电子请柬-半导体厂商眼里的汽车电子生意

作者:深圳市精业磁性电子有限公司发布时间:2019-10-02

  同样来自日本的罗姆也瞄准汽车功率半导体祭出了他们的“武器”。
  在开始介绍之前,我们先看一下汽车产业现状。
  以L4级别的的自动驾驶车载为例,这样的车上至少要配备10个以上的毫米波雷达,来满足不同距离的需求。这就对低成本和小型化的毫米波雷达提出了更大的需求。来自国内的初创公司加特兰微电子则在相应的77Ghz毫米波雷达上做了布局。

  “我们的传感器就要带有一个电子稳定器、电子防抖系统,每秒钟它会有一个高波频段的信号捕获,能够对ESS的信号进行一个反映和应对,知道它到底是处在一个什么样的状态。在20到25公分的位置情况下,我们只要保持在车道位置当中,就可以实现非常不错的精度控制”,Tommi Vileniu说。
  三菱电机的高级经理何洪涛表示,三菱很早在燃油车时代,就已经投入到汽车功率的研发和应用上。而在新能源汽车上,他们也很早就投入了相关的研发。例如在主驱系统上,丰田1997年投放到市场的普锐斯使用的就是三菱的模块。经过20多年的发展,三菱已经推出了多种类型的功率器件,为新能源汽车助力。
  “目前来说SiC在新能源车里面,可以说是一个主流或者说趋势,是一个更加契合新能源车市场的新材料,我们罗姆也会今后对这一块做大力的研发和市场的支持,也希望大家今后在开发的时候多多考虑SiC”,陆昀宏补充说。

  近年来,由于智能汽车和新能源汽车的流行,汽车产业产生了翻天覆地的变化。
  新能源汽车带来的功率半导体需求
  除了存储,无人驾驶还带来了传感器方面的机会。这一方面体现在雷达等传感器方面;另一方面则是与地图相关的定位传感器方面。
  作为一个以电驱动的产品形态,电机、电池和电控就成为了新能源汽车的三大核心,这就让功率器件在其中的作用特别重要。无论是升压、DC-DC或者DC-AD,功率器件都是不可或缺。而三菱电机则是这个市场的一个重要玩家。
  如果我们看一下ADAS,从1级和2级来看车辆是由驾驶员来控制,那就一定有辅助的系统,这就需要如加速仪、陀螺仪,还有超声波的传感、前雷达、后雷达、后摄像头等设备,这些都是让驾驶员更好地来去理解周边的信息;来到3、4和5级的话,那就是半自动甚至是全无人驾驶,这不仅仅是需要外围的侦测和辅助系统,更需要内部的信息采集,包括你的面部识别,还有你的实时车内人员甄别情况等等。
  来自意法半导体的DA ROCHA指出,现在电子系统将会占到整个车的成本的50%。随着汽车互联的进一步推进,会产生大量的数据,其驱动的后续服务于更是会带来2160亿美元的数据挖掘收入。
  “面对车载级的模块以及其他助力方面的要求,三菱会陆续根据这些需求的变化推出相应合适的功率器件,包括IPM和碳化硅”,电子烟有害吗,何洪涛说。
  我们知道,为了保证无人驾驶车辆的安全,知道它的准确位置尤其重要。虽然现有的高清地图、雷达、微型导航都是确认位置的好方式,但在某些信号不好的地方,这些技术就有其局限性,为此惯性传感器的存在就可以帮助解决相关问题。
  而加特兰作为CMOS工艺毫米波雷达推动者,他们研发的基于40nm CMOS工艺打造的 77Ghz毫米波雷达拥有集成度高(整个芯片里面集成了2个发射通道、4个接收通道以及增益部分等)、功率高(最大功率可以达到12BBM)、RX噪声系数表现优越(12db)、极高的扫屏速度(达到200MHz每微秒)和低功耗等特点。帮助他们在现在的智能驾驶和即将到来的无人驾驶时代开疆辟土。他们最新推出的、融合了前端射频芯片、ADC、DAC、CPU、算法和各种模块的ALPS芯片更是能给汽车产业提供更多的支持。
  一方面,因为网联和新能源汽车的发展,汽车电子化程度的提升,增加了上游的需求,这让各大相关供应商趋之若慕,引爆了汽车集成电路的需求;另一方面,因为自动驾驶等的引入,带来了机器学习、高精度地图等的需求。
  这必然给半导体产业带来了巨大的机遇。
  无人驾驶的实现,需要庞大的运算能力和数据支持,这就就对存储的带宽、容量、速率、寿命提出了更高的需求,还得满足车规格的各种严苛的可靠性和温度验证,这对做相关产品的公司来说无疑是一个巨大的挑战。而美光挟二十多年的的汽车电子行业经验积累,已经在这个领域跨出了重要的一步。
  来自欧洲的艾迈斯半导体则把他们在光学传感方面积累的优势推向了汽车产业。例如面向倍受欢迎的固态激光雷达方面,他们提供了寻址的硬件VCSEL。按照该公司汽车相关业务相关负责人金安敏的说法,艾迈斯半导体提供的VCSEL可以做到上面有超过5万个VCSEL的阵列上,能够提供非常高的分辨度,且整个功率上也可以做到非常大,且拥有比较小的光速角度和比较低的成本。
  村田则通过IMU+GPS+轮速这样的系统架构去优化我们整个定位的效果。
  其他如汽车网联、数据和安全,甚至控制也会给半导体厂商带来更多的机会,这就需要各大行业企业去深挖。
  首先看雷达等传感器方面;众所周知,自动驾驶汽车能成为可能,包括毫米波雷达和激光雷达在当中扮演很重要的角色,且缺一不可。
  按照美光方面的说法,GDDR6是一项基础技术,可提供推动人工智能计算引擎运行的重要存储带宽。该技术为自动驾驶汽车提供支持,使其能够以可靠的方式行动,并确保安全性符合NHSTA规定的行业安全标准。
  自动驾驶带来的存储和传感器机会
  其次,惯性传感器也是自动驾驶领域不可或缺的一个重要组成。
  美光半导体的马烈伟先生表示,他们已经开发出了一颗能满足L3到L4中间层级数据传输的产品——GDDR 6。与LPDDR4产品相比,GDDR6的速度提升了3倍,那就意味这如果一个主芯片搭载4颗GDDR6的产品,你就可以达到224GB每秒的传输量,这足以完成L3到L4之间的数据传输,马烈伟强调。
  “无人驾驶也会为汽车半导体带来更多的机会”,DA ROCHA强调。
  罗姆半导体上海有限公司高级工程师陆昀宏先生指出,SiC器件因为耐高压、耐高温、频率高和关断损耗有质得飞跃等特点,未来几年在车载市场的应用会有爆发性的增长。而罗姆得益于其从2000年就开始的SiC相关研究,积累了在这方面的深厚经验。在他看来,包括OBC和DC-DC在内的车载应用是SiC的主战场,而在车之外充电桩也会对SiC的有较大的需求。而罗姆在其中也提供了包括SiC MOSFET和全SiC模块等方案,提升了汽车的续航和体验。
  按照加特兰微电子科技上海有限公司的ASIC副总裁周文婷的说法,在将CMOS工艺被引入之后,毫米波雷达的制造成本大幅下滑。与之前主流的SiGe工艺相比,下降幅度高达40%,同时集成度也有了大的提升,这就在降低成本之余,大大降低了雷达模块设计的复杂度。加速设计开发。
  艾迈斯半导体认为,未来的汽车里面应该是要有一个3D为基础的驾驶员监控和认证的系统,能够非常准确地知道驾驶员是谁、座舱坐的是谁、驾驶员现在到底在做什么、他的手势动作是什么。通过了解这些信息来决定整个汽车的运行状态,保证驾驶安全。这也是他们目前在手机等领域积累的3D光学传感技术的下一个发力点。
  在日前举办的“新能源与智能网联汽车创新发展论坛”上,来自汽车产业各个领域的专家分享了他们对当下汽车产业现状的看法。下面我们为大家总结一下半导体厂商眼中的汽车电子生意。
  村田制作所的高级经理Tommi Vilenius也指出,在看高速路上面的话,惯性传感器很容易知道你的相对位置和定位。但如果是在低速情况下的话,你的朝向信息就是不是那么准确。一个角度的调整、车头的转向就可能导致突然间找不到地标,如果摄像头没办法进行姿态识别的话,这个时候你也没办法知道你的位置所在,而且如果你在转向过程当中也出现了偏差的话,这个时候可能就没办法知道它的定位了。
  在IGBT模块方面,三菱电机有J1系列的EVPM和EV T-PM;何洪涛指出,这种T-PM的模块理念上来自于很多日本厂家专用客户型模块封装的背景。因为三星觉得这种封装有它的优势,拥有可靠性很高,同时批量化生产又是比较容易自动化。这就是三菱电机在过去多年里投入在这个系列产品研发的原因。同时,三菱还投入到了SiC相关器件的研发。