1020
當(dāng)今世界，所有的電子產(chǎn)品系統(tǒng)中都有一個非常不起眼、但卻非常重要的部件——實時時鐘（RTC，Real_Time Clock）系統(tǒng)，主要由RTC芯片與32K晶體配合實現(xiàn)。實時時鐘的作用是供精確的實時時間，或者為電子系統(tǒng)提供精確的時間基準(zhǔn)。
數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球RTC市場規(guī)模達到了104億元，預(yù)計2026年將達到150億元，年復(fù)合增長率(CAGR)為5.3%。但是，RTC芯片，特別是高精度的RTC主要被EPSON、NXP、RENESAS、MAXIM等國際大廠牢牢占據(jù)，其中，EPSON和NXP的市占率較高。特別是在2020年下半年全球缺芯爆發(fā)之后，RTC芯片也出現(xiàn)了嚴(yán)重的缺貨，國產(chǎn)替代的緊迫性也更為凸顯。
在8月5日召開的“第十二屆松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇”上，國產(chǎn)RTC芯片廠商廣東大普通信技術(shù)股份有限公司CTO田學(xué)紅透露，目前大普通信的RTC芯片已經(jīng)成功進入了多個世界500強客戶供應(yīng)鏈，批量出貨近千萬只。
大普通信——國產(chǎn)RTC芯片領(lǐng)域的“領(lǐng)跑者”
資料顯示，大普通信于2005年成立于東莞松山湖，是一家提供芯片、高穩(wěn)時鐘、時間服務(wù)器和射頻無源器件整體時鐘產(chǎn)品解決方案的供應(yīng)商。在公司成立之初，大普通信就投身于面向通信設(shè)備領(lǐng)域的時鐘產(chǎn)品解決方案的研發(fā)。在RTC芯片方面，跟隨著中國在4/5G通信領(lǐng)域的快速發(fā)展和領(lǐng)先，大普通信自2018年開始研發(fā)，短短數(shù)年時間就成功打破國外壟斷，目前已實現(xiàn)了全球領(lǐng)先。
在通信技術(shù)發(fā)展過程中，對時鐘技術(shù)的要求不斷提升，每一次通信技術(shù)的升級換代，都會帶來傳輸帶寬或傳輸速率大幅提升，這往往都會需要更高階的通信調(diào)制。而高階通信調(diào)制技術(shù)則帶來了對時鐘精度和噪聲更苛刻的需求。比如現(xiàn)在的通信調(diào)制大都采用了QAM調(diào)制（正交幅度調(diào)制），這是一種同時對相位和振幅的調(diào)制，目前最高已經(jīng)達到了1024QAM，即一個波形就可以表達2的10次方（1024）的數(shù)據(jù)（如下圖右下角的圖示，QAM引入了星座圖，星座圖上的每一個點都可以用一個夾角和該點到原點的距離表示），即10bit的數(shù)據(jù)。但是，因為發(fā)送一個符號所用的載波頻寬是固定的，發(fā)送時長也是一定的，點數(shù)越多意味著兩個符號之間差異就越小。因此對于時鐘的精度和噪聲也要求更苛刻。這就相當(dāng)于在一個本就極為短暫的通信波段內(nèi)，需要利用時鐘精確的將其按照時序劃分成1024個部分，以便于精確的識別每個點位，避免偏差。
經(jīng)過過去17年的發(fā)展，大普通信先后推出了一系列領(lǐng)先的高精度、低噪聲的時鐘器件。目前已經(jīng)擁有了全時鐘系列產(chǎn)品，包括同步時鐘等級國際標(biāo)準(zhǔn)（GR-1244-CORE）1級鐘、2級鐘、3級鐘、4級鐘。同時，大普通信還擁有基于IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)時鐘同步芯片和時鐘緩存器芯片。在打破了國外壟斷的同時，還實現(xiàn)了高水平的國產(chǎn)替代。目前大普通信的RTC芯片產(chǎn)品也已通過了各大行業(yè)頭部客戶的認(rèn)證，并進入批量交付。
“RTC是一項復(fù)雜的設(shè)計工程，它需要將晶體特性和芯片設(shè)計完美的結(jié)合起來，才能達到最佳性能狀態(tài)，設(shè)計門檻要求較高。我們公司雖然已經(jīng)做了17年了，但國際上的大多數(shù)同行做這塊都超過50年了，我們17年能夠做到現(xiàn)在這個程度，我覺得還是很自豪的。”田學(xué)紅說到。
△廣東大普通信技術(shù)股份有限公司CTO田學(xué)紅
國產(chǎn)車規(guī)級超高精度RTC芯片實現(xiàn)突破
在此次以“智慧出行”為主題的“第十二屆松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇”上，大普通信首次推出了兩款全新的車規(guī)級超高精度RTC芯片INS5A8900 & INS5A8804，再度打破了國外廠商（主要是EPSON和NXP）在車規(guī)級RTC芯片市場的壟斷，填補了國產(chǎn)車規(guī)級RTC芯片的空白。
過去多年通信市場主要是由于移動信通所帶動，而現(xiàn)在隨著手機市場發(fā)展的愈發(fā)成熟，這塊市場的增長也早已開始放緩。相比之下，車載通信技術(shù)卻才剛剛興起，未來市場空間極大。因此，大普通信近兩年也開始將目光投向了汽車通信市場。
田學(xué)紅認(rèn)為，雖然汽車是目前通信需求最復(fù)雜的終端產(chǎn)品，比如應(yīng)用場景復(fù)雜多樣，需求種類也很多，但是相比手機來說，汽車的體積更大、功耗要求更寬松，有更好的條件去支撐更高性能的通信指標(biāo)。此外，汽車自動駕駛也需要的高精度定位，而目前汽車自動駕駛主要依靠衛(wèi)星定位，但是衛(wèi)星信號容易受到外界環(huán)境因素的干擾。如果擁有高穩(wěn)定度的本地時鐘，則可以將干擾的異常數(shù)據(jù)糾正回來，確保定位精度的穩(wěn)定，再配合高性能的本地慣性導(dǎo)航，可以在各種復(fù)雜場景下保障定位精度在亞米級水平。在此背景之下，未來車載RTC系統(tǒng)的需求也將會迎來爆發(fā)式增長。
除了在車載通信、自動駕駛方面的應(yīng)用之外，RTC系統(tǒng)也是汽車內(nèi)多個系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能元件。比如汽車中控、儀表、音響、智能座艙、車載T-box、電池管理系統(tǒng)（BMS）、駕駛監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）、智能藍牙鑰匙等等。比如，RTC可以作為BMS系統(tǒng)的喚醒源之一，可以觸發(fā)BMS對自身工作模式（休眠、運行...）的管理；RTC也是SOC電池管理算法的輸入條件，可用于定期對SOC進行修正；RTC也可以提供精準(zhǔn)的日歷時間，為BMS提供歷史數(shù)據(jù)和故障信息對應(yīng)的時間坐標(biāo)。
“BMS系統(tǒng)有充電、放電等各種各樣不同的值，這些東西需要SOC不斷用算法對電池的電量進出和不斷地管理。這個時候RTC系統(tǒng)就可以幫助系統(tǒng)進行修正和調(diào)節(jié)，不然長期的誤差積累下去，會導(dǎo)致BMS系統(tǒng)出現(xiàn)巨大的偏差，充電、放電都可能會產(chǎn)生危險。另外BMS系統(tǒng)里面有時候可能會存在異常，這可能會導(dǎo)致產(chǎn)品風(fēng)險。這個系統(tǒng)里面只有RTC是永遠工作的，所以RTC可以始終在這里面保持監(jiān)測，有問題可以及時把BMS喚醒，或者讓BMS醒來之后，幫我們讀取事件。”田學(xué)紅進一步舉例解釋到。
此次大普通信推介的兩款全新系列的車規(guī)級超高精度RTC芯片當(dāng)中，INS5A8900系列是一款高精度（3.4ppm-5.0ppm）、低功耗（最低1.2μA）、車規(guī)級RTC芯片，內(nèi)置32.768KHz 晶振、高精度溫度傳感器以及溫度補償電路，可自動調(diào)整時鐘精度，還具有I²C通信接口，支持日歷（年、月、日、時、分、秒）和時鐘計時等多種功能。
INS5A8804系列也是一款高精度、低功耗、車規(guī)級RTC芯片，相比INS5A8900系列，最大的區(qū)別就是加入了監(jiān)測功能，監(jiān)測到有特殊事件發(fā)生時，可以即使進行記錄，最多可以記錄128個事件?？蛻艨梢愿鶕?jù)需要來監(jiān)測不同的事件。
據(jù)介紹，INS5A8900和INS5A8804系列針對的是行業(yè)替代需求，可以完美替代某進口競品，軟硬件均可完全兼容。并且在關(guān)鍵指標(biāo)測試和極限健壯性測試上表現(xiàn)更好，已經(jīng)達到了全球領(lǐng)先的水平。根據(jù)大普通信的計劃，這兩款芯片將會在今年11月量產(chǎn)。
“國產(chǎn)化”與“國際化”并行
需要指出的是，這兩款芯片是完全國產(chǎn)化的，包括從芯片到模組。田學(xué)紅表示，“時鐘類的器件有一個特點，我們很難依賴于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)系統(tǒng)來完成生產(chǎn)流程。在過去的時候，這個事情比較艱難，生產(chǎn)和制造設(shè)備主要被日系廠商控制，大普通信現(xiàn)在是前端的設(shè)計和后端制造全部都實現(xiàn)了自主，我們基本上不會受到太多制約性的東西。”
田學(xué)紅還強調(diào)，“大普通信致力于做開創(chuàng)性的產(chǎn)品，不是簡單做國產(chǎn)替代，我們雖然有去兼容國外廠商的產(chǎn)品，但那不是我們想要做的，而是行業(yè)必須要做到的。”
在積極推動國產(chǎn)化同時，大普通信也在持續(xù)走向“國際化”。“大普通信有近半的銷售額是來自海外市場，所以不單要國產(chǎn)化，還要國際化，不然海外的客戶也有顧慮。所以，大普通信做了雙向布局的，每一個供應(yīng)鏈上都是在日本、中國臺灣、大陸都有布局，全部都是雙備份的，目的是讓客戶不要出于任何政治的影響，我們的供應(yīng)鏈?zhǔn)前踩?，可以供?yīng)的。”田學(xué)紅解釋到。
據(jù)了解，大普通信目前除了國內(nèi)的布局之外，還在海外設(shè)立了研發(fā)中心和銷售&技術(shù)服務(wù)中心，并與中國臺灣地區(qū)、馬來西亞的外協(xié)廠建立了合作。國際化的研發(fā)、制造、銷售和技術(shù)服務(wù)，已為全球20 個國家、1700 家海內(nèi)外客戶提供了高品質(zhì)產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
作者：芯智訊-浪客劍
