從概念到面市，步步凝聚智慧

摘要：本文以上海海爾的電容觸控IC誕生為例，展示了本土IC企業(yè)一款全新產(chǎn)品上市需要經(jīng)歷的復(fù)雜過(guò)程，包括想法產(chǎn)生、產(chǎn)品定義、設(shè)計(jì)、制造和銷售等環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：上海海爾；觸控；抗干擾；設(shè)計(jì)

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.10.004

眾所周知，一款新產(chǎn)品的面世，從想法產(chǎn)生，到市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品定義、設(shè)計(jì)、制造、行銷等諸多環(huán)節(jié)，需要精心布局，力圖做到最好（技術(shù)未必最高），才能居于競(jìng)爭(zhēng)的不敗之地。

不久前，本土MCU（單片機(jī)）領(lǐng)軍企業(yè)——上海海爾集成電路（以下簡(jiǎn)稱上海海爾）推出了HC540/548芯片，可為3.5～7英寸屏提供多點(diǎn)觸控電容屏方案。那么，上海海爾的觸控IC誕生經(jīng)歷了怎樣的過(guò)程？為此，我們?cè)L問(wèn)了公司副總經(jīng)理潘松和銷售總監(jiān)唐群。

想法產(chǎn)生

上海海爾想做這款芯片，主要出于兩方面的考慮。

一方面，智能手機(jī)和平板電腦流行，而多點(diǎn)觸控是智能手機(jī)和平板電腦的人機(jī)交互的主要方式。另外，隨著互感電容屏良率的提升，模組成本的進(jìn)一步下降，低端市場(chǎng)也會(huì)向多點(diǎn)觸控轉(zhuǎn)變，預(yù)計(jì)電容式觸控IC將成為市場(chǎng)主流。

再有，觸控IC領(lǐng)域的進(jìn)入是需要一定的技術(shù)基礎(chǔ)的，例如對(duì)抗干擾性有嚴(yán)格的要求。上海海爾在MCU抗干擾領(lǐng)域已有多年經(jīng)驗(yàn)，并擁有成熟的電力線載波通信技術(shù)。同時(shí)，公司還擁有獨(dú)立開(kāi)發(fā)相應(yīng)支持工具、軟件、仿真平臺(tái)的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)。因此，做觸控IC可謂“水到渠成”。

產(chǎn)品定義

優(yōu)異的抗干擾性能

上海海爾的很多產(chǎn)品適用于惡劣的工作環(huán)境，例如高溫、高濕、高壓、嚴(yán)重的電磁干擾等。在長(zhǎng)期的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、客戶服務(wù)過(guò)程中，該公司已積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而這些經(jīng)驗(yàn)在觸控芯片的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，有力地幫助了其在產(chǎn)品定義階段的每個(gè)環(huán)節(jié)去除干擾。例如，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，會(huì)遇到如下情況：

針對(duì)不同的干擾源建立準(zhǔn)確的模型，尋求有效的解決方案；

在芯片的架構(gòu)定義時(shí)，軟硬件統(tǒng)一規(guī)劃，以較低的成本來(lái)濾除干擾；

版圖設(shè)計(jì)階段從Floorplan（平面圖）開(kāi)始，來(lái)進(jìn)行芯片的布局，添加有效的防護(hù)電路；

芯片的Firmware（固件）設(shè)計(jì)中，進(jìn)行安全編碼，以應(yīng)對(duì)各種可能出現(xiàn)的情況。

以上各項(xiàng)工作綜合在一起，幫助芯片達(dá)到高抗干擾的目標(biāo)。直接體現(xiàn)在客戶體驗(yàn)方面，就是既能適應(yīng)多種充電器，又能滿足防水、防電磁干擾性能要求。比如，在防水霧性能上，采用上海海爾IC能直接方便地使用，完全不需要其他IC產(chǎn)品通常要求的重置開(kāi)機(jī)設(shè)置。

客戶優(yōu)先的產(chǎn)品理念

從產(chǎn)品定義開(kāi)始，優(yōu)先滿足各層次客戶的需求是主題，包括屏廠、IDH（獨(dú)立設(shè)計(jì)公司）、終端品牌廠。

現(xiàn)在產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，不單純是技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，還是服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)。包括上海海爾在內(nèi)的很多本土廠商，在許多領(lǐng)域通過(guò)解決客戶的實(shí)際問(wèn)題，找到了發(fā)力點(diǎn)，在不斷成長(zhǎng)壯大。

以觸控芯片為例，屏廠的需求是什么？在滿足客戶指標(biāo)性要求的前提下，芯片還需要穩(wěn)定可靠、容易調(diào)試、容易測(cè)試、適用范圍廣、總成本最低。圍繞著屏廠的這些需求，公司在各個(gè)環(huán)節(jié)做了大量的工作。

穩(wěn)定可靠。在產(chǎn)品生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)精益求精，以保證產(chǎn)品應(yīng)用在汽車、白色家電、工業(yè)控制等要求極其嚴(yán)苛的領(lǐng)域。

容易調(diào)試，提供各種配套工具來(lái)簡(jiǎn)化用戶應(yīng)用工作，從芯片配置、參數(shù)配置、模組測(cè)試等方面提供簡(jiǎn)單易用的軟件來(lái)輔助客戶工程師。

容易測(cè)試。包括FPC（功率因數(shù)校正）、模組等各種測(cè)試工作。公司在產(chǎn)品定義階段就充分考慮了這些工作對(duì)于合作伙伴帶來(lái)的負(fù)擔(dān)，通過(guò)在芯片內(nèi)增加電路（或者說(shuō)是增加自己的成本）的方式，來(lái)幫助合作伙伴方便地進(jìn)行測(cè)試。

容易生產(chǎn)及維護(hù)。這兩款芯片提供了Flash（閃存）供用戶存儲(chǔ)配置信息，一般在3秒鐘完成配置的下載及檢驗(yàn)。

使用范圍廣，對(duì)于市場(chǎng)上幾乎所有的工藝方式（絲印，黃光，鐳射），實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)（G+G，G+F，G+F+F，OGS等），各種ITO圖形，上海海爾的觸控芯片可以統(tǒng)一的方式支持。

總成本最低，包括調(diào)試的成本低，BOM（物料清單）成本低，測(cè)試成本低，無(wú)錯(cuò)報(bào)漏報(bào)支持成本低等。

設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

高抗干擾芯片看起來(lái)容易，實(shí)現(xiàn)起來(lái)要面臨很大的挑戰(zhàn)。譬如ESD（靜電放電）、EMC（電磁兼容）、EMI（電磁干擾），如何針對(duì)各種干擾建立準(zhǔn)確的模型、選取合適的電路結(jié)構(gòu)，DSP的功能如何實(shí)現(xiàn)，軟硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)，版圖如何實(shí)現(xiàn)，所有這些綜合在一起，并經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐、總結(jié)、循環(huán)多次之后，才可實(shí)現(xiàn)高抗干擾。

事實(shí)上，在2000年公司成立伊始，上海海爾就組建了專門的FA（現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用）部門及實(shí)驗(yàn)室，持續(xù)地對(duì)客戶端出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)各種系統(tǒng)級(jí)、芯片級(jí)的試驗(yàn)來(lái)找到每個(gè)問(wèn)題的根本原因，從而在后續(xù)的芯片上徹底解決這些問(wèn)題。今天，隨著工藝不斷進(jìn)步，線寬不斷變窄，器件越來(lái)越小，很多問(wèn)題還要通過(guò)與合作廠商合作、調(diào)整工藝參數(shù)來(lái)達(dá)到。

芯片的競(jìng)爭(zhēng)看起來(lái)是硬件，實(shí)質(zhì)是各種因素的綜合競(jìng)爭(zhēng)。在開(kāi)發(fā)及推廣MCU產(chǎn)品的過(guò)程中，上海海爾還建立了完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)了完全獨(dú)立的從C編譯器開(kāi)始的各種軟硬件工具，及針對(duì)各種應(yīng)用領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力，這些能力在觸控芯片的應(yīng)用環(huán)節(jié)起到了極大的推動(dòng)作用。

表1 上海海爾觸控芯片選型表

流片/制造

作為Fabless（無(wú)半導(dǎo)體生產(chǎn)線的公司），上海海爾需要依靠第三方合作伙伴來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)及封裝測(cè)試。公司一貫宗旨是品質(zhì)優(yōu)先，即使是在對(duì)品質(zhì)要求相對(duì)較低的領(lǐng)域，譬如一些消費(fèi)類產(chǎn)品，顧客對(duì)于產(chǎn)品的價(jià)格非常敏感，也要做全測(cè)、全檢，以及客戶端現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題全分析。上海海爾堅(jiān)信，任何對(duì)于品質(zhì)的忽略，最終遭受懲罰的是產(chǎn)業(yè)鏈條上的所有環(huán)節(jié)，包括從芯片廠商到終端廠商。因?yàn)檫@不是一個(gè)健康的模式，不健康就不會(huì)長(zhǎng)久。因此即使暫時(shí)承受價(jià)格及成本壓力，公司也始終將品質(zhì)放到最高優(yōu)先級(jí)。

渠道營(yíng)銷

在銷售渠道上，上海海爾非常重視代理商。因?yàn)榇砩淘谑謾C(jī)、平板電腦和屏模組方面有豐富的客戶資源，可迅速打開(kāi)觸控IC的市場(chǎng)通道。比如，中國(guó)電子器件工業(yè)有限公司下屬的中電創(chuàng)新，作為本土最有實(shí)力的電子元器件分銷商之一，在手機(jī)、電表、工控、智能移動(dòng)終端等產(chǎn)品領(lǐng)域具有多年的銷售和技術(shù)支持經(jīng)驗(yàn)。大家很快達(dá)成合作共識(shí)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。公司給代理商提供定期的技術(shù)培訓(xùn)和完備的工具平臺(tái)；代理商配備專職的FAE（現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師）支持，齊心合力，為客戶提供更好的服務(wù)。

未來(lái)愿景

目前上海海爾已量產(chǎn)針對(duì)3.5～7英寸主流市場(chǎng)的多點(diǎn)觸控IC，因?yàn)榭芍С侄喾N屏模結(jié)構(gòu)，其觸控IC可以適用于產(chǎn)品的未來(lái)提升，支持終端產(chǎn)品向7英寸以上的更大屏幕的延伸。

未來(lái)，上海海爾希望可以迅速在競(jìng)爭(zhēng)激烈的觸控市場(chǎng)中占有一席之地，同時(shí)立足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，為客戶提供完善的技術(shù)支持和服務(wù)，也是公司一貫堅(jiān)持的服務(wù)準(zhǔn)則。（王瑩）