近年來，由于智能汽車和新能源汽車的流行，汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了翻天覆地的變化。
一方面，因?yàn)榫W(wǎng)聯(lián)和新能源汽車的發(fā)展，汽車電子化程度的提升，增加了上游的需求，這讓各大相關(guān)供應(yīng)商趨之若慕，引爆了汽車集成電路的需求；另一方面，因?yàn)樽詣?dòng)駕駛等的引入，帶來了機(jī)器學(xué)習(xí)、高精度地圖等的需求。
在日前舉辦的“新能源與智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新發(fā)展論壇”上，來自汽車產(chǎn)業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的專家分享了他們對(duì)當(dāng)下汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的看法。下面我們?yōu)榇蠹铱偨Y(jié)一下半導(dǎo)體廠商眼中的汽車電子生意。
在開始介紹之前，我們先看一下汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。
來自意法半導(dǎo)體的DA ROCHA指出，現(xiàn)在電子系統(tǒng)將會(huì)占到整個(gè)車的成本的50%。隨著汽車互聯(lián)的進(jìn)一步推進(jìn)，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，其驅(qū)動(dòng)的后續(xù)服務(wù)于更是會(huì)帶來2160億美元的數(shù)據(jù)挖掘收入。
一、“無人駕駛也會(huì)為汽車半導(dǎo)體帶來更多的機(jī)會(huì)”，DA ROCHA強(qiáng)調(diào)。
如果我們看一下ADAS，從1級(jí)和2級(jí)來看車輛是由駕駛員來控制，那就一定有輔助的系統(tǒng)，這就需要如加速儀、陀螺儀，還有超聲波的傳感、前雷達(dá)、后雷達(dá)、后攝像頭等設(shè)備，這些都是讓駕駛員更好地來去理解周邊的信息；來到3、4和5級(jí)的話，那就是半自動(dòng)甚至是全無人駕駛，這不僅僅是需要外圍的偵測(cè)和輔助系統(tǒng)，更需要內(nèi)部的信息采集，包括你的面部識(shí)別，還有你的實(shí)時(shí)車內(nèi)人員甄別情況等等。
這必然給半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的機(jī)遇。
二、新能源汽車帶來的功率半導(dǎo)體需求
作為一個(gè)以電驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品形態(tài)，電機(jī)、電池和電控就成為了新能源汽車的三大核心，這就讓功率器件在其中的作用特別重要。無論是升壓、DC-DC或者DC-AD，功率器件都是不可或缺。而三菱電機(jī)則是這個(gè)市場(chǎng)的一個(gè)重要玩家。
三菱電機(jī)的高級(jí)經(jīng)理何洪濤表示，三菱很早在燃油車時(shí)代，就已經(jīng)投入到汽車功率的研發(fā)和應(yīng)用上。而在新能源汽車上，他們也很早就投入了相關(guān)的研發(fā)。例如在主驅(qū)系統(tǒng)上，豐田1997年投放到市場(chǎng)的普銳斯使用的就是三菱的模塊。經(jīng)過20多年的發(fā)展，三菱已經(jīng)推出了多種類型的功率器件，為新能源汽車助力。
在IGBT模塊方面，三菱電機(jī)有J1系列的EVPM和EV T-PM；何洪濤指出，這種T-PM的模塊理念上來自于很多日本廠家專用客戶型模塊封裝的背景。因?yàn)槿怯X得這種封裝有它的優(yōu)勢(shì)，擁有可靠性很高，同時(shí)批量化生產(chǎn)又是比較容易自動(dòng)化。這就是三菱電機(jī)在過去多年里投入在這個(gè)系列產(chǎn)品研發(fā)的原因。同時(shí)，三菱還投入到了SiC相關(guān)器件的研發(fā)。
“面對(duì)車載級(jí)的模塊以及其他助力方面的要求，三菱會(huì)陸續(xù)根據(jù)這些需求的變化推出相應(yīng)合適的功率器件，包括IPM和碳化硅”，何洪濤說。
同樣來自日本的羅姆也瞄準(zhǔn)汽車功率半導(dǎo)體祭出了他們的“武器”。
羅姆半導(dǎo)體上海有限公司高級(jí)工程師陸昀宏先生指出，SiC器件因?yàn)槟透邏骸⒛透邷亍㈩l率高和關(guān)斷損耗有質(zhì)得飛躍等特點(diǎn)，未來幾年在車載市場(chǎng)的應(yīng)用會(huì)有爆發(fā)性的增長(zhǎng)。而羅姆得益于其從2000年就開始的SiC相關(guān)研究，積累了在這方面的深厚經(jīng)驗(yàn)。在他看來，包括OBC和DC-DC在內(nèi)的車載應(yīng)用是SiC的主戰(zhàn)場(chǎng)，而在車之外充電樁也會(huì)對(duì)SiC的有較大的需求。而羅姆在其中也提供了包括SiC MOSFET和全SiC模塊等方案，提升了汽車的續(xù)航和體驗(yàn)。
“目前來說SiC在新能源車?yán)锩妫梢哉f是一個(gè)主流或者說趨勢(shì)，是一個(gè)更加契合新能源車市場(chǎng)的新材料，我們羅姆也會(huì)今后對(duì)這一塊做大力的研發(fā)和市場(chǎng)的支持，也希望大家今后在開發(fā)的時(shí)候多多考慮SiC”，陸昀宏補(bǔ)充說。
三、自動(dòng)駕駛帶來的存儲(chǔ)和傳感器機(jī)會(huì)
無人駕駛的實(shí)現(xiàn)，需要龐大的運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)支持，這就就對(duì)存儲(chǔ)的帶寬、容量、速率、壽命提出了更高的需求，還得滿足車規(guī)格的各種嚴(yán)苛的可靠性和溫度驗(yàn)證，這對(duì)做相關(guān)產(chǎn)品的公司來說無疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。而美光挾二十多年的的汽車電子行業(yè)經(jīng)驗(yàn)積累，已經(jīng)在這個(gè)領(lǐng)域跨出了重要的一步。
美光半導(dǎo)體的馬烈偉先生表示，他們已經(jīng)開發(fā)出了一顆能滿足L3到L4中間層級(jí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)漠a(chǎn)品——GDDR 6。與LPDDR4產(chǎn)品相比，GDDR6的速度提升了3倍，那就意味這如果一個(gè)主芯片搭載4顆GDDR6的產(chǎn)品，你就可以達(dá)到224GB每秒的傳輸量，這足以完成L3到L4之間的數(shù)據(jù)傳輸，馬烈偉強(qiáng)調(diào)。
按照美光方面的說法，GDDR6是一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)，可提供推動(dòng)人工智能計(jì)算引擎運(yùn)行的重要存儲(chǔ)帶寬。該技術(shù)為自動(dòng)駕駛汽車提供支持，使其能夠以可靠的方式行動(dòng)，并確保安全性符合NHSTA規(guī)定的行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)。
除了存儲(chǔ)，無人駕駛還帶來了傳感器方面的機(jī)會(huì)。這一方面體現(xiàn)在雷達(dá)等傳感器方面；另一方面則是與地圖相關(guān)的定位傳感器方面。
首先看雷達(dá)等傳感器方面；眾所周知，自動(dòng)駕駛汽車能成為可能，包括毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)在當(dāng)中扮演很重要的角色，且缺一不可。
以L4級(jí)別的的自動(dòng)駕駛車載為例，這樣的車上至少要配備10個(gè)以上的毫米波雷達(dá)，來滿足不同距離的需求。這就對(duì)低成本和小型化的毫米波雷達(dá)提出了更大的需求。來自國(guó)內(nèi)的初創(chuàng)公司加特蘭微電子則在相應(yīng)的77Ghz毫米波雷達(dá)上做了布局。
按照加特蘭微電子科技上海有限公司的ASIC副總裁周文婷的說法，在將CMOS工藝被引入之后，毫米波雷達(dá)的制造成本大幅下滑。與之前主流的SiGe工藝相比，下降幅度高達(dá)40%，同時(shí)集成度也有了大的提升，這就在降低成本之余，大大降低了雷達(dá)模塊設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。加速設(shè)計(jì)開發(fā)。
而加特蘭作為CMOS工藝毫米波雷達(dá)推動(dòng)者，他們研發(fā)的基于40nm CMOS工藝打造的 77Ghz毫米波雷達(dá)擁有集成度高（整個(gè)芯片里面集成了2個(gè)發(fā)射通道、4個(gè)接收通道以及增益部分等）、功率高（最大功率可以達(dá)到12BBM）、RX噪聲系數(shù)表現(xiàn)優(yōu)越（12db）、極高的掃屏速度（達(dá)到200MHz每微秒）和低功耗等特點(diǎn)。幫助他們?cè)诂F(xiàn)在的智能駕駛和即將到來的無人駕駛時(shí)代開疆辟土。他們最新推出的、融合了前端射頻芯片、ADC、DAC、CPU、算法和各種模塊的ALPS芯片更是能給汽車產(chǎn)業(yè)提供更多的支持。
來自歐洲的艾邁斯半導(dǎo)體則把他們?cè)诠鈱W(xué)傳感方面積累的優(yōu)勢(shì)推向了汽車產(chǎn)業(yè)。例如面向倍受歡迎的固態(tài)激光雷達(dá)方面，他們提供了尋址的硬件VCSEL。按照該公司汽車相關(guān)業(yè)務(wù)相關(guān)負(fù)責(zé)人金安敏的說法，艾邁斯半導(dǎo)體提供的VCSEL可以做到上面有超過5萬個(gè)VCSEL的陣列上，能夠提供非常高的分辨度，且整個(gè)功率上也可以做到非常大，且擁有比較小的光速角度和比較低的成本。
艾邁斯半導(dǎo)體認(rèn)為，未來的汽車?yán)锩鎽?yīng)該是要有一個(gè)3D為基礎(chǔ)的駕駛員監(jiān)控和認(rèn)證的系統(tǒng)，能夠非常準(zhǔn)確地知道駕駛員是誰、座艙坐的是誰、駕駛員現(xiàn)在到底在做什么、他的手勢(shì)動(dòng)作是什么。通過了解這些信息來決定整個(gè)汽車的運(yùn)行狀態(tài)，保證駕駛安全。這也是他們目前在手機(jī)等領(lǐng)域積累的3D光學(xué)傳感技術(shù)的下一個(gè)發(fā)力點(diǎn)。
其次，慣性傳感器也是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域不可或缺的一個(gè)重要組成。
我們知道，為了保證無人駕駛車輛的安全，知道它的準(zhǔn)確位置尤其重要。雖然現(xiàn)有的高清地圖、雷達(dá)、微型導(dǎo)航都是確認(rèn)位置的好方式，但在某些信號(hào)不好的地方，這些技術(shù)就有其局限性，為此慣性傳感器的存在就可以幫助解決相關(guān)問題。
村田制作所的高級(jí)經(jīng)理Tommi Vilenius也指出，在看高速路上面的話，慣性傳感器很容易知道你的相對(duì)位置和定位。但如果是在低速情況下的話，你的朝向信息就是不是那么準(zhǔn)確。一個(gè)角度的調(diào)整、車頭的轉(zhuǎn)向就可能導(dǎo)致突然間找不到地標(biāo)，如果攝像頭沒辦法進(jìn)行姿態(tài)識(shí)別的話，這個(gè)時(shí)候你也沒辦法知道你的位置所在，而且如果你在轉(zhuǎn)向過程當(dāng)中也出現(xiàn)了偏差的話，這個(gè)時(shí)候可能就沒辦法知道它的定位了。
4、村田則通過IMU+GPS+輪速這樣的系統(tǒng)架構(gòu)去優(yōu)化我們整個(gè)定位的效果。
“我們的傳感器就要帶有一個(gè)電子穩(wěn)定器、電子防抖系統(tǒng)，每秒鐘它會(huì)有一個(gè)高波頻段的信號(hào)捕獲，能夠?qū)SS的信號(hào)進(jìn)行一個(gè)反映和應(yīng)對(duì)，知道它到底是處在一個(gè)什么樣的狀態(tài)。在20到25公分的位置情況下，我們只要保持在車道位置當(dāng)中，就可以實(shí)現(xiàn)非常不錯(cuò)的精度控制”，Tommi Vileniu說。