挑戰(zhàn)TI C2000霸主地位:格見半導體推動工控DSP國產(chǎn)替代
在工業(yè)控制領(lǐng)域,數(shù)字信號處理器(DSP)的性能直接決定了系統(tǒng)的實時控制能力和可靠性。德州儀器(TI)的C2000系列芯片憑借其卓越的采樣、控制和功率管理能力,長期以來在全球工業(yè)控制市場占據(jù)絕對領(lǐng)導地位,廣泛應(yīng)用于能源、電源、工業(yè)自動化、汽車和軌道交通等高可靠性場景。然而,隨著近年來地緣政治變化和供應(yīng)鏈安全的日益重視,中國芯片行業(yè)加速推動國產(chǎn)替代,力求打破對國外核心技術(shù)的依賴。在這一背景下,格見半導體以RISC-V架構(gòu)為依托,推出了針對C2000系列的國產(chǎn)替代方案,展現(xiàn)了其在高端實時控制領(lǐng)域的創(chuàng)新實力。
2025年7月18日,在上海張江科學會堂舉行的第五屆RISC-V中國峰會嵌入式系統(tǒng)分論壇上,格見半導體的代表陳文斌發(fā)表了一場引人注目的演講,分享了公司在將RISC-V架構(gòu)的深度定制DSP控制器產(chǎn)品引入工業(yè)控制領(lǐng)域的最新進展。格見半導體成立于2022年,是一家專注于高端實時控制芯片的初創(chuàng)企業(yè),業(yè)務(wù)覆蓋能源、電源、工業(yè)控制、汽車、機器人、家電及軌道交通等領(lǐng)域。公司擁有約100名員工,致力于打造完全自主的芯片解決方案,以替代德州儀器(TI)的C2000系列,這一在工業(yè)控制領(lǐng)域占據(jù)核心地位的芯片系列。
陳文斌在演講中首先介紹了當前的行業(yè)背景。過去三到五年,中國芯片行業(yè)掀起了國產(chǎn)替代的熱潮,尤其是在2025年美國政府政策調(diào)整及關(guān)稅變化的背景下,國產(chǎn)替代已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。C2000系列作為工業(yè)控制中從采樣、控制到功率管理的關(guān)鍵部件,是國產(chǎn)替代的最后一塊重要拼圖。格見半導體抓住了這一機遇,專注于開發(fā)與C2000系列硬件引腳兼容(Pin-to-Pin)、軟件平滑過渡的芯片產(chǎn)品,力求為客戶提供完整的解決方案。陳文斌坦言,打造一款完整的芯片產(chǎn)品絕非易事,需解決性能、可靠性及兼容性等諸多挑戰(zhàn)。
格見半導體的客戶主要面向中國市場,但其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于出口海外的能源、電源和工業(yè)控制領(lǐng)域。陳文斌指出,隨著中國企業(yè)在這些領(lǐng)域逐漸占據(jù)主導地位,知識產(chǎn)權(quán)的獨立性成為出海的關(guān)鍵考量。相較于依賴Arm架構(gòu)或反向工程指令集,格見選擇基于開源的RISC-V指令集架構(gòu),不僅規(guī)避了知識產(chǎn)權(quán)風險,還通過自主研發(fā)的核心IP增強了芯片的數(shù)字信號處理(DSP)能力。陳文斌強調(diào),RISC-V只是起點,格見在功率器件升級和實時控制性能提升方面投入了大量精力,尤其是在DSP處理能力和可靠性上持續(xù)優(yōu)化,以滿足行業(yè)長期發(fā)展的需求。
在產(chǎn)品開發(fā)上,格見半導體以TI的C2000系列為標桿,已實現(xiàn)0039、0049型號的量產(chǎn),并推出了更新的135和157型號。陳文斌表示,格見的產(chǎn)品上市時間僅比TI晚6到12個月,這一速度在成立僅三年的公司中尤為突出。為確保知識產(chǎn)權(quán)的獨立性,格見采取“能買則買,不能買則自研”的策略,核心IP均為自主研發(fā)或授權(quán)獲得,確保產(chǎn)品在全球市場無知識產(chǎn)權(quán)障礙。目前,格見的芯片已在高鐵、地鐵、電網(wǎng)和核電等高可靠性場景中實現(xiàn)小規(guī)模應(yīng)用。例如,一列高鐵可能使用20顆芯片,每顆價值一兩百元,盡管數(shù)量不多,但其在關(guān)鍵系統(tǒng)中的價值不可估量。
在技術(shù)細節(jié)上,格見半導體在DSP開發(fā)上展現(xiàn)了顯著優(yōu)勢。陳文斌介紹,公司與國內(nèi)合作伙伴芯來科技合作,開發(fā)了基于RISC-V的處理器,擴展了超過500條定制指令,針對工業(yè)控制和電機領(lǐng)域的算法特性進行了深度優(yōu)化。這些指令涵蓋了電流環(huán)路計算、典型算法庫以及電網(wǎng)并網(wǎng)所需的三角函數(shù)計算等關(guān)鍵功能。例如,在實時控制場景中,一個控制環(huán)路每秒需調(diào)整10次,涉及大量復雜計算,格見的定制指令大幅降低了計算開銷,使環(huán)路性能提升顯著。在逆變器場景中,格見芯片的負載率僅為27%,遠低于TI的90%,整體性能提升約30%。此外,格見芯片的主頻可達TI的2至3倍,為未來10年以上的產(chǎn)品生命周期預留了充足的性能空間。
在電機伺服應(yīng)用中,格見芯片同樣表現(xiàn)優(yōu)異。針對復雜的空間矢量控制(SVC)和電壓/頻率(V/F)模式,格見的芯片在相同條件下性能提升約25%。陳文斌指出,電力電子領(lǐng)域的芯片生命周期通常超過10年,因此格見在設(shè)計時充分考慮了長期的性能需求,確??蛻舢a(chǎn)品在未來仍具競爭力。此外,公司還在開發(fā)符合車規(guī)標準的芯片,進一步拓寬應(yīng)用場景。
生態(tài)建設(shè)是格見半導體的另一重點。陳文斌坦言,盡管RISC-V技術(shù)已相當成熟,但客戶對其穩(wěn)定性和生態(tài)成熟度仍存疑慮。為此,格見投入大量資源完善工具鏈、軟件支持和工程化能力,通過實際性能和可靠性贏得客戶信任。目前,格見已與工業(yè)控制領(lǐng)域約200家頭部客戶中的近一半建立合作關(guān)系,并計劃在2025年底導入400家客戶,到2026年底達到1000家。陳文斌強調(diào),RISC-V的推廣不僅關(guān)乎性能,還需在工程化和產(chǎn)品化上下功夫,格見正通過持續(xù)努力在這條賽道上站穩(wěn)腳跟。
在演講的最后,陳文斌分享了格見半導體的企業(yè)愿景。除了追求商業(yè)成功,公司更希望通過技術(shù)創(chuàng)新為行業(yè)和社會創(chuàng)造更大價值。陳文斌表示,格見的目標不僅是替代TI的C2000系列,而是通過RISC-V架構(gòu)和自主IP,助力中國芯片行業(yè)在全球市場占據(jù)一席之地。