FPGA芯片口罩机的核心由自动化控制器组成

2020年初，一场突如其来的疫情彻底打碎了春节的喜庆气氛，这场疫情使得今年成为充满机遇与挑战的一年。疫情也让鲜有人问津的口罩“洛阳纸贵”，作为高科技产品的全自动口罩机一时间更是供不应求。今年2月份，中国石化发出“英雄帖”《我有熔喷布，谁有口罩机》，暗指口罩机“一机难求”。出现这种现象的主要原因是海外疫情肆虐，原本主要依赖进口的口罩机零部件出现供应链不顺畅，产能不足矛盾凸显，其中工业级FPGA芯片供应紧张导致许多口罩机订单不得不延期交付。

自然而然，口罩机的零部件缺口转而寄希望于国产器件。安路科技，在此十万火急的危机时刻，调动公司上下所有的力量鼎力支持口罩机的生产，为国内外“口罩荒”问题做出了重大的贡献。当前国内新上市的80%口罩机都采用了安路的FPGA器件。

面临口罩荒，而口罩机供应链却临时中断

在海内外疫情肆虐期间，口罩资源全球稀缺。从需求端来看，海外疫情滞后于中国，疫情严重地区口罩脱销。从供给端来看，中国正成为解决“口罩荒”的最大希望，我国是世界最大的口罩生产和出口国，年产量约占全球50%，为满足国内市场需求和增加对外出口，国内还需持续增加口罩产能。

目前市场上供应的全自动口罩机，一般分为平面口罩机、杯型口罩机、折叠口罩机、异型口罩机等。现代化自动口罩机集进料、成型、热合成、计数等功能于一体，需要集成网络管理的伺服系统。但无论何种类型的口罩机，都离不开FPGA芯片。

在此简单科普下，口罩机的核心是自动化控制器，控制器的核心是PLC和伺服驱动器组成，而FPGA器件是PLC和伺服驱动器的核心部件。在PLC中FPGA作为控制核心，负责IO管理和总线通信功能；在伺服驱动器，FPGA负责快速运动控制算法和总线通信功能。

工业自动化控制器对长期工作可靠性要求非常高，之前关键零部件大多依赖进口，然而在这紧要关头，国外疫情加重，多种进口零部件面临交货期长、运输困难等问题，FPGA正是其中关键的一个缺少部件，致使国内口罩机生产商新订单交付周期拉长到6个月，完全无法满足口罩机暴增的紧急需求。

供应链的突然中断，也导致口罩机价格高涨，甚至被夸大为“口罩机就是印钞机”。为拿到一台口罩机现货，不少企业主甚至蹲在口罩机厂门口等出货。一些上市公司也改造生产线，紧急转产口罩机，如比亚迪和五菱等。彼时，供应链问题导致的口罩机难以生产已成为众多口罩机生产商的刺痛。

2-3周实现零部件全系列更换国产！口罩机成功交付

在口罩机最稀缺的那段时间，国内众多口罩机生产商加班加点，满负荷复工复产，同时也在积极寻求国产器件的帮助。在口罩机关键核心部件FPGA这一环上，上海安路提供了重要支持，为抗疫做出了不可磨灭的贡献。

借用华为任总“关于CFO定位的讲话”中的一句话：“有人说我要休息，那你就把官位让给别人吧，有的是人愿意冲锋”。安路一直都是那个冲锋陷阵的人！在深夜接到某国内口罩机生产商采购部门求助的电话时，安路销售部门连夜赶赴现场，积极协同库存和生产计划，经过审慎、快速的评估后，当天便做出了短期急单和中期物料支持方案计划。

次日上午，安路高层在做好防护措施的情况下，奔赴客户现场进行计划细节洽谈，在紧张愉快的交流结束后，双方一致决定将进口的各种领先的国外FPGA不同系列全线换为安路的全系列器件。

做出这个决定对于一个长期采用进口零部件的口罩机厂商来说，难度很大。毕竟核心器件使用国产替换，没有时间做小批量试验，直接更换量产，在过去这是个难以想象的问题，会不会出问题？国产器件是否可靠？即便安路已经在国内工控领域大规模量产两三年了，客户内心还是会忐忑不安。安路质量控制部门及时提供了大量的可靠性试验数据、严格的质量管控体系和完备的技术支持文档之后，客户才慢慢放下疑虑。

当双方高层确定好全面采用安路芯片后，口罩机厂要求两周内完成替换物料的技术验证。这项工作量巨大，客户的研发部门全力启动，安路科技几位副总带着各自团队，周末赶赴现场支持，协助客户进行物料替换的细节。

双方的合作采用的是一种火线救援的模式。比如，在客户替换过程中，遇到一起芯片适配性问题，批量生产后发现有个引脚上电时序异常，这可能会影响后续运动控制器功能，因此紧急求助安路，要求快速解决，否则可能会导致生产线停产。安路迅速组织技术专家进行异常分析，同时技术支持总监临时买机票紧急奔赴工厂查看问题，在双方的共同努力下，在安路接到问题报告的当天晚上10点便定位到问题所在，次日早晨给出了解决方案，使得产线快速恢复正常，至此，双方悬着的心终于放下。

在整个合作过程中，安路都让客户体验了安路风格的无微不至的支持和及时响应的速度，精诚所至，金石为开。在大家的共同艰苦奋斗下，接下来的2-3周时间内，客户顺利完成了产线彻底采用安路FPGA器件的部署，口罩机也得以顺利大量生产。

安路所提供的口罩机方案具有无以伦比的精确性和可靠性，再一次演示了中国制造之威。如今国内80%的口罩产能都有安路的器件在背后默默支持。

此次，安路助力客户口罩机成功生产，不仅解决了口罩稀缺的问题，还再次展示了国产FPGA也能在工业核心领域可靠地、大规模地应用，具有行业标杆的意义。

目前中国IC厂商在FPGA这个细分领域和国外巨头的差距远远比其他领域要大，其中最大的原因就是FPGA技术门槛非常高，核心技术只掌握在极少数公司手上。目前国产FPGA已进入部分主流行业，实现了中小容量器件可替代大部分进口器件。据统计，国产FPGA应用最为广泛的是通信行业，占比为35%，第二大应用市场就是工业控制，占比为28%。

相比通信客户的集中，工业领域的FPGA应用分散，对产品的可靠性和质量要求同样非常严格。安路FPGA在过去两年，在工业控制领域经历了从细分应用与边缘应用切入到主力核心应用的摸索前进过程，已经积累了足够的自信来全面支撑更为广阔的工控应用。

此次口罩机成功国产化案例，也凸显出国内企业在服务及时性和质量保障性上的优势；同时国内企业还拥有丰富的供应链资源，可以很好的解决零部件货源问题；最重要的是，我们欣喜地看到国内工业客户加快了国产芯片的导入步伐，为中国芯片设计业的健康发展提供了市场机会。
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