BMS是电池管理的核心器件，伴随手机、电脑等消费电子产品升级换代，新能源汽车、风光储能等新兴市场持续景气发展，市场对BMS的需求愈发强烈，不仅要满足电池管理需求，还要提供创新加持。
受市场驱动，近年我国涌现出一批BMS解决方案供应商，据集微网不完全统计，国产玩家已超50家，不过能真正解决客户痛点的不多。近期，杭州晶华微电子股份有限公司（简称：晶华微）重磅推出首款高精度、低功耗BMS模拟前端芯片，并于9月11日-13日期间，亮相SENSOR CHINA上海传感器展，以对标国际大厂的性能指标，赋能中高端市场对BMS的创新需求。
首款高精度、低功耗AFE重磅亮相
亮相SENSOR CHINA上海传感器展的SDM911X系列芯片是晶华微旗下首款高精度、低功耗BMS模拟前端芯片（AFE），其又细分为QFN28L封装的SDM9110，主要面向6-10串电池组的吸尘器、扫地机等应用场景；以及采用LQFP48封装的SDM9117型号产品，主要满足两轮车、储能、换电柜、园林工具等场景对10-17串电池组的管理需求。该系列芯片的亮相，意味着国内再迎一家重量级BMS解决方案提供商。
安全可靠是市场对AFE芯片的核心诉求，对此，晶华微SDM911X系列芯片在市场同类产品基础上，优化与改进多项功能，支持提供充电过压（OV）、充电过流（COC）、充电结束保护（EOC）、放电欠压（UV-Shutdown）、放电过流、外部温度监测（OT/UT）、内部温度保护（IOTP）、内/外部的电池均衡（Cell Balance）、电压不平衡检测（VIM）和断线检测（Cell-Tap-Open）等功能，多维度突破现存芯片的功能局限。
SDM911X系列芯片同时集成了独立的安全保护引擎，可与MCU配合使用，监测并管理锂电池组；也可以单独使用，独立保护锂电池组，提升了应用方案的灵活性。
晶华微AFE系列产品
而要实现如上性能指标，高精度检测能力至关重要。为此，晶华微SDM911X系列芯片同时内置了检测电池电压、温度的14位逐次逼近型模数转换器（SAR-ADC），以及用于检测充放电电流的16位高精度的Sigma-Delta模数转换器（Σ-ΔADC），后者还支持电量的库仑积分，在常温下电压采样精度可达±5mV，电流采样精度达±0.5%，确保SDM911X系列芯片发挥出极致性能。
SDM911X系列芯片集成的I²C通讯总线，支持最高400kHz通讯效率，并提升芯片的易用性及抗干扰能力；同时更好支持多种低功耗工作模式，有助于延长电池组的续航能力以及寿命。
值得一提的是，SDM911X系列芯片还具备更强的高串数电芯管理能力，以SDM9117为例，单芯片耐压能力达80V，支持管控最大17串电池组；而相同能力下，市面上常见方案需要同时使用3片AFE芯片。从单芯片能力看，SDM911X系列具备更强的稳定性、通讯效率及一致性，能更好解决电池组不同单体电池间电量不均衡的问题，大幅降低因过充、过放、短路等异常情况带来的安全风险。
自主创新铸就核心竞争力
行业周知，BMS主要由模拟前端采集保护芯片AFE、模拟数字转换器ADC、微控制单元MCU以及数字隔离器等芯片器件构成，其中，AFE及ADC技术门槛最高，而过去本土鲜少有企业掌握相关技术，导致长期以来主要由国际大厂为中国市场提供BMS解决方案。
不过部分本土模拟IC企业经过长期的技术积累以及市场验证，实力获得由量到质的转变，晶华微即为国内少数掌握高精度ADC以及高性能MCU的企业之一，为其推出首款AFE芯片奠定了坚实基础。
基于自身技术优势，晶华微刻意避开门槛相对低、价格敏感的中低端市场，以自主研发为主导，精心打造对标国际大厂的BMS解决方案，将首款AFE芯片战略聚焦于高可靠、高精度的中高端场景，这也是目前国内大力发展、对高端BMS器件需求迫切的领域。
为满足市场对高精度、低功耗BMS模拟前端芯片的需求，晶华微基于已掌握的高精度ADC设计IP、高精度基准IP等核心技术，建立起一支拥有多款AFE芯片量产经验的研发团队，对高压工艺和AFE架构有深刻理解，实现从方案设计、电路设计及仿真、版图设计到测试验证、开发应用等全链条风险把控。
晶华微SDM911X系列芯片-SDM9117
日常应用中，带电池设备热失控事件时有发生，且事件一旦出现，往往带来严重的财产损失，甚至出现人员伤亡。而导致热失控的原因较多，充放电控制不当是重要原因之一。
对此，晶华微给SDM911X内置了完备的保护功能，可以监控各种参数，启动保护动作，并根据条件自主恢复。其保护功能又分为针对充放电过程的过欠压、过欠流、过温、短路等一级保护子系统，以及应对突发事件的二级保护子系统，能够将危险系数降低至最低。
其中，二级保护子系统在严重突发故障下，支持将充电MOS、放电MOS永久关闭，可以熔断外部三端保险丝来达到最高等级的安全保障。
在此基础上，晶华微还针对电动车自燃、起火等异常情况，使用电池包对SDM911X进行严苛仿真测试实验，如超高温（>150℃）、超低温（<40℃）、异常高压、乱序上电等，据厂家介绍，SDM911X在验证中均出色完成保护功能。
SDM911X还采用晶华微独有专利方案，解决芯片内的基准电压温漂问题，从而实现行业领先的全温范围高精度测量采样，并在出厂前经过严苛的三温校准，确保芯片性能的稳定、可靠。
携先发优势拓宽BMS新赛道
晶华微是国内高精度ADC的数模混合SoC技术领先企业之一，也是国内针对智能传感器信号测量领域较早推出带24位高精度ADC的SoC芯片并成功实现商业化的企业之一，其ADC的等效输入噪声低至22nVrms，精度有效位数高达21位，在同类SoC芯片中达到国内领先、国际先进的水平。
基于自研高精度ADC，晶华微已面向医疗健康、压力测量、工业控制、仪器仪表、智能家居等终端市场推出全套高品质、高性价比SoC解决方案，其中在红外测温应用、智能体脂秤以及数字万用表等领域处于国内领先地位。
应目前国内锂电、钠电市场快速发展而本土BMS模拟前端芯片供货迫切的发展现状，晶华微迅速切入新能源电池管理赛道，并成功推出SDM911X系列芯片，成为国内为数不多能成功自研并推出高精度、低功耗AFE芯片的企业之一，首款产品已完成客户DEMO试用及验证，即将进入量产阶段。
针对持续增长的新能源化市场需求，晶华微表示，“后续将依托SDM9110与SDM9117的技术积累，继续针对不同的应用市场开发专用型AFE，力争覆盖电动工具、吸尘器、电摩以及大型储能等赛道。”
为此，晶华微近年始终保持高研发投入力度，2023年研发费用达7876.82万元，同比增长64.58%，研发费用率也同比提升19.02个百分点至62.12%。今年上半年，晶华微又在研发领域投入3227.86万元，研发费用率同比增长3.04个百分点至53.65%。
技术创新方面，晶华微战略聚焦高精度ADC以及BMS模拟前端芯片，其中，16位多通道中速SAR ADC芯片已在验证阶段；16位16通道1MSPS SAR ADC芯片、高压高精度低温漂串联型电压基准源芯片、高端数字万用表用AFE芯片等均在研发当中；其中，根据设计，该高端数字万用表用AFE芯片宽频将超过20000分度，能够显著提升测量精度和信号频率范围。
公司募投项目中，也将锂电池充放电管理芯片列为重要研发课题，期望探索BMS产品系列化路线，并以此扩充电池/储能类芯片的研发。
未来，随着BMS模拟前端新品陆续放量，以及新布局产品落地，借助下游市场进入景气发展新周期加速转化为业绩，晶华微有望迎来新一轮业绩上升期。
