,分辨率为12bit,测量精度为±0.5°C (–40°C to +125°C),工作电压为2.7-5.5V/1.4-5.5V,关断态电流低至0.3μA/1μA。  GD30TSHT30是一款本地温湿度传感器,I2C控制接口,分辨率为16bit,温度测量精度为±0.5°C (–40°C to +125°C),相对湿度精度为+3%RH,工作电压为2.2-5.5V。  ➤PIR传感器  低功耗网络摄像头平时处于低功耗的休眠状态以延长电池寿命或降低能耗。一旦有物体在摄像头的监控范围内移动,被动红外(PIR,Passive Infra-Red)传感器会立即感知并触发摄像头从休眠中唤醒,迅速启动录像或警报功能,实现对安全事件的即时响应。  3. 视频音频处理  将镜头采集到的光信号传给图像传感器(CCD/CMOS),经过光/电转换后,再进行模拟信号到数字信号的转换。随后,依据MPEG4、H.263、H.264、H.265或M-JPEG等视频编码标准,对数字信号进行高效的视频编码与压缩处理。完成这些步骤后,视频数据即可打包经由网络通信上传至指定存储位置。  网络摄像头自带麦克风收音和扬声器外放,既可捕捉周围环境中的声音,也可以播放语音指令和警告信息,实现远程监控人员与被监控区域之间的全双工语音通讯。音频通信模块包含麦克风运算放大器和扬声器运算放大器,通过ADC和DAC实现模/数和数/模信号转换,搭载DSP单元进行信号处理。特别值得一提的是,GD30AP72x系列1/2/4-ch低噪声运算放大器,凭借其低至1.8V至5.5V的宽泛工作电压范围,以及仅为8nV/√Hz@1KHz的超低输入电压噪声密度,为网络摄像头的音频通信质量提供了坚实的保障。  4. 主控芯片以及存储方案  主控芯片肩负着整个系统的控制和调度重任。当前网络摄像头的主控方案趋于采用SoC(系统级芯片)/MPU(微处理器单元),不仅具备强大的运算,存储和控制能力,还高度集成了各类专用模块,如内置了ISP(图像信号处理)和视频编码等核心功能等,能够简化开发,并灵活应对各类摄像机场景需求。  兆易创新NOR/NAND Flash与DRAM产品系列凭借其全面的规格覆盖、出色的性能表现、低功耗设计理念、卓越的产品质量以及高度的可靠性,成为了网络摄像头设备值得信赖的选择。
2025-02-27 13:27 reading:281
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