汽车芯片大咖把脉2024能否告别“内卷”BOB半岛入口?

  行业资讯     |      2024-09-11 16:04

  本篇年终盘点与非网也采访调研了将近20家汽车芯片相关企业,收集整理了这些企业大咖对过去的总结,以及对未来的一些看法。试图来把脉一下2024年汽车芯片产业的发展脉络。

  在2023年12月6日深圳举行的中国汽车供应链创新成果交流暨大湾区整零对接会上,乘用车市场信息联席会(乘联会)秘书长发布了一组数据回顾2023年,同时对2024年汽车市场进行预判。

汽车芯片大咖把脉2024能否告别“内卷”BOB半岛入口?(图1)

  如果看全球销量数据(1-8月),可以看到全球汽车市场格局变化依然不大。2023年丰田集团依然全球销量排名第一,拍在后面的是大众集团、现代起亚、通用集团等。比亚迪尽管在中国市场已经称王,但在全球市场依然排在10名之外。这里面有因素,有贸易保护因素,也有市场差异化因素。

  那么,2024年中国汽车的国际化出海之路,准备好了吗?如果国际化战略没办法成功,仅仅在中国市场“内卷”,那么上下游产业链的日子依然不会好过。

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  当然,乐观的地方也有。崔东树认为,2023年中国汽车市场产销量突破3000万,2024年将是新能源汽车市场的大年,联产销量将突破4000万。年初将出现开门红爆增局面,随着价格的下降,新能源车还有增长机会,尤其是插电混动还是爆发增长点,车市相对乐观。

  笔者认为插电混动这种产品形态类似于功能手机转智能手机时期的“类智能机”,属于过渡性产品,但现阶段理想、问界的爆火,确实印证了这一个观点。如果要通过纯电方式彻底取代插电混动模式,快充体验的升级可能至关重要。

  目前各大新能源旗舰车型已经开始普及800V高压快充平台,这也对车载功率器件带来不少影响。瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青表示,800V高压快充平台的普及将对车载功率器件提出更高的要求,需要选择具有更高耐压能力、更高电流密度、更低损耗和更好散热性能的功率器件,以确保充电系统的稳定性和可靠性。技术专家牛嘉浩则认为,在800V母线电压的充电设施和电驱系统中,SiC功率器件必不可少。SiC比Si器件具有更强的耐压能力,随着母线电压的提升,它的低导通阻抗和高速开关特性也更能发挥优势。基于 EliteSiC的方案与SiIGBT方案相比,系统尺寸更小,功率密度更大,整体效率更高。

  尽管SiCMOSFET相对于Si IGBT在性能上更加优越,但是Si IGBT目前来看仍然具有相当的成本优势,在800V的系统里也将占据一席之地。短时间内,以高压双电驱应用为例,会存在SiC MOSFET和Si IGBT“高低搭配”的情景。

  国内“卷”得要死,2023年国产汽车(新能源为主)以摧枯拉朽之势,打得日韩欧美合资车在中国市场节节败退,旧王已死,新王还没立起来。目前这个时间节点,特别类似于当年功能手机转智能手机的时候。旧势力垂死挣扎,新势力在养蛊,最终赢家拿走一切。就算是旧势力看到了未来趋势,但包袱太重,转型时间点已经错过。

  国外市场呢,说好听点是岁月静好,说难听点是“温水煮青蛙”。但是,国内各大车企销量狂涨的过程中,仍然只有少数掌握了供应链的车企获得了最多利润,其余似乎卖得越多亏损越多。而汽车产业链也陷入了“内卷”之中,只不过不同企业看待困难的角度不同。

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  安森美碳化硅技术专家牛嘉浩和瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青都认为,2023年最难的地方在于“不确定性”。

  安森美碳化硅技术专家牛嘉浩表示,汽车芯片短缺、全球供应链的复杂性和不确定性及市场需求的变化,可能是2023年汽车产业链最为棘手的难题,汽车制造商需要不断调整生产和采购策略以应对潜在的风险和瓶颈。随着更多传统车企和新兴造车势力进入新能源汽车市场,竞争压力加大,汽车制造商需要不断提升技术创新力以保持竞争优势。同时,行业需要适应不断更新的技术标准和法规,这要求企业在研发、生产和认证等方面进行持续投资和调整。

  瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青则表示,如何在不确定的市场环境中保持领先是汽车产业链中最难的事情。汽车行业是一个技术密集型行业,不断有新的技术和产品涌现。对于汽车产业链来说,跟上技术更新的步伐并适应新的市场需求是非常重要的。在汽车方面,瑞萨重点关注E/E构架、自动驾驶市场的需求以及新能源汽车相关技术等应用方向。E/E架构领域,瑞萨拥有RL78、RH850及R-Car系列,覆盖了高中低不同算力等级的需求。在ADAS/AD方面,瑞萨不仅具有4D毫米波雷达相关产品的开发和制造能力,不久之前,瑞萨推出了第五代R-Car SoC平台,其采用先进的Chiplet封装集成技术,可为车辆工程师在定制他们的设计工作时带来更大的灵活度;电气化的趋势,瑞萨有电机、BMS,以及DCDC、OBC相关产品的解决方案。此外,当前软件定义汽车的趋势愈发明显。对此,瑞萨率先推出应用软件虚拟开发环境,提供先进的调试与评估工具,用于分析和评估软件性能。与此同时,瑞萨还基于这些产品创造了多款成功产品组合以加快客户设计,使其在竞争激烈的市场环境中拥有快速创新的能力。

  2023年,中国汽车行业“卷”时间、“卷”成本,市场普遍追求性价比成为供应链企业面临的挑战。芯擎科技创始人、董事兼CEO汪凯博士总结了2023年在汽车智能化中面临的挑战:包括技术发展和创新需要应对不断变化的技术趋势、降本增效的需求、法规和标准 - 技术创新需保持合规性、数据安全和隐私等。

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  思特威表示,在供应体系层面,思特威建立了多管齐下的供应链体系,持续寻求与更多优秀的国内供应链伙伴进行合作,为客户提供良好的产品稳定性。值得一提的是,思特威Pro全性能升级系列完全采用了国内的晶圆供应链伙伴,实现了全线在国内设计与生产制造。这大力提速了客户产品的高效落地,全面助推了芯片国产化进程。

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  虽然相比隔壁消费电子,2023年的汽车芯片已经算是库存很少的细分市场了,不过库存问题依然存在。

  瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青表示,虽然也存在“去库存”的问题,但与半年前相比,这种情况正在逐渐改善。“为了缓解库存问题,我们应该建立安全库存水平。具体来讲,就是我们不能有非常高的库存,这是一个巨大的资金压力,同时,我们也不能没有库存,因为半导体需求是变化的。为了让库存或者供应更加健康,瑞萨会储备半成品和成品,也就是封测前后不同阶段的备货,让我们的交货期尽量的缩短,但同时又能拥有更灵活的供应能力。”

  黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣表示,黑芝麻智能不存在库存问题,在整个生态链的配合下,黑芝麻智能专注于汽车行业提供高性价比、高价值的智能汽车芯片解决方案。主要产品包括专注自动驾驶的华山系列和专注于跨域融合的武当系列:首个量产符合所有车规认证、目前唯一能实现单芯片支持行泊一体域的本土芯片平台——华山二号A1000,是目前国内最成熟、量产车企最多的本土高性能计算芯片平台,目前已处于全面量产状态,获得国内多家头部车企采用,包括一汽集团、东风集团、吉利集团、江汽集团等,量产交付车型包括领克08、合创V09、一汽集团红旗E001和E202、东风eπ品牌首款纯电轿车和SUV两大车型、江汽集团思皓车型等。另外,基于武当系列C1200的舱驾一体及单芯片NOA方案预计将于2024年底至2025年初量产上车,目前C1200已经完成流片后的完整测试,功能性能验证成功,可以向客户提供样片。

  芯擎科技创始人、董事兼CEO汪凯博士表示,芯擎科技是国内唯一实现7纳米车规级芯片量产的厂商,已推出国内首款、国际第二款7纳米车规级智能座舱芯片“龍鹰一号”。2021年6月,“龍鹰一号”一次性流片成功,年底前正式推出,2022年12月实现量产。2023年是芯擎科技硕果累累的一年。搭载“龍鹰一号”的领克08、睿蓝7、领克06 EM-P等车型已全面推向市场,“龍鹰一号”性能表现优异并引发诸多市场关注。

  “龍鹰一号”现已成为高端芯片量产出货的先锋,到今年年底实现20万片出货量,交付车型包括领克08、领克06EM-P、睿蓝7等,已定点包括吉利、一汽等主流大厂的超过20款车型。芯擎科技与国内外Tier 1建立的多项合作项目在顺利推进中,高端“中国芯”的市占率将实现跨越式增长。芯擎科技正在与多家主流车企和Tier1紧密合作,即将推出基于“龍鹰一号”的下一代舱泊行一体高性价比平台。

  从2022年开始,困扰汽车行业许久的芯片短缺问题逐渐得到缓解,到2023年缺货的情况已经得到改善。虽然汽车行业在芯片供应方面经历了最艰难的时期,但目前仍有少数关键零组件面临产能不足的挑战。这表明,尽管整体状况有所改善,但在特定领域,供应链的恢复仍然面临挑战。世平集团产品行销长室资深副总廖明宗也强调某些特定零件,如碳化硅模组,仍然面临供应紧张。回顾2023年的库存情况,廖明宗表示,2023年受大环境影响,制造商近来不愿意下长期订单,反映了对市场前景的不确定性。他提到,尽管大家目前仍在消化库存,但未来的市场走势仍不明朗。他预测,明年半导体市场的增长可能在10%到20%之间,其中汽车行业的增长尤为显著。他还提到,全球各地区的消费力受到汇率的影响,可能不足以推动市场的大幅增长。

  世平集团华北产品行销管理室副总陈春宏表,根据一线的观察,氮化镓MCUMPU是目前市场上最热门的两个领域。他预计,由于新能源和光伏行业的需求,碳化硅的市场不会出现严重缺货。而MPU领域,尤其是智能驾驶和智能舱技术,将会继续增长。他提到,国内市场有许多企业正在投入MPU和MCU相关产业。

  除了内卷之外,技术上的挑战依然是所有企业面临的共同难点。黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣就认为,保持技术的快速迭代是最具挑战的。在产品研发方面,对黑芝麻智能来说技术挑战主要在将跨域融合芯片产品顺利研发和成功流片,目前C1200已经顺利完成流片后的完整测试,功能性能验证成功,可以向客户提供样片。基于武当系列C1200的舱驾一体及单芯片NOA方案预计将于2024年底至2025年初量产上车。

  安森美碳化硅技术专家牛嘉浩表示,2023年安森美碳化硅技术专家牛嘉浩在技术方面面临最大的挑战是车规级碳化硅(SiC)功率器件的大规模应用。无论是在低压400V平台,还是在高压800V平台,碳化硅器件都能为电动汽车带来显著的效率提升。碳化硅器件可以工作在更高的结温,具有更快的开关速度和耐压能力,这些特性对芯片设计、驱动优化、电路保护、模块封装以及系统集成都提出了特别的挑战。此外,应用碳化硅材料的终端产品在长期可靠性方面的评估和认证仍然具有相当的技术难点。安森美始终追求零偏移、零缺陷的产品质量目标,除了在芯片设计环节秉持质量驱动的理念之外,在生产制造的环节中构建了完整的、丰富的持续性监控,反馈和提升体系。安森美同时参与了许多车规级碳化硅功率器件/模块的认证标准研究工作,另外,特别应对碳化硅功率器件在汽车应用环境中的复杂工况和应力,安森美也与国内外车企展开了深入的合作和技术讨论,共同加速推动碳化硅大规模上车的市场趋势。

  器件20年稳居全球第一,无论技术还是产品都是当之无愧的行业领袖。在第三代半导体,英飞凌拥有近20年芯片研发、器件设计和应用的丰富经验, 是沟槽栅技术、 .XT 连接技术, 以及新推出的增强型M1H碳化硅(SiC)MOSFET芯片技术等多个全球领先技术的倡导者和先行者。凭借这些可信赖的先进技术, 2023年,英飞凌面向绿色能源和零碳工业应用发布了近30个型号的功率半导体器件和驱动芯片,10多款新的参考设计板和评估板,包括业界首发的1200V H7 IGBT 单管系列,2000V 62mm CoolSiC™ MOSFET 模块,以及专门针对牵引应用量身定制的3.3 kV CoolSiC MOSFET等产品。 这些产品的推出,不仅对提升系统效率,减小系统尺寸、降低系统总成本有极大帮助,同时也为市场提供了更多可靠的,差异化的创新方案。

  芯擎科技创始人、董事兼CEO汪凯博士表示,能否做出市场真正需要的产品,是国产车规级芯片企业是否优秀的唯一检验标准。“龍鹰一号”量产后,芯擎面临的技术挑战包括高性能、高性价比的汽车主控芯片成为市场刚需。智能座舱需要处理大量数据,包括车辆传感器摄像头以及其他外部设备会产生大量的数据,处理如此大规模的数据对于汽车厂商来说是一个技术挑战,需要强大的计算能力和高效的数据处理算法,因此需要更高性能和算力的SoC满足沉浸式座舱体验。芯擎科技创始人、董事兼CEO汪凯博士表示,芯擎不做“搬砖式”产品,而是在设计、工艺和性能等方面对标目前国际市场最先进的产品,实现了国产高端汽车芯片领域的技术突破。龍鹰一号的7nm先进工艺可明显降低系统功耗、提升响应速度,降低成本并提高集成度,从而满足汽车智能化发展的需求。

  在“龍鹰一号”的研发过程中,芯擎的团队克服了重重困难和挑战,能够快速实现量产和上车,得益于以下几方面因素:

  “天时”是智能座舱成为用户刚需,多域融合、汽车架构集中化是汽车电子的必然趋势,高性能汽车主控芯片支撑这一趋势的发展;同时,国产汽车芯片对于维护供应链安全至关重要。芯擎科技作为本土芯片企业,能够更好地理解和满足国内市场的需求,从而支撑和保证产业的长远发展。“地利”是汽车芯片在产业链中的地位举足轻重。芯擎科技获得了来自全产业链投资人和合作伙伴的认可和资源整合。“人和”是强大的团队技术实力,芯擎科技拥有顶尖的技术团队和国际化战略视野的管理团队,研发团队是业界唯一同时拥有传统汽车处理器和高端服务器芯片成功研发量产经验的团队,使我们可以顺利地选择在正确的时间推出正确的产品,满足整个车身电子电气架构演进的需求。

  2023年,还有一家公司思特威也解决了诸多技术挑战,在图像清晰度方面,思特威针对夜视全彩性能、分辨率以及快门效率等方面做了升级。公司推出的Lightbox IR®技术可以实现更清晰的近红外成像,在暗光环境下也能实现精确的信息。近期,思特威推出的5MP高分辨率车规级RGB-IR全局快门图像传感器SC533AT搭载先进的Lightbox IR®技术和SmartGS®-2 Plus技术,并应用了High Density MIM工艺能够实现更精确、可靠的舱内视觉感知能力。

汽车芯片大咖把脉2024能否告别“内卷”BOB半岛入口?(图6)

  在汽车芯片领域,特别是涉及到模拟器件,大部分企业都是IDM模式为主。IDM模式的优点在于从设计、制造到封测全过程的垂直整合,能够更好地控制产品质量、生产周期和供应链,这对于对可靠性要求极高的汽车半导体行业来说是非常重要的。然而,IDM模式需要巨大的资本投入来建设和维护晶圆厂,技术更新和产能扩展的灵活性相对较低。Fabless模式则专注于芯片设计,将生产、封装和测试等环节外包给专业的代工厂,这样可以降低初始投资和运营成本,同时利用代工厂的先进工艺和技术快速响应市场变化。但是,这种模式下的公司对供应链的控制力较弱,可能面临供应稳定性和质量控制的挑战。

  安森美碳化硅技术专家牛嘉浩表示,安森美整体的制造战略是Fab-Right,这可以优化资产足迹以提高效率和一流投资资本回报率 (ROIC),建立更具弹性和韧性的产能体系,减少利润波动。在SiC方面,安森美的策略是上下游一体化垂直整合。随着电动汽车市场的发展,对车载功率器件的需求持续增长,未来安森美可能会推动更多的产能扩张。

  瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青则表示,两者模式各有优势。IDM通常需要大量的资金投入,因为需要自己建立工厂进行生产。这种模式的优势在于可以自主控制生产规划,但缺点是资产较重,需要承担较大的投资风险。而Fabless可以让公司轻装上阵,更容易进入半导体行业。这种模式的优势在于资产较轻,不需要自己建立工厂,可以节省大量的投资。但缺点是无法自主控制生产规划,需要依赖代工厂的生产能力。对于瑞萨来说,他们结合了两者的优势,公司既有晶圆厂和封测厂,同时也并购了一些Fabless厂商,这可以让我们有充足的产能,应对供应链挑战。

  过去几年,供应链特别是汽车电子供应链变化较大,这也引发了汽车电子供应体系的变革。英飞凌在供应链体系中处于承上启下的位置,一直很重视与产业链上下游的合作伙伴们保持积极、开放的沟通交流。在就新技术应用、新产品推广、生命周期的产能规划、以及中短期交付计划等方面展开坦诚和具有建设性的交流和协商,取得了客户和市场的认可。与此同时,英飞凌作为全球领先的半导体科技公司,一直致力于对产能进行持续投资,坚守产品质量和服务水平,为全球客户提供完善的系统解决方案和稳定的产能保障。

  面对一个持续增长的新能源汽车市场,同时基于对市场发展的长期预测,英飞凌正在持续扩大产能。英飞凌的目标是尽可能可靠地为客户供货。首先是在奥地利菲拉赫新建的12寸全自动薄晶圆工厂,已于2021年9月正式交付投产,这也标志着英飞凌成为全球唯一一家同时拥有两座12寸晶圆厂的半导体公司。这两座工厂完全运行之后每年能满足全球2500万辆电动汽车对于功率半导体的需求。此外,英飞凌将在马来西亚居林建造全球最大的200毫米碳化硅功率半导体晶圆厂,以满足不断增长的汽车应用的需求。

  安森美碳化硅技术专家牛嘉浩表示,安森美会继续深耕智能电源和智能感知技术,通过技术创新和产品升级来提高在电动汽车、自动驾驶、充电桩、光伏储能、工业自动化等关键市场的竞争力,并继续执行收入增长战略,以新品发售、增量利润投入碳化硅(SiC)增产等方式,努力实现高于半导体市场预期的年复合增长率,加强碳排放管理和可持续发展实践,推动业务流程的深度去碳化。

  安森美也会继续加强和合作伙伴的战略合作关系,通过签署长期供应协议确保稳定可靠的供应,并通过和客户共建联合技术应用实验室来推动创新和产业升级。

  此外,随着技术和环保法规的不断更新,安森美会持续关注,从而开发符合新标准的产品和方案,同时灵活应对市场需求的变化,保持市场竞争力。

  瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青表示,2024年面对市场的不确定性,一方面要有足够的市场洞察力来正确判断市场、及时调整战略。另一方面构建强大的垂直整合和供应能力,以面对市场的潜在风险。过去两年,面对新能源汽车暴增所带来的芯片需求剧增,瑞萨积极调整了产能,不仅加强了自身工厂的产能,还结合外包厂,用装备端的优势,打造了一个更灵活、有弹性的供应。另外,近两年市场也充满动荡,瑞萨积极调整库存,致力于提升安全水平,减少风险。但不管外部环境怎么样,瑞萨始终与上下游,以及客户紧密联系。虽然经历的考验很大,但公司克服了很多障碍,在市场上依旧表现稳定。

  英飞凌集团2023年实现了创纪录的营收和利润,全球总营收超过了163亿欧元,同比增长 15%。可再生能源、电动汽车等目标市场都保持了强劲的增长势头。英飞凌表示,从半导体的市场需求来看,低碳化趋势将继续推动功率半导体市场强劲增长,尤其是基于宽禁带材料(碳化硅和氮化镓)的功率半导体, 预计到 2030 年,SiC 的市场规模将增长至约 200 亿欧元。就垂直细分市场来看,电网对可扩展性、现代化和灵活性的要求,带动着输配电和储能解决方案的市场需求增长。 伴随新能源车的普及,作为满足车主快速充电需求的超充设备也将成为行业风口。 英飞凌还表示,2024年英飞凌将坚定不移的加码新能源,保持技术和产品创新,坚持客户导向,通过合作共赢,共同赋能产业发展。

  思特威表示,2024年,思特威还将重点布局智能安防、智能车载电子、工业机器视觉以及智能手机领域。在智能安防领域,随着行业迈入智能化发展阶段,市场对安防摄像头的性能要求将进一步提高。其中,CMOS图像传感器的夜视效果仍然是安防领域未来着重的性能区域,针对这一趋势,思特威的Lightbox IR®,可以把在850nm与940nm近红外波段下的QE量子效率拔高,即使在超低照环境中依旧能实现出色的夜视成像性能。在工业方面,随着机器视觉的应用场景不断扩增,我们将进一步完善自己的产品阵容,从面阵传感器到线阵传感器,我们还将持续迭代产品与解决方案,以推动工业自动化升级。最后在车载领域,ADAS渗透率逐步深入,需要车载摄像头具备更高的分辨率和更广阔的视野,来满足“看得清”和“看得远”的性能需求。对此,思特威会研发更加符合车用要求的产品,加速智能汽车设计。另外,智能手机对于多摄化和高像素的需求日益显著,思特威也将持续关注市场。

  黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣表示,黑芝麻智能将持续着力技术研发与产品升级,例如2024年会推出自动驾驶大模型,以及面向L3及以上自动驾驶的A2000芯片。A2000支持大模型在自动驾驶场景的应用,在芯片架构和算力上都会有大的突破,通过大模型生成技术,通过可控、有限的数据量输入,A2000自动驾驶大模型能够覆盖更多场景,支持大模型在车上的快速量产,推进跨域融合的市场化落地。与此同时,黑芝麻智能将持续加深海外合作,进一步帮助中国车企走向全球,不断为车企和合作伙伴创造价值。

  芯擎科技创始人、董事兼CEO汪凯博士在面对2024年的时候,则表示首先要继续将“龍鷹一号”推向更广阔的市场,为更多车厂提供更佳选择。同时,芯擎加快研发,将在2024年上半年推出自动驾驶芯片产品,也将与国际一线品牌对标竞争,为高速NOA和城市NOA提供国产高算力平台。最终,芯擎将提供智能座舱芯片、自动驾驶芯片、高阶网关芯片和车载中央处理器芯片,对汽车智能化领域的核心高算力芯片做到全覆盖。在生态体系建设方面,与国内车厂和造车新势力开展更多层面的交流和合作,携手产业链伙伴实现共赢。芯擎科技创始人、董事兼CEO汪凯博士还透露了其IPO计划,预计将在2025年左右实现IPO。据介绍,芯擎科技的部分投资方同时也是产业链的合作伙伴,包含吉利、一汽等汽车制造商,其他投资方还包含IP提供商安谋中国,产业链伙伴包含中芯国际、东软、博世等的支持等等。目前,芯擎也在积极开拓工业市场。

汽车芯片大咖把脉2024能否告别“内卷”BOB半岛入口?(图7)

  黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣表示,从行业经验来看,推动电子电气架构演进的先行者往往都是芯片公司,而这种架构创新能够给产业链及合作伙伴带来更多可能性。黑芝麻智能认为,行业对于单应用方向的性能探索将放缓,多应用融合开始加速;智能化功能逐步向中低端车型普及,汽车行业整体倾向于在最多量产车型上用更高的性价比来支持尽可能多的智能化功能。

  据介绍,黑芝麻一直追求性能、功耗和成本之间平衡,具体包括芯片本身成本以及系统成本的平衡,基于对市场趋势的判断,黑芝麻智能在2023年3月份发布支撑城市NOA级别的域,基于两颗华山二号A1000芯片,满足100T以上算力的同时,是国内最早提出将BOM成本控制在3000元以内的本土芯片厂商。

  其次,黑芝麻智能专注于多产品线布局,华山系列专注自动驾驶,武当系列专注跨域融合,同样迎合降本需求、用更高的性价比来支持尽可能多的智能化功能。跨域融合是在电子电气架构演进过程中的突破,通过车内不同的功能域逐渐融合可以把车内的四个域(座舱、驾驶、车身、网关)放在一颗芯片里,为客户考虑通过芯片整合,实现多功能支持,帮助客户在一辆车上实现更多智能化功能集成。

  黑芝麻智能是业界首个提出跨域融合概念且推出芯片的公司,武当系列C1200是旗下首颗高性能跨域计算芯片。作为行业首款搭载ArmCortex-A78AE车规级高性能CPU核和Cortex-G78AE车规级高渲染能力的GPU核的车规级跨域计算芯片,C1200在多项指标上获得国内乃至业界第一,内置了行业最高的MCU集成算力、集成万兆网络硬件加速能力半岛·BOB官方网站。

  在满足车规安全的前提下,黑芝麻智能致力于给不同的智能化终端提供综合算力,把方案做成平台化,让客户更好地用相同的软件套件、软件工具链在不同芯片上开发不同的应用。这样用软件体系支持不同的产品线,帮助客户降低研发投入和前期复杂度以尽可能缩短研发周期,进一步助力车企降本增效。

  瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青认为,在所有应用于新能汽车中的几大类芯片中,功率和主控芯片两者合计占汽车半导体成本50%甚至更高。其中,主控芯片负责计算、分析、输出、控制,在自动驾驶趋势下,随着算力需求不断提高,高集成的“CPU+XPU”异构式SoC在汽车上的应用将涌现更多机会。功率芯片是新能源的核心,目前最常用的是绝缘栅双极型晶体管IGBT,它在驱动系统、转向系统、电池、空调控制等模块上均有应用,是最具发展潜力的器件。并且随着第三代半导体技术逐渐成熟,SiC功率器件也会在新能源汽车中拥有广阔前景。

  瑞萨认为影响其上车进程的因素是成本和性能。对于半导体芯片来说,每个工艺的提升,能够带来更高的性能,更低的功耗,同时在成本上也能带来更明显的优势。基于此认知,瑞萨通过持续研发产品,不断向业内输出兼具高性价比与高性能的车规级产品。

  瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青预计2024年碳化硅上车的产业化进程不断提速。对于此趋势,瑞萨也积极布局。除了目前拥有的一条6吋碳化硅生产线年在碳化硅领域投入了大量的资金和精力来提升产能和技术,预计瑞萨新的碳化硅8寸产业将在2025年实现量产。

  瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青也分享了其在新能源汽车领域的发展思路。第一,深耕功率器件,在保持IGBT生产的同时,进军碳化硅领域,瑞萨已经在碳化硅方面投入大量产能,预计2025年会实现量产。第二,是跨域融合,随着汽车产业发展,在新的技术领域的不断的需求,瑞萨把原有的面向工业领域,消费领域的一些产品的IP,向汽车级产品进行了一个有效的融合。第三,是持续加大高性能MCU和SoC的研发投入,来满足域控和ADAS的产品需求。其中,MCU是汽车芯片占比第一的细分品类,它可以将内存、计数器、USB、A/D 转换等周边接口都整合在单一芯片上,实现对产品的运算和控制,在一辆豪华车或新能源车里,通常拥有数百个MCU来实现各种智能化功能。SoC将系统关键部件集成在一块芯片上,目前,主要应用在智能驾驶和智能座舱领域。瑞萨新公布的第五代R-Car SoC是面向高性能应用,其采用先进的Chiplet小芯片封装集成技术,将为车辆工程师在设计时带来更大的灵活度。举例来说,若高级驾驶辅助系统(ADAS)需要兼顾更突出的AI性能时,工程师可将AI加速器集成至单个芯片中。

  更值得期待的是,瑞萨下一代R-Car产品家族两款MCU产品规划:全新跨界MCU系列和为车辆控制应用量身定制的独立MCU平台。这两款MCU都将采用Arm架构,为车辆工程师提供可扩展选项和软件复用性。与此同时,瑞萨计划提供一个虚拟软件开发环境,配合汽车行业广为人知的“左移”模式。这些软件工具将允许客户在开发过程中更早地进行软件设计与测试。

  思特威则表示,在新能源汽车领域,除了电池能效方面的竞争,各大车企也会围绕着“高级辅助系统”展开一场关于智能交互的变革。随着自动驾驶技术不断渗透,ADAS系统的复杂性和功能性也在不断增强,需要依靠更强大的计算能力和更高效的数据处理能力。这对半导体器件,特别是处理器和传感器的要求日益严格,也推动了相关技术的快速发展。为了更好地匹配汽车市场的严苛需求,思特威建立了完善的车规级芯片研发与质量管理体系,目前公司已通过IATF16949、AEC-Q100以及IS26262:2018汽车功能安全流程ASIL D三大行业标准体系认证,标志着公司具有为车载CIS产品全生命周期“保驾护航”的能力,公司旗下高可靠性的车载CIS产品已经在比亚迪、一汽、上汽、东风日产、长城、韩国双龙、开沃、零跑、岚图等客户中有所体现。

  安森美碳化硅技术专家牛嘉浩表示,车载应用是SiC市场的重要驱动力,尤其是电动汽车和混合动力汽车的普及,预计2024年车载SiC市场将继续保持强劲的增长态势,向 200mm SiC 晶圆的发展将加快电气化进程,促进规模经济,技术进步和制造效率的提升将有助于降低SiC器件的成本,推动其在车载应用中的更广泛采用。随着汽车制造商对更高能效和续航能力的追求,会有更多搭载800V平台的车型发布,对SiC功率器件的需求会进一步增加。为了确保供应稳定性和应对潜在的供应链风险,汽车制造商和SiC供应商应加强合作,包括签订长期供货协议和投资扩产项目。

  安森美碳化硅技术专家牛嘉浩同时表示,那些能够提高能源效率、增强安全性能、支持先进通信技术和提升驾驶体验的模拟芯片品类将在汽车电动化、智能化的浪潮中得到更多的关注和发展机会。电动汽车对高效、可靠的电源管理需求极高,包括主驱逆变器车载充电器(OBC)、DC-DC转换器等。这些系统都需要高性能的电源管理芯片来优化能源使用、延长电池寿命并确保系统的稳定性。电动车的电动机控制需要高效的电机驱动芯片,以实现精确的速度控制、扭矩管理和能效优化。自动驾驶和先进驾驶辅助系统(ADAS)依赖于智能感知方案,如CMOS成像、和深度感知等传感器融合算法能够探测到更多关键细节信息,帮助驾乘人员迅速作出反应,安全性大大提升。在汽车信息娱乐系统、车载通信系统以及安全系统中,信号链器件如运算放大器比较器数据锁存器等对于信号处理和系统性能至关重要。为了确保汽车电子系统的安全和可靠性,过压保护过流保护以及电气隔离器件的需求也将增长。精确的温度和电流检测对于监控系统状态和防止过热、过载等故障也非常重要。安森美深耕汽车领域二十余年,拥有上述所有品类的高性能AEC认证产品组合,推动汽车电气化、智能化进程。

  SiC MOSFET和SiC二极管能够提高系统的能效、减小尺寸和重量,从而提升电动汽车的续航里程和性能。安森美的SiC工艺平台已从M1的Square Cell结构、M2的Hex-cell迭代到M3的strip-cell,在导通电阻开关损耗、反向恢复损耗以及短路时间等关键性能指标上均为业界领先水平,同时实现最优的成本。我们也提供优化的栅极驱动方案,以更高效可靠地驱动SiC。此外,我们的Elite Power Simulator在线仿真工具和PLECS模型自助生成工具针对EliteSiC系列及应用,使工程师在开发周期的早期阶段,通过对复杂电力电子应用进行系统级仿真,获得有价值的参考信息,适用于软/硬开关应用、边界建模和自定义寄生环境,为电力电子工程师节省时间和成本。

  安森美持续开发先进的封装技术,如银烧结、压铸模双面水冷等实现高效率、高功率密度的功率模块 (包括硅基模块和SiC模块),用于车载充电器(OBC)、主驱、DC-DC转换器等,优化能源使用,延长电池寿命,并确保车辆电气系统的稳定运行。创新的Top Cool MOSFET将散热焊盘移至顶部,这样散热器可以直接焊接到器件上,不仅改善了 MOSFET 的散热,还可以在PCB的下侧布置元件,从而提高功率密度并简化设计。

  安森美提供各种传感器解决方案,包括图像传感器、传感器等,通过在高动态范围、信噪比、微光性能、低功耗、小尺寸等方面进行创新,推进先进驾驶辅助系统(ADAS)和更高级别的自动驾驶,提高行车安全。如Hyperlux系列图像传感器具备领先行业的150 dB超高动态范围(HDR)和减少LED闪烁(LFM)功能,且功耗超低,尺寸小,助力汽车制造商打造更准确、更智能的决策系统,这是实现全自主驾驶的关键一环。

  高速数据传输和通信技术,支持车载以太网和其他车载网络标准,涵盖 LIN、CAN 和 FlexRay等主要技术,以实现车辆内部及与外部环境的高效通信。针对区域控制架构趋势,安森美正大力开发 10BASE-T1S 以太网技术。

  安森美为汽车内外照明提供高亮度、低功耗的LED解决方案,包括前大灯、尾灯、内饰灯等,以提升能见度、设计灵活性和节能效果。

  安森美提供电源和控制解决方案用于车窗、座椅、空调、雨刷等车身电子设备,以提升驾乘舒适性和便利性。

汽车芯片大咖把脉2024能否告别“内卷”BOB半岛入口?(图8)

  在“智能化”赛道,芯擎的“龍鹰一号”布局多年,直接对标产品是国际一线品牌。芯擎科技创始人、董事兼CEO汪凯博士特别介绍了“龙鹰一号”与竞品的性能对比:国际一线KDMIPS,龍鹰一号的CPU算力在100KDMIPS;使用虚拟机支持多操作系统的情况下实际有效算力损耗15%左右;

  国际一线GFLOPS,龍鹰一号的GPU算力在900GFLOPS;自行研发的IP支持多操作系统同步运行,无需虚拟机,用户实际可获得算力高于高通产品;

  “龍鹰一号”双芯片通过创新的SE-LINK级联方案,可具备200KDMIPS,1800GFLOPS,16 TOPS的算力和性能。有效提升的算力,可支持多个高清4K屏和大型3D游戏,进一步提供沉浸式座舱体验。并提供包括APA辅助泊车、RPA远程泊车等全场景泊车在内的L0-L2辅助驾驶功能,可以实现“舱泊行一体”。

  此外,根据知名测评软件(安兔兔)车机版实测结果显示,领克06 EM-P搭载的“龍鹰一号”测评跑分超过50万,超过海外一线品牌同级别芯片的测评结果接近20%。同时,芯擎科技“龍鹰一号”参考设计板在相同测评软件车机版的自测跑分接近54万。强大的性能表现,使得汽车车机表现超过旗舰手机的水准,再次印证了龍鹰一号的产品力,让中国车企搭载“中国芯”成为更优的选择。

  英飞凌同样看中智能座舱赛道,英飞凌表示,未来的座舱一定会是汽车智能化最重要的体现之一,所有人机交互的应用都可以在座舱里实现。英飞凌的半导体技术及其在软硬件方面的创新将会定义未来汽车的智能座舱,乃至重新定义汽车。在自动驾驶领域,英飞凌提供以AURIX™系列MCU为核心的完整智驾解决方案,搭配专用的电源管理芯片OPTIREG™ PMIC,并有NOR Flash、MOSFET、智能高边开关和CAN/LIN收发器等的配套支持。在高阶自动驾驶领域,英飞凌提供为SOC供电的大电流供电系统和硬件加密信息安全芯片。所有芯片均基于最新的信息安全与功能安全标准设计,结合英飞凌享誉业界的“零缺陷”质量体系,让自动驾驶更安全,让客户用得更放心。

  英飞凌认为,发展迅速的新能源汽车半导体应用可以分为几个领域:分别是功率半导体、智能化和自动辅助驾驶需要的半导体、推动网联化的半导体。因此,英飞凌围绕这三方面的应用,构建了完整的、全面的、系统级的车用半导体解决方案。

  虽然有些分析机构认为2024年新能源汽车市场发展会有所放缓,但面对2024年,在英飞凌关注的主要业务领域,也看到了市场的一些积极信号:

  具体到市场端,英飞凌汽车电子业务将重点推进以下两个方面。一是针对车厂和Tier-1的需求,提供系统级的解决方案。以新能源汽车主逆变器为例,英飞凌从电源芯片开始,到电流传感器位置传感器、再到微MCU、driver高压驱动芯片以及功率器件,完整构建了一个高效、高性能且极具竞争优势的系统级产品解决方案。二是注重协作创新,比如和更多的车企建立创新应用中心,从时间、成本、技术先进性上助力他们下一代的产品研发。

  在汽车电子领域非常热门的SiC技术。英飞凌认为SiC正在越来越多地被采用,特别是在车载充电器、高低压DC-DC转换器,以及牵引逆变器中。出于对小型化、更耐压功率器件的需求,国内外众多车企都已开始使用或研发下一代SiC逆变器。因此,半导体厂商面向下一代车用SiC功率器件的开发必不可少。英飞凌在未来三到五年间将重点投资下一代更高效的半导体技术,包括Si及SiC,以提供更高功率密度、更高集成度、更高灵活度的封装模式的新产品。从新能源汽车实际应用的角度来看,续航里程和电池装机量是关键。SiC技术能够显著的提升续航里程,或者相同续航里程下,降低电池装机量和成本。这是越来越多的车厂开始规划新的SiC技术方案的原因。

  根据笔者针对20家受访汽车芯片企业的调研,统计出在以上技术趋势中,看好“L3级自动驾驶落地商用”的企业占40%,看好“城市领航辅助驾驶(NOA)全国重点城市覆盖”、“跨域融合芯片(舱驾一体)将普及”、“800V高压快充成中高端车标配”的企业分别占25%、10%、15%。

汽车芯片大咖把脉2024能否告别“内卷”BOB半岛入口?(图9)

  除了芯片企业,受访企业中还包括EDA企业。就表示,随着软件定义汽车(SDV)、Chiplet封装等趋势的发展,汽车芯片变得越来越大、越来越复杂。比如软件定义汽车,越来越丰富的场景就会要求更好的软硬件协同,甚至汽车芯片的开发,要提前就和软件做适配,不可能等到做出来了,再发现支持不了,那就来不及了。

  “软件定义汽车”的趋势下,芯片硬件作为运行软件的基础,对其要求是越来越高的。芯华章首席市场战略官谢仲辉看到的一个趋势是汽车芯片从原来通用型、分散化的单一功能芯片,正快速转向集成化的多功能SoC芯片。这就已经是系统级的芯片了,是一个软硬件一体化、多节点一体化的复杂平台,每个节点都有自己的控制单元(如CPU)和计算单元(如AI、NPU),每个节点都有自己的操作系统和应用软件。为满足这种复杂的开发需求,一方面的影响是会通过提升制程工艺,来提供集成度更高的个性化、高性价比产品,比如有报道显示高通发布的座舱平台,性能最高的处理器骁龙8295就计划采用5nm工艺。那未来,一定也会有3nm的产品出现,这是市场竞争下的必然趋势。

  另一个影响,其实是通过系统级的创新,在工艺制程受限的情况下,来通过更好的算法、更好的软硬件协同等等,来满足最后产品使用层面整体更高的要求。这就不仅涉及到禁止你使用最先进的芯片问题了,而是整个产业链各个环节都会受到影响。“比如拿我们熟悉的EDA来讲,美国为什么对GAAFET设计专用EDA工具加以管控?这是在先进制程工艺会大量用到的技术,就是为了限制中国整体产业链向上攀登。所以我认为最终的发展和突破,也一定是整个产业链,整个生态的进步。” 芯华章首席市场战略官谢仲辉表示。

  瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青也认同软件定义汽车的技术趋势。瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青表示,软件定义汽车意味着汽车电子电气架构(EEA)系统管理的改变,即由分布式管理,向集中式和域控制模式演进。在后者主要的三大系统——联网和服务中的软件更新及安全、ADAS的协同控制和大数据传输,以及EV中的减重和高效,都将由底层的传感和执行到区域和域控制再到中央计算单元进行支撑。针对新EEA的这种变化,瑞萨电子正在重点围绕传感和执行、域控制以及网关三个层面布局产品线和方案,并从两个方向为客户提供更大价值:一是性能扩展,满足不同的车辆等级需求,其对应的产品包括高性能的SoC、跨域32位MCU,以及高质量的16位MCU;二是跨车型、应用以及代际的通用化的软件及IP,以使软件具备高度可重用性和可移植性,加快产品上市时间,并且降低客户的开发成本。

  瑞萨电子全球销售与市场本部副总裁赖长青同时表示,“硬件预埋,软件升级”的策略也意味着在汽车设计和生产过程中,预先安装好必要的硬件设备,但并不立即提供全部功能,而是通过软件升级的方式逐步优化和扩展功能。这种策略的采用,使得汽车在生产出来后,可以通过不断的软件升级来适应新的技术、满足用户新的需求,甚至可以提供一些新的、之前未预料到的功能。这为汽车行业的发展提供了更大的灵活性,也使得汽车变得更加智能化、个性化。

  AI让各种使用场景更智能,但由此就需要更高性能和算力的芯片来支撑;Chiplet则是工艺提升逼近极限情况下,提供了另一种有效的实现手段,把各种“芯粒”封装在一起,满足更复杂的使用需求。这些给EDA带来的影响很大。从多核、Chiplet封装、多节点到完整系统,复杂的验证规模可以轻易达到百亿甚至千亿门,对验证工具的容量提出了更高的要求,试想如果验证平台根本无法仿真完整的应用系统,又怎么能证明设计是完整正确的?效率也是另一个问题,供数十亿至数百亿规模容量的验证平台,其性能、规模、可调试性又往往成为难以平衡的选择。验得太慢对客户就没有意义了。

  面对这些问题,芯华章提出了“敏捷验证”的概念。要想敏捷开发,必须要有敏捷验证的支撑,需要能够以低成本在各个芯片验证与测试环境中,进行自动化和智能化的快速迭代,并提早进行系统级验证,透过统一的数据库和高效的调试分析,进行验证与测试目标的高效收敛。

  比如,针对自动驾驶应用芯片,芯华章高性能硬件仿线不仅有高性能仿真和深度调试,还提供了LPDDR5模型用于客户内存仿真,提供CSI和DSI模型用于仿真自动驾驶系统的输入和输出,这些都超出了单颗芯片的范畴,是针对软硬件一体化的系统方案进行仿线年,黑芝麻智能部署了芯华章高性能数字仿真器GalaxSim Turbo,用来强化新一代大算力车规芯片的开发。芯华章首席市场战略官谢仲辉表示,之所以能获得用户青睐,是因为GalaxSim Turbo与一般数字仿真器不同的地方,在于其智能分割以及分布式仿真技术,可以多线程、多进程处理仿真任务,方便用户在设计的RTL阶段,以1K-10KHz的速度提前进行软硬件协同的系统级仿真验证,极大地缩短开发周期。

  就在不久前,芯华章数字仿真器取得了德国莱茵TÜV集团ISO 26262 TCL3功能安全工具认证,能够支持汽车安全完整性标准最高ASIL D级别的芯片开发验证。本次获得认证的GalaxSim已经在多家国内领先的芯片设计、晶圆代工企业的前后端仿真中进入实际项目,应用在从IP模块、子系统验证到后端门仿的多种场景,性能对标国际领先水平,得到客户的认可。

汽车芯片大咖把脉2024能否告别“内卷”BOB半岛入口?(图10)

  不过,在智能化的下半场,主机厂与其产业配套供应商已经意识到,产品的功能和体验不仅仅依靠软件定义来实现,同时也需要芯片定义的支持,通过更好的软硬件协同,在满足性能和安全性的同时,在系统级层面给用户提供更高性价比的方案与产品。也就是说,软件和硬件两者缺一不可。

  有这样一组数据,一款车型的SOP大概需要36~48个月,芯片的开发周期也需要24~36个月。9成以上的在售新车型,都在用上一代芯片。如何快速缩短这中间的周期呢?EDA其实可以在里面发挥很大的作用。芯华章首席市场战略官谢仲辉表示,芯擎是我们重要的汽车用户。借助芯华章车规级EDA验证工具,芯擎能够在芯片设计阶段,就进行和真实使用场景一致的系统级软硬件联合仿真和调试,提升系统级应用环境下软硬件协同表现,降低芯片在整车应用过程中的风险。让新车不再用“旧“芯片是芯华章仿真车方案希望赋能行业解决的核心问题。

汽车芯片大咖把脉2024能否告别“内卷”BOB半岛入口?(图11)

  这就涉及到芯华章提出的“PIL处理器在环仿真”概念。目前这个概念已经被收录在中国汽车工业协会发布的《中国汽车工业软件发展建设》里。PIL融合了场景仿真和芯片仿真技术,更好打造从芯片到主机厂的闭环,结合整车V开发模型,从系统出发,提供了基于场景的ECU评价体系、算法优化解决方案,支持车规级芯片提前1-2年实现定点上车,并通过云场景遍历仿线%的时间。在面向城市道路、户外越野等汽车行业诸多丰富且独特的应用场景,需要基于特定场景,融合更快、更高性能、更安全的芯片仿真技术,如此才能有效降低芯片在整车应用过程中的风险,在确保低故障的同时,又能够让芯片的性能真正发挥出来。一款优秀的场景和芯片仿真验证工具,可以帮助解决时间、人才、工具等三方面的挑战,更快地进行定制化芯片的研发,降低开发人才门槛,缩短开发周期,降低各项风险。

  (RENESAS)于2003年4月1日—由日立制作所半导体部门和三菱电机半导体部门合并成立。RENESAS结合了日立与三菱在半导体领域方面的先进技术和丰富经验,是无线网络、汽车、消费与工业市场设计制造嵌入式半导体的全球领先供应商。创立日期2003年4月1日公司法人董事长&CEO伊藤达业务范围单片机逻辑模拟等的系统LSI、分立半导体元件、SRAM等的存储器开发、设计、制造、销售、服务的提供。集团成员44家公司(日本20家,日本以外24家)年度销售额2006财年(截止至2007年3月):9526亿日元(约83亿美元)从业人员:26000人(全世界20个国家、43家公司)瑞萨科技是世界十大半导体芯片供应商之一,在很多诸如移动通信、汽车电子和PC/AV 等领域获得了全球最高市场份额。瑞萨集成电路设计(北京)有限公司苏州分公司(RDB-SU)是瑞萨科技全资子公司,2004年1月成立以来,现已拥有150多名优秀工程师,承担着家电和汽车电子领域MCU的一系列设计工作,并在2006年4月开始开发面向中国市场的MCU。

  (RENESAS)于2003年4月1日—由日立制作所半导体部门和三菱电机半导体部门合并成立。RENESAS结合了日立与三菱在半导体领域方面的先进技术和丰富经验,是无线网络、汽车、消费与工业市场设计制造嵌入式半导体的全球领先供应商。创立日期2003年4月1日公司法人董事长&CEO伊藤达业务范围单片机逻辑模拟等的系统LSI、分立半导体元件、SRAM等的存储器开发、设计、制造、销售、服务的提供。集团成员44家公司(日本20家,日本以外24家)年度销售额2006财年(截止至2007年3月):9526亿日元(约83亿美元)从业人员:26000人(全世界20个国家、43家公司)瑞萨科技是世界十大半导体芯片供应商之一,在很多诸如移动通信、汽车电子和PC/AV 等领域获得了全球最高市场份额。瑞萨集成电路设计(北京)有限公司苏州分公司(RDB-SU)是瑞萨科技全资子公司,2004年1月成立以来,现已拥有150多名优秀工程师,承担着家电和汽车电子领域MCU的一系列设计工作,并在2006年4月开始开发面向中国市场的MCU。

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