一辆汽车居然含有$1500当量的半导体,来看看都是啥

2019-04-25来源: 中国电子报关键字:传感器  微控制器

image.png

 

一辆新能源汽车的半导体价值是传统燃油汽车的两倍之多,比如一辆特斯拉Model 3的半导体价值高达1500美元。专家表示,汽车电子化率将会从现在的30%逐步提升到50%以上,汽车电动化、智能化渗透率持续提升,将为汽车半导体行业带来重大市场机遇。

 

传感器,汽车的眼睛耳朵

 

汽车智能驾驶系统由感知、决策、执行三个层面组成,其中,感知系统是前提,涉及了大量的传感器应用。汽车传感器作为采集智能驾驶所需数据的眼睛和耳朵,把汽车运行中各种工况信息转化成电讯号输送给决策单元最终下达指令控制车辆运行。

 

赛迪顾问汽车产业研究中心总经理鹿文亮表示,汽车智能化的终极目标是实现自动驾驶,自动驾驶系统需要稳定性更高、更灵敏、更全面的传感器。

 

汽车传感器可分为环境监测、车身感知两大类。自动驾驶系统运行中所需的环境监测传感器(包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达)数量增长迅速,占据了汽车传感器总成本的绝大部分。

 

北汽产业投资有限公司投资副总监林雨在接受《中国电子报》记者采访时表示,多传感器融合成为自动驾驶传感器未来的发展趋势。记者从特斯拉官网获悉,一辆特斯拉的标配共有8个摄像头、1个77G的毫米波雷达和12个超声波雷达,足以保证Tesla L3级别对于变道、合流、出高速的基本功能。虽然未见到激光雷达的身影,但内行一眼就能看出来,特斯拉将毫米波雷达和视觉的融合体现出特斯拉传感芯片的算力之强。

 

目前,全世界约50个国家、超过6000家机构正在从事传感器的研发和生产。中国汽车传感器90%以上的市场份额都被西门子、博世、霍尼韦尔等国际零部件企业占有。瑞萨、英飞凌、恩智浦等半导体供应商的自动驾驶平台已经实现毫米波雷达、视觉、激光雷达、车联网等多传感器融合,可支撑L3级以上自动驾驶,在降低功耗的同时保证了出色的算力。

 

前不久,征战在通讯设备领域的苹果也表示出对下一代激光雷达传感器的兴趣,从特斯拉公司和Alphabet旗下谷歌挖走一批重要员工。据悉,苹果正在自主研发的自动驾驶传感器能够对道路进行三维观察。

 

专家指出,在千万亿元级的汽车传感器市场中,国内企业多数只能做一些低端产品,如水温和压力传感器等,尚未形成独立的产业。

 

近几年,中国企业似乎已经找到了闯进传感器市场的突破口,我国超声波雷达技术尽管在稳定性和可靠性上还有待进一步提高,但凭借着高性价比的产品、快速及时的服务,国内的同致电子、豪恩、奥迪威的UPA已成功进入各大汽车厂的采购目录。

 

同济大学教授白杰认为,毫米波雷达成为我国企业进一步闯进市场的良好切口,较激光雷达和超声波而言,监测精度更高,而成本较低。

 

记者了解到,我国的毫米波雷达市场已经进入快速发展阶段,早在2011年,厦门意行便开始了毫米波雷达前端射频芯片的研发;行易道、苏州豪米波、森思泰克等企业也处于研发状态;深圳安志杰已实现24GHz和77G产品的量产。

 

此外,传感器领域的兼并收购也开始呈现,国外大型传感器已完成第一轮并购,形成了自身技术优势,国内传感器企业也开始走入并购重组的轨道,这将为我国传感器企业在研发实力上带来更多提升的机会。

 

微控制器,汽车的决策大脑

 

在接收到传感器收集到的车辆行驶控制指令后,决策层面开始发挥重要作用。MCU(微控制器)作为决策层面的核心单元,成为分析数据并指挥全系统运行的大脑。一般来说,单车的MCU芯片需求量在50颗左右,约占整车半导体器件成本的三成。

 

MCU既可工作于车体的次系统,又能服务于复杂的驱动系统,为预碰撞、自适应巡航控制、自动驾驶系统等提供数据处理和控制。

 

公开数据显示,国内MCU市场年复合增速将达到11.7%,预计到2020年市场规模将突破500亿元。目前全球前八大MCU厂商(包括瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、Microchip、意法半导体、三星、德州仪器和Cypress)在中国市场占有率达到88%。总体来看,绝大多数国产MCU企业还无法与国外企业抢夺市场份额。对于中国企业而言,目前占据的主流市场还停留在应用于汽车次级系统的8位MCU,占比50%左右。

 

近年来,我国的IoT、5G、人工智能、边缘计算等丰富多样的新技术生态,正在积极“拥抱”MCU市场,重燃了在汽车电子领域的热情。鹿文亮表示,人工智能算法将在嵌入式MCU平台上运行并进行优化,这将为中国MCU企业带来新的机遇。

 

瑞萨电子(中国)汽车电子销售中心应用技术部高级专家赵坤表示,自动驾驶系统在性能、可靠性、实时性、功耗效率以及对应的算法等方面对处理芯片提出了最高标准的要求,这就需要将人工智能算法导入到车载芯片中。

 

我国已有企业实现在该领域的芯片量产。据上海地平线总经理、征程芯片研发负责人吴征介绍,地平线的第一代征程芯片是中国最早实现量产流片的人工智能芯片,计划在今年内推出新一代人工智能芯片征程2.0芯片,该芯片集成了地平线新一代自主研发的BPU(Brain  Processing Unit)和视觉感知技术,预计将成为中国的第一款车规级AI芯片。

 

零跑汽车与大华股份联手研发的AI自动驾驶芯片“凌芯01”进入集成验证阶段,预计在今年第二季度进行实车测试。

 

功率半导体,汽车的心脏

 

在汽车的执行层面,功率半导体(又称电力电子器件)在电路中实现电能转换和控制,成为为汽车的驱动系统提供澎湃动力的心脏。公开数据显示,新能源汽车中功率器件的成本高达387美元,占整车半导体价值的55%。新能源汽车相比传统燃油汽车新增的半导体成本中,功率器件成本约为269美元,占总增加成本的76%。

 

林雨表示,由于新能源汽车中的电源驱动和蓄电池组替代了燃油车的发动机和燃油,电机驱动系统中的电力设备需要大量的功率半导体。而在传统燃油车中,功率半导体仅有少量位于发动机,体量和功用不足与新能源汽车相较。

 

IGBT成为目前应用于新能源汽车功率半导体的主流技术,在高压系统中帮助电压源实现较低负载,使电机系统轻松驱动。鹿文亮表示,IGBT芯片占整车成本的比例约为7-10%,是除电池之外成本第二高的元件。在特斯拉的双电机全驱动版中,IGBT使用量共计132个,总价值可达650美元。

 

一直以来,中国功率半导体企业与国外领军企业差距显著。来自欧美和日本的半导体企业(包括英飞凌、瑞萨电子、富士电机、安森美、瑞士ABB等)垄断了全球七成以上的IGBT市场份额。

 

近年来,车用功率半导体市场仿佛预感到了“国产替代”的春天。株洲中车时代电气的IGBT技术能力出众,凭借着多年在功率半导体领域的积累,计划在今年量产第6代IGBT技术芯片,电压等级将覆盖650-6500V。此外,中车时代电气还有一条8英寸IGBT生产线,年产可达到24万片。

 

比亚迪公司已布局IGBT全产业链,包括芯片设计、晶圆制造、测试、封装、新能源汽车应用等。该品牌的汽车已率先使用自研自制的IGBT产品,体现出比亚迪在车规级芯片领域的领先优势。今年年初,比亚迪推出了业界领先的汽车功率芯片IGBT4.0技术,该芯片能够帮助电流输出能力较当前市场主流的IGBT提高15%;而在同等工况下,综合损耗降低了约20%,实现了国产汽车功率IGBT芯片的重大突破,有望加速国产IGBT替代进口产品的进程。

 

在代工制造方面,中芯国际通过收购意大利LFoundry公司,获得具有汽车半导体产品经验的8英寸生产线。华虹宏力公司深耕FS-IGBT工艺产品,与多家合作单位推出了600V、1200V、1700V等IGBT器件工艺。


关键字:传感器  微控制器

编辑:muyan 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic459685.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:使用毫米波传感器检测移动车内人员乘坐情况
下一篇:苹果泰坦团队申请夜间传感器系统专利

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

MEMS传感器怎样提高汽车电子的性能

微机电系统(MEMS)技术是通过使用先进的微制造技术将机械器件、传感器和电子组件部署在单个硅基板上而实现。如今,这些技术已经逐渐取代了汽车市场各种车型使用的大部分传感装置,并带来系统在降低成本、持续可靠性(由于固有的稳健性)、空间利用(由于其紧凑的尺寸)以及工作性能等方面相当大的设计优势。  一般而言,汽车中使用的MEMS传感器可分为四类:  加速度计和陀螺仪。  用于测量流量和压力的传感器。  用于车载应用的传感器,包括可改善和监控道路视觉的红外传感器,进行车内温度和空气质量测量的传感器,以及用于平视显示器的微型扫描仪等。  用于汽车雷达的射频传感器。    图1:汽车传感器的图解。  在汽车系统中,通过MEMS传感器可以得到
发表于 2019-09-20
MEMS传感器怎样提高汽车电子的性能

激光雷达是否能否识别“世界上最黑的汽车”宝马VBX6

世界上第一款,也是唯一一款采用Vantablack VBX2涂层的汽车,这种VBX2涂层材料能吸收99%以上的光线。  有人就问了,作为自动驾驶时代重要的传感器之一的激光雷达能否正常的识别这台不感光的车。  众所周知,激光雷达作为在激光测距雷达基础上发展起来的一项主动成像雷达技术,它通过发射和接收激光束,分析激光遇到目标对象后的折返时间,计算出到目标对象的相对距离,并利用此过程中收集到的目标对象表面大量密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息,快速得到出被测目标的三维模型以及线、面、体等各种相关数据,建立三维点云(Point Cloud)图,绘制出环境地图,以达到环境感知的目的。  当发出的光线被吸收时,返回的光束就会变少,反应
发表于 2019-09-20
激光雷达是否能否识别“世界上最黑的汽车”宝马VBX6

传感器+ML,可节省测试时间和成本

翻译自——semiengineering 传感器的大规模应用和机器学习的发展让集中测试在一些影响力较大的领域成为了可能。 机器学习和集成电路制造设备中结合了更多的传感器,这为晶圆厂和封测代工厂对于针对性测试和更快吞吐量创造了新的可能性。 这种做法的目的是为了提高质量,降低制造复杂芯片的成本。在最先进的节点上,制造复杂芯片所需的时间正在增加。随着晶体管数量的增加,更多的芯片被添加到电路板或封装中,这导致了需要更多的时间去测试这些器件,也增加了总体成本,如果测试时间保持不变,就会降低被测设备在其生命周期内的可靠性。 所以,我们有必要区分哪些设备确实需要彻底测试,哪些设备已经在硅材料中得到
发表于 2019-09-20

安森美、安霸及Eyeris联合开发车内监控系统

低受伤危险。扩展视野的是乘员监控摄像机(OMC),它通过检测车舱内其他人的在位来进一步提高安全性。通过OMC,ADAS系统能够确定是否有儿童或宠物以及是否使用安全带。未来需检测车辆中儿童是否在位,特别是无人看管的儿童。安全是DMC和OMC的主要目标,它们还提供许多便利功能。 DMC能够检测驾驶员并根据他们的偏好调整驾驶室(座椅位置、气候控制等)。使用收费公路时,可以使用高级生物识别技术来授权付款。 OMC可以记录出租车上的危险乘客,为驾驶员提供安全保障。为演示这技术的能力,安森美半导体携手生态系统合作伙伴,开发了含DMC和OMC的完整车舱内监控系统。该系统的核心是个100万像素(MP)全局快门AR0144AT图像传感器以及3个230
发表于 2019-09-19

网红AI送餐机器人竟然是由真人操控,还获得几千万元融资?

用真人冒充AI或许是个不错的想法,没想到真的有公司这么干了,而且还获得了几千万元的融资。 美国网红外卖机器人Kiwibot实际由远在南美哥伦比亚的真人远程操控,每人时薪不到2美元,最多控制三台。2017年成立的Kiwi Campus公司累计获得200万美元融资,约人民币1414万元,目前已拥有超过150个机器人。 这台智能机器人通过摄像头等设备避开障碍物,员工则依靠GPS和所得视频进行监控和操作,每隔5到10秒发出一次指令。 该公司曾否认“遥控玩具汽车”的说法,称“人工辅助”是有意为之,目的是省去传感器等昂贵设备。公开信息显示,Kiwibots在中国制造,在美国组装,每个成本只需2500美元
发表于 2019-09-19

以系统角度看传感器,西人马为你讲述不一样的故事

西人马联合测控(泉州)科技有限公司(以下简称:西人马)聚焦于MEMS与高端传感器芯片的研发、生产、检测、销售,为全球客户提供整套解决方案和定制化服务。在SENSOR CHINA 2019期间,西人马向观众展示了最核心的两款传感器,一个是加速度传感器、一个是温度传感器。 西人马展品 西人马展品 西人马展品 西人马展品 西人马(上海分公司)产品总监付世表示:“加速度传感器和温度传感器是目前为止比较通用的传感器,但其技术含量要求并不低。” 西人马(上海分公司)产品总监付世 “在工业领域应用中,加速度传感器在震动监控的时候,你可以理解成是对机械设备的一种‘切脉
发表于 2019-09-19
以系统角度看传感器,西人马为你讲述不一样的故事

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved