传统PMOS正在被淘汰!这家国产芯片公司用“超级PMOS”重新定义开关

山清水秀 2026-06-01 趣味人生 54950
电子发烧友网报道(文/吴子鹏)“智能开关本质是一个集成了传感、存储、计算与执行功能的‘最小智能单元’。当万物皆智能成为趋势,边缘侧的每一个负载节点都需要这样一个可靠、智慧的‘电力开关’。”稳先微总经理宋利军的这一判断,揭示了这家公司在车规智能高边开关市场取得初步成功后,毅然迈向更广阔“非车”市场的底层逻辑。

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稳先微总经理宋利军

2026 年 5 月,稳先微发布 WSH4100S 系列智能高边开关系列,支持 4~100V 超宽工作电压范围。该产品进一步拓宽了智能开关的 高压应用区间,完美适配电动自行车、电动三轮车、电动助力车(Ebike)、电动轮椅、电动叉车、自动导引车(AGV)、景区无人车、物流配送车等诸多场景需求。

宋利军强调,WSH4100S 系列只是小试牛刀。在传承车规产品高可靠性、全保护、精准诊断的技术基因之余,稳先微针对消费与工业场景,将电压平台从车规领域主流的 12V/24V/48V,拓展至 60V、72V、100V,其未来还规划了面向固态继电器应用的 600V 及更高压平台,可充分适配“非车”领域更为复杂的供电环境。

传统PMOS的终局:边缘智能兴起,智能开关走向泛在化

消费电子工业控制智能家居等领域,传统 P 型 MOSFET(PMOS)分立方案长期占据市场主流—— 工程师大多采用传统 PMOS 搭配外围 驱动电路、检测 电阻等器件实现负载通断与保护功能,这套方案沿用了数十年。面对复杂的边缘智能场景,这种“分立拼凑式”方案存在根本性短板:不具备自诊断能力、缺少完善保护机制、整体体积偏大、使用寿命受限。

宋利军以扫地 机器人举例:智能化升级之后,设备内行走轮 电机、滚刷电机、风机等多路负载均需独立控制,传统方案要为每一路负载单独配置传统 PMOS、驱动电路、采样电阻与 运算放大器,不仅物料清单(BOM)复杂、整机故障率偏高,还无法实时识别电机堵转、器件过温等异常工况。

智能化时代,基于传统 PMOS 打造的方案,性能天花板是非常明显的。一方面,传统 PMOS 器件本身不具备 电流检测、温度感知、故障诊断与反馈能力,相当于在无防护的状态下运行,往往要等到器件损毁后,系统才能收到异常 信号,极易引发设备故障乃至安全事故;另一方面,设备智能化升级后,需要同时驱动更多的负载,对配电系统的可观测性与可管理性要求大幅提高。

在这一背景下,开关不再局限于简单的“导通/关断”,需要实现更多能力:判断负载运行状态是否正常、监测 电流波形有无异常、确认器件温度是否处于安全区间、实现支路故障隔离,避免单点问题影响整套系统稳定。而传统 PMOS 方案,无法实现上述功能。

宋利军表示,智能开关正迎来历史性的发展机遇,当前所有基于传统 PMOS 搭建的开关方案,都具备用智能开关重新迭代设计的价值。

如开篇所述,智能开关是集成传感、存储、计算、执行能力的“最小智能单元”。它将功率 MOSFET、 电荷泵、精密 保护电路及数字诊断逻辑高度集成,形成“感、存、算、行”完整闭环。这样的集成设计让智能开关拥有类似生物神经的自主感知与决策能力:可实时监测电流、电压、温度参数,在微秒级时间内完成故障诊断与保护动作,还能将负载运行健康状态反馈至主控 MCU,支撑设备实现预测性维护。

从“被动通断开关”到“主动智能节点”的技术跃迁,精准匹配了边缘智能时代市场对分布式、高可靠、可诊断电力执行节点的刚性需求,应用领域覆盖智能家居/智能家具、厨卫电器、健康小家电、智能玩具、医疗器械、 工业自动化、能源基础设施、商业零售和物流自动化等。

比如,智能家居/智能家具领域的智能晾衣架,其核心负载包括升降电机、风干风机、烘干加热模块等,通过采用智能开关,可实现多路负载独立保护、防堵转、防过热等功能;该领域里的智能马桶盖,核心负载包括加热座圈、冲洗水泵、暖风风机等,智能开关的主要价值体现在多路独立过流、过温、短路全保护等方面;制造领域的3D打印机,其核心负载包括打印头加热元件、 步进电机、冷却风扇等,可通过智能开关实现限流保护、过热保护、堵转保护等功能。

从车规到全场景:稳先微的技术壁垒与市场突围

高边开关的发展最早可追溯至 1993 年。彼时隶属于 西门子 半导体事业部的 英飞凌,推出首款带保护功能的智能高边开关 PROFET™(Pro tected MosFET),产品初衷是替代汽车领域可靠性差、体积臃肿的传统继电器。发展至今,在英飞凌、 意法半导体等国际大厂的推动下,车载高边开关(H SD)已成长为成熟赛道。根据《2026 年中国汽车级高边开关行业市场动态分析及产业前景研判报告》的数据,2025 年国内汽车级智能高边开关市场规模达 21.37 亿元,同比增长 14.3%,自 2022 年起行业始终保持稳健增长态势。宋利军称,车规智能高边开关已成为稳先微业绩增长的稳定支柱。

稳先微的市场底气,源于其在车规市场的深厚技术积累。作为国内少数可在 12V/24V/48V 全电压平台,与英飞凌、意法半导体等国际巨头同台竞争的企业,稳先微不仅实现智能高边开关芯片规模化量产,还打造出从芯片工艺到 封装测试的全栈自研体系。旗下产品在 电流采样精度、短路保护可靠性、高温工作特性等核心指标上,已达到甚至超越国际一线水平。

这份成绩的背后,是稳先微独有的技术路线。在智能开关赛道中,行业主流分为两类:国内部分厂商采用 “控制 IC + 外挂功率 MOS” 的双芯片方案,国际大厂则多沿用传统 IDM 模式。而稳先微走出了差异化垂直整合的“第三条路”:深度整合上下游产业链,自研先进垂直 BCD 工艺平台,实现智能开关单晶圆集成设计。这种 “感、存、算、行” 一体化架构,既突破了传统分立方案在散热、体积、可靠性上的瓶颈,也在工艺层面构建起高壁垒。

宋利军表示,国内采用的双芯片方案由于 温度传感器、电流采样模块与功率器件分属不同硅片,直接导致检测精度偏低、器件一致性差,同时散热能力不足也是该方案的长期痛点。稳先微自立项之初,便锁定 BCD 工艺单芯片集成路线,坚持将所有功能集成在同一颗芯片内,从根源上规避了双芯片方案的各类问题。

知识产权布局方面,稳先微仅用三年时间,便完成120 余项智能开关相关专利布局,覆盖芯片工艺、驱动架构、电流采样、故障保护等全技术链路,专利储备规模比肩英飞凌、意法半导体等国际龙头,为“非车”市场拓展筑牢知识产权护城河。

稳先微专利墙

与此同时,独特的产品设计与工艺路线,进一步加固了企业技术壁垒。传统 BCD 工艺主要面向 电源芯片、电机驱动芯片设计,核心优化方向为导通电阻与开关损耗;而智能开关需要频繁启停,功率 MOS 在启停阶段会进入高压大电流的保护工作状态。如今行业对开关寿命要求达到百万次甚至千万次,保护工况已然成为 “常态”,这就对器件安全工作区(SOA) 性能提出极高要求,设计逻辑与传统 BCD 工艺截然不同。

工艺方面,受早期国产 BCD 工艺发展限制,稳先微在中短期内采用平面 BCD 工艺,但始终坚守单芯片集成架构,从未考虑双芯片方案。团队也清晰认识到平面 BCD 工艺的短板:散热性能弱于垂直 BCD 结构。为此,稳先微针对性优化封装方案,引入类似凸点(Bumping)的技术缩短散热路径,大幅提升器件散热能力与整体可靠性。目前,搭载该技术的 PLP 高集成封装,是稳先微主力推广的产品形态。

更具突破性的是,稳先微联合国内晶圆代工厂共同研发垂直 BCD 工艺,打破海外厂商对该项工艺的长期垄断,成功量产出国内首款纯国产垂直 BCD 架构单芯片高边开关。该工艺在同一片 N 型硅衬底上,融合平面 BCD 工艺的 高精度控制能力与垂直 SGT 工艺的大功率处理能力,真正实现功率开关与智能控制电路在单晶圆上的深度集成。基于垂直 BCD 工艺的产品,被稳先微定义为第三代高边开关。经过持续工艺迭代与技术沉淀,现阶段样品性能参数已对标海外头部厂商。比如,基于该工艺打造的智能开关,比导通电阻( Rsp)指标显著优于同类海外产品。

稳先微垂直BCD工艺示意图,图源:稳先微

稳先微WSD9008比导通电阻(Rsp)优于同行,图源:稳先微

依托成熟的车规技术下放,稳先微已在多个“非车”领域完成从 0 到 1 的市场突破。在两轮车领域,其智能开关已进入多家头部品牌供应链,用于电机驱动与保护场景。对比传统 PMOS 方案,可帮助客户将 BOM 成本降低 5%~10%。目前,稳先微已在消费、工业市场落地大量标杆案例。结合宋利军的规划,2026 年公司非车领域智能开关出货量预计达到 50KK,2027 年出货量将突破 200KK,目标快速跻身国内消费、工业级智能开关龙头行列。

超级 PMOS 发布:定义非车市场的新物种

近期,稳先微推出 WSH4100S 系列 100V/2A 单通道智能开关,成为该公司发力消费、工业市场的核心产品。

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WSH4100S 系列统一采用 ESOP-8L 紧凑型封装、单路独立通道设计,具备六大核心优势:

· 超宽电压适配,全场景覆盖:支持 4~100V 超宽工作电压,全面适配 48V/60V/72V 等主流供电平台;

· 充足爬电距离:有效规避电化学迁移风险,保障高压电控系统长期稳定运行;

· 低功耗设计,延长续航:导通电阻 105mΩ,持续工作电流 2A;待机功耗低至 2.5μA,工作电流仅 0.6mA,大幅降低设备整体功耗;

· 大电流耐受,多重安全防护:短路限流值达 6A,支持短路锁存保护模式,可从容应对突发大电流冲击;

· 全维度硬件保护:内置过载 / 短路保护、欠压锁定、自恢复热关断、电感消磁、 电源反接、接地失效保护功能,全方位防范设备故障;

· 完善诊断能力:支持开路负载检测、故障状态反馈,搭载高精度电流采样功能。

对于终端设备厂商而言,选用 WSH4100S 系列产品的价值十分直观:第一,简化设计、优化成本,单颗芯片即可替代 “MOS 管 + 驱动 + 检测 + 保护” 整套分立器件,缩小 PCB 占用面积,减少硬件设计与调试工作量;第二,全面提升可靠性与安全性,硬件级保护机制,可杜绝软件宕机引发的负载烧毁问题,对容性、感性负载驱动尤为友好;第三,赋能产品智能化升级,依托电流、温度诊断功能,可实现负载健康监测、智能功率管理等新功能,强化终端产品市场竞争力。

WSH4100S 仅是稳先微布局智能开关全品类电压平台的重要节点。宋利军透露,公司 120V 电压平台已实现量产,600V 平台预计 2026 年下半年推出,1200V 高压平台也同步在研。

为加快消费、工业市场对智能开关这一全新品类的接受度,稳先微制定了清晰的市场推广策略:以直接替代传统 PMOS作为切入点。面向“非车”市场,稳先微智能开关还有一个名字——“超级 PMOS”,这一命名也直观体现出公司的替代思路。宋利军解释道:“车规智能高边开关经过数十年市场培育,汽车行业工程师对其价值与应用方案已十分熟悉;但在‘非车’领域,智能开关仍属于新兴品类,行业认知度偏低。而边缘智能化浪潮下,消费、工业设备存在海量开关应用需求,业内工程师对传统 PMOS 的设计方案驾轻就熟。因此,以 “超级 PMOS” 定位、实现对传统 PMOS 的直接替换,能快速获得上下游客户的认同。”

目前,稳先微将“非车”领域客户分为两大类型:第一类是以直接替换 PMOS为核心需求的客户,两轮车市场是典型代表。针对这类需求,公司专门研发出三脚封装智能开关,同时手握其核心设计专利。如下图所示,基于稳先微3 PIN智能开关可以Pin-to-Pin 兼容传统 PMOS 分立方案,无需改板 / 改线,帮助客户方案实现原地升级。成本层面,传统 PMOS 受材料、工艺限制,降本空间已触及天花板;而稳先微智能开关采用 IC 设计思路,依托工艺与架构优化,仍具备可观的降本潜力。

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稳先微3PIN智能开关Pin-to-Pin替代传统PMOS方案

第二类客户深度认可智能开关的核心价值,理解 “感、存、算、行” 一体化架构对器件与系统的赋能。针对这类客户,稳先微会配合客户优化原有 BOM 与 PCB 设计。宋利军表示,智能床垫、智能马桶、智能晾衣架等领域客户在对接产品后,普遍认为智能开关切实解决了行业长期存在的痛点,合作意愿强烈。下面几张图显示出,通过使用稳先微4PIN、5PIN和6PIN的智能开关,不仅能简化客户的方案设计,还能够获得全方位的保护以及一些特性功能。

在4PIN方案里,稳先微智能开关支持3.3V/5V MCU I/O 直接驱动,不用额外加驱动电路;器件内置全功能保护,包括过流/过温/短路/开路负载/欠压/钳位等。

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稳先微4PIN智能开关方案与传统PMOS方案对比

在5PIN方案里,稳先微智能开关支持3.3V/5V MCU I/O 直接驱动,不用额外加驱动电路;支持电流采样功能;内置全功能保护,包括过流/过温/短路/开路负载/欠压/钳位等。

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稳先微5PIN智能开关方案与传统PMOS方案对比

在6PIN方案里,稳先微智能开关支持3.3V/5V MCU I/O 直接驱动,不用额外加驱动电路;支持电流采样功能;支持Fault(ST)状态反馈功能;内置全功能保护,包括过流/过温/短路/开路负载/欠压/钳位等。

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截至目前,稳先微在“非车”领域已布局200 余款料号,电压覆盖 5V~200V 区间。对比成熟的车规市场,公司如今已踏入全新赛道:传统车载市场几乎没有 12V 以下、48V 以上的智能开关应用场景;而 600V 及以上高压平台产品,更是直指传统继电器市场,开启替代进程。

从车规市场拓展至非车市场,不仅需要硬核技术实力,更离不开产业生态支撑。面对“非车”市场场景碎片化、行业标准不统一的挑战,稳先微深知单打独斗难以做大做强。目前企业正积极联合优质方案商、渠道商,共建智能开关产业生态,向各行各业传递智能开关的核心价值。

结语

稳先微的发展脉络,表面是将成熟的车规智能高边开关技术拓展至“非车”市场,背后却折射出整个行业的变革趋势:当 AI让智能化渗透至每一台边缘设备, 电力系统不再只满足基础供电,开关器件进化为集感知、决策、保护、自反馈于一体的子系统,成为万物智能架构中不可或缺的一环。

从车规高边开关领域的深耕者,到边缘智能时代智能开关的布道者,稳先微的战略方向清晰且坚定。企业核心竞争力,并非简单复刻成熟产品,而是精准预判 “智能开关是 智能硬件基础单元” 的行业趋势,并以此搭建起以垂直 BCD 工艺为根基、单芯片高集成设计为核心的差异化技术体系,WSH4100S 等新品正是这套技术体系的落地成果。

前行之路并非一帆风顺,市场认知培育仍需时间与生态伙伴共同推进。但正如宋利军所判断,当边缘智能全面普及,每一台智能设备都需要可靠的 “硅基神经末梢”,稳先微积累的技术、产品与产能,终将迎来价值集中释放。这场关乎开关产业的技术革命,才刚刚拉开序幕。