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未来十年:智能汽车能重塑智能手机的辉煌吗?

文章出处:未知 人气:发表时间:2021-05-05 14:35
智能汽车中需要用到大量的传感器,霍尔元件传感器作为一种廉价且稳定性极高的传感方式,被越来越多的工程师选择。一辆智能汽车中甚至用到上百颗霍尔元件传感器。

如今新的造车品牌犹如雨后春笋,特斯拉、苹果、小米、百度、蔚来、小鹏、滴滴、理想等等,一场造车盛宴已然开启。十年前,智能手机突破了“打电话发信息”的单调,十年后的今天,智能汽车也将让汽车打破其只是一个“代步工具”的属性。因为电动汽车和智能驾驶概念和需求的崛起,现在国内很多厂商开始投身造车,而与此同时,国内一大波企业投入到了汽车芯片供应商行列。这种噱头大有十年前手机崛起之势,不禁让人感慨以及引发思考,中国汽车产业能否复演智能手机产业的辉煌?
 
诚然,整个汽车半导体市场还是国际的大厂占据主导位置,恩智浦、英飞凌、瑞萨、德州仪器、意法半导体占据了整个市场近50%的份额。更有新玩家英伟达、高通、英特尔等在自动驾驶、智能车机、ADAS领域攻城略地。不同于手机这样的消费市场,汽车对车规的认证就难倒一大批供应链,所以国产汽车芯片供应链相比手机芯片供应链来说,其难度更大,更难啃。
 
但给到国产的机会也是难以说明的大,内行人都知道,其实早在几年前,车厂客户很难找到符合自身设计和技术路线图的芯片,这也就促生了“北汽产投牵手imagination成立核芯达,比亚迪自己成立半导体公司”的现象。而国内的汽车芯片企业具有天然的渠道优势和较高的性价比,更能契合本土车厂的需求。而且这几年国产芯片的认可度不断攀升,给了芯片企业更多的试错机会。那么中国能否在智能汽车方面上演手机的成功史呢?
 
我们就拿华为重点布局的智能驾驶、智能座舱、智能网联、智能电动、车云服务五大领域,也是未来汽车智能化带来的最主要增量市场,来分析一下中国在智能汽车和汽车半导体上的布局和一些实力情况。
 
首先在智能驾驶领域,其门槛相对较高,对车规的认证也比较苛刻,国外的特斯拉FSD可以说是顶尖、英伟达和英特尔在这方面是比较有地位的。国内方面,主要有华为海思、阿里、黑芝麻、地平线、芯驰科技。
 
华为海思的昇腾310 AI芯片和阿里的玄铁910都可以用于智能驾驶场景;黑芝麻的华山一号和华山二号,华山二号 A1000 芯片在算力上达到了40 - 70 TOPS,相应的功耗为8 W,能效比超过6 TOPS/W,在性能与能效比上已经可以与国外竞争对手抗衡;地平线国内首家实现车规级 AI 芯片量产上车的企业,其征程2已出货10万,将在今年正式推出更强大的征程 5,单芯片AI 算力高达 96TOPS ,性能超越特斯拉FSD,地平线在前装量产方面也相对走的比较靠前;芯驰科技的V9芯片是专为新一代智能驾驶辅助系统设计的车规级汽车芯片。
 
在整个智能汽车领域,智能座舱可以说是目前智能驾驶进程中最为成熟的应用,智能座舱域控制器芯片处于萌芽阶段,国内厂商有望抢占市场份额。国内的智能座舱芯片供应商主要有华为、地平线、芯擎、芯驰科技、全志科技。
 
华为的麒麟710A工艺已达 12 纳米,和高通 SA8155P 同是8内核设计;地平线的征程2目前算力达 4TOPS,功耗仅2瓦,已实现在长安UNI-T的量产,同上汽、广汽、一汽、理想等国内车企也有合作;芯擎的7nm工艺制程的全新一代高性能智能座舱SoC——SE1000也将于今年流片;芯驰科技的X9芯片是高性能座舱芯片,集成了最新的高性能CPU,GPU,AI加速器,以及视频处理器;全志科技在过去已推出 T 系列(T2、T3、T7)智能座舱芯片,最新的 T7 芯片达到 6 内核设计,同时兼容 Android、 Linux、QNX 三种系统,已和比亚迪达成合作关系。
 
而智能电动方面,智能电动较传统汽车的核心增量部件主要是“三电系统”,“三电系统”即电池、电机和电控三个部分,电池指电池和电池管理系统 BMS 等,电机指电动机和电动机控制器 MCU等,电控指车载 DC/DC 变换器、车载充电机等。处于这些领域的上游供应链都将受益于这波汽车的宏利。
 
在这其中,就不得不说一下功率半导体IGBT和SiC。IGBT作为电子电力装置和系统中的“CPU”,高效节能减排的主力军,有着强大的生命力。国内的IGBT企业有斯达半导、宁波达新、陆芯电子、银茂微电子、中科君芯、扬杰科技、华微电子、中车时代、比亚迪、瑞能半导体、广东芯聚能以及富能半导体等,总体来看,国内IGBT已经能够具备一定的产业链协同能力,但国内IGBT技术在芯片设计、晶圆制造、模块封装等环节目前均处于起步阶段。普通IGBT企业想要在新能源汽车领域分一杯羹并不容易,还需有很长的路要走。
 
至于SiC,业内人士指出,电动汽车行业是SiC应用前景最广阔的行业,SiC技术带来的电池使用效率显著提升以及电驱动装置重量和体积的缩小正是电动汽车技术最需要的。特斯拉的Model 3 率先采用 SiC,开启了电动汽车使用 SiC先河,2020年比亚迪汉也采用了SiC模块。相比于硅技术,国内碳化硅技术的发展更令人欣慰,毕竟国内外碳化硅技术的起跑线是相对接近的。
 
这几年国内SiC产业阵容不断扩大,从整体产业链来看,相比于世界一流技术,我们大约是处于其五年前的水平阶段,而且这个时间差正在逐渐缩小,部分技术环节甚至是齐头并进。具体来看,国内SiC衬底片以4英寸为主,6英寸还在研发,国外已完成4英寸到6英寸的转化,8英寸衬底已研发出来;在外延片方面,我国六英寸产品可以实现本土供应,建成或在建一批专用的碳化硅晶圆厂等,我们知道瑞能的SiC二极管产品以及产业链上游的碳化硅外延产品,早已在国外市场和全球顶部厂商直接竞争。
 
车规MCU也是很值得一说的,因为之前车规MCU几乎是由国外垄断,但近几年,陆续有一些MCU厂商敢于打破这种垄断局面,并拿出了一些车规MCU的代表作。比如杰发科技 AC781x/AC7801x系列、比亚迪半导体 BF711x/BF7106系列、芯旺微电子 KF8A/KF32A系列、赛腾微电子 ASM87/ASM30系列、琪埔维半导体 XL6600系列、华大北斗 HD80xx/HD9xxx系列、国芯科技 CCM3310/CFCC2002/CFCC2003系列,此外还有兆易创新、中颖电子、智芯半导体、蜂驰高芯、云途半导体等等。
 
国内汽车存储业,主要有兆易创新的支持。在缺芯的当下,兆易创新也收获了不少整车厂的订单。GD25全系列的SPI NOR Flash是目前唯一的纯国产化车规闪存产品,完成了全球主要汽车Tier 1的覆盖,主要应用于车载娱乐影音、辅助驾驶、电池管理、充电管理与域控制器等单元。据了解,兆易创新也在研发车规级MCU。
 
前文我们谈到的汇顶科技,不仅在手机指纹识别领域大杀四方,如今其已经将指纹识别的触角延伸到了汽车领域,国产汽车领克05在其中控产品中采用了其指纹识别芯片,而且其车规级触控方案被现代第十代索纳塔采用,吉利和沃尔沃汽车的应用于智能座舱的车规级指纹识别方案也来自汇顶科技。在汽车智能化的大趋势下,汇顶科技不断发挥其在人机交互、生物识别及物联网领域的技术领先优势,并积极在汽车硬件研发上创新。