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    汽车半导体迎来令人兴奋的时代

    作者:王莹时间:2018-11-29来源:电子产品世界收藏
    编者按:近二三十年来,无论全球还是中国,汽车业都发生了惊人的变化。美国汽车业曾在20世纪90年代末飞速成长,之后又下滑;中国这几年快速成长,尤其最近的2018年甚至2017年末开始,汽车业进入了一个非常特殊的阶段。这对于汽车电子从业者来说,是一个非常激动人心的时代,也是一个充满挑战的时代。

    作者 / 王莹 《电子产品世界》编辑

    本文引用地址:http://www.bftj.tw/article/201811/395025.htm

    编者按:近二三十年来,无论全球还是中国,汽车业都发生了惊人的变化。美国汽车业曾在20世纪90年代末飞速成长,之后又下滑;中国这几年快速成长,尤其最近的2018年甚至2017年末开始,汽车业进入了一个非常特殊的阶段。这对于汽车电子从业者来说,是一个非常激动人心的时代,也是一个充满挑战的时代。

    对汽车行业未来发展的核心观点

      如今汽车主要围绕四大主流趋势创新?#33322;?#33021;减排,ADAS高?#37117;菔辉备?#21161;系统和将来的自动驾驶,车联网,信息安全。为此,对汽车行业未来发展有三个核心观点。

      1.“零排放”一定会实现。在未来一定有一天,?#36745;?#20250;有传?#36710;?#29123;油车,一定是全部由新能源/电动汽车来实现“零排放”。

      2.现在的驾?#36745;?#26410;来一定会变成乘客。即自动驾驶将来一定会实现。

      3.尽管车会发生剧变,但是车还会是车。这不是指车一定还是现在这种外?#20301;?#20869;饰的设计,而是车本身的功能还是真正从A点把乘客带到B点,而且是以安全为基础的。另外,车内现在所有这些基础的功能,诸如控制器、车窗和一些基础构造还是会存在的。

    英飞凌.jpg

      为此,有三个应用案例。

      在“零排放一定会实现”方面,和“蔚来汽车”合作,在蔚来汽车的电控系统里,用到了英飞凌两款核心器件:型号为HP-Drive的 IGBT模块和驱动器,此外,还有AURIX系列32位单片机等。英飞凌帮助蔚来汽车实现了“双电机”系?#24120;?#25972;车可?#28304;?#21040;480千瓦的动力。

      第二个案例是针对“自动驾驶一定会实现,驾?#36745;?#26368;终会变成乘客?#20445;?#33521;飞凌与百度阿波罗进行了合作。主要有两个层面:第一,英飞凌与百度团队一起探讨对汽车整个架构和自动驾驶系?#36710;?#29702;解。因为百度过去是非汽车行业的专家,尽管对软件开发、包括对智能交通体系和架构的搭建非常熟悉,但是对汽车并不一定非常了解。英飞凌在汽车方面有40多年的经验。因此双方可以分享经验和见解,了解到相互不是很熟悉的领域。第二,从产品和设?#21697;?#38754;,百度阿波罗软件的底层用到了英飞凌核心的AURIX 32位单片机,使百度阿波罗的设计从硬件到软件的配合可?#28304;?#21040;好的效果,能够有更好、更快、更强的运算能力。

      第三个例子是针对“车还会是车”。英飞凌与联合电子合作研发了变速箱方案。这里也用到了为客户定制的集成芯片。值得一提的是,英飞凌也是首次帮助国内客户达到了非常高的功能安全——ASIL C,并且在某种程度上达到ASIL D级,这在系?#25104;杓品?#38754;是非常领先的,因为在整个行业内,尤其是在中国甚至在国际上,真正能够达到ASIL D的变速箱也是数量非常少的。

    用多核架构实现功能安全

      在2018“英飞凌汽车电子开发者大会(IADC)”期间,英飞凌问世了32位多?#35828;?#29255;机AURIX家族的第二代产品——AURIX 2G系列。?#34892;?#21451;商采用Arm架构,相比之下,AURIX的优势是什么?

      首先,英飞凌是汽车电子行业内唯一一家产品覆盖各种不同类型半导体的公?#23613;?#21322;导体主要分为三类:微处理器和单片机,例如AURIX单片机,是做计算和控制的,是大脑;第二类是传感系?#24120;?#21253;括:压力、速度、?#23884;取?#38647;达芯片等;第三类是执行器,例如功率器件,大型的如IGBT模块,小的如小型的开关电源芯片等。英飞凌最大的优势在于并不是从半导体某一个产品?#23884;?#26469;看汽车市场的发展,需要去平衡考虑。例如,如果竞争对?#31181;?#20570;某一个器件,可能?#36824;?#24515;这个器件怎么发展。但是对于系?#24120;?#26368;终是希望整车的性能更高、性价比更高。

      其次,根据英飞凌对于汽车的发展动向,包括根据英飞凌自己的一些评估和判断,认为汽车将来最需要的功能安全和信息安全的架构,一定是由微处理器来做最大的贡献。所?#28304;?#36825;个?#23884;齲?#33521;飞凌在最早决定要推出AURIX产品时,就定义为多核控制,这对于将来汽车的需求,无论是从运算功能还是真正去处理功能安全的?#23884;?#26469;看,都是在汽车里必须要去实现的,也是最终、最高效或者性价比最高的方案。

      功能安全的概念就是冗余的概念。如?#38382;?#29616;功能安全?如果永远是一套系?#24120;?#26080;非就是怎么保证这个系?#36710;?#23433;全性最高,但是这肯定不是100%安全的。例如现在认为具有最高功能安全等级的应用是航空航天。?#23548;?#19978;,航空航天的核心系统都是有很多冗余的,可能有两三套系统同时工作,在第一套主系统工作时,备用的第二套辅助系统在帮助做检查和备份,以备万一第一套系统出现了?#25910;希?#31532;二套系统就会立刻去承接第一套系?#36710;?#24037;作。在汽车里,?#37096;?#20197;用这?#25351;?#24565;来实现,但是代价是消费者愿意花双倍的价钱来买同样一辆汽车吗?相信一般消费者是难以接受的。因此,为了让汽车更安全,英飞凌推出多核架构,即在AURIX单片机里可以在同一个芯片来实现相互检查和相互备份。例如现在这一代单片机是有三个核的,下一代会有更强的功能。这三个核之间是可以分别去?#21028;?#24037;作、相互检查的。

    新能源的?#32469;?#24341;爆功率半导体业

      大约从2017年年底开始,人们期待的整个新能源行业的?#32469;?#32456;于来到了!新能源行业以新能源汽车为首,包括可再生能源,都在高速发展。但是可能这个幸福来得有点突然,整个行业还没有准备好。因为以汽车为例,业内每年一直在期盼新能源汽车能够更快、更高速地发展,尤其是乘用车。可能每一年,大家都相对有一点点失望,甚至在2017年新能源汽车/电动汽车在中国的增速有点下降了。从2018年到今天,业界真正看到了迅速的发展。

      但是为什么说“幸福来得太突然”呢?因为所有产业是需要一定时间去准备的,我们并没有准备好,因为这个信号太突然了。所以2018年出现了很多状况,整个行业只要是牵涉到功率半导体的厂商,产能和规划并不能这么快速地去?#20174;场?#33521;飞凌2018年也是在5月宣布在奥地利工厂的基础上会投资一个新的晶圆工厂。可见从英飞凌的?#23884;齲?#24050;确认或认为将来功率半导体的发展是会按照这个趋势去发展的,也认为将来需求的增长是能够支撑英飞凌去做这么大的投资的。

    与本?#30103;?#19994;竞合

      比亚迪也在自主研发IGBT等功率器件,英飞凌如何?#21019;?#22269;内新能源整车厂和本?#30103;?#19994;自主研发IGBT?

      英飞凌欢迎良性竞争。有良性竞争,才能为客户提供更好的服务。所以?#36824;?#26159;车厂还是Tier 1(一级供应商),他们希望自己有这方面研发投入或生产投入,英飞凌一定是欢迎的。其实英飞凌与比亚迪的合作也很久了,包括现在比亚迪自己生产的模块,也是由英飞凌提供的晶圆。所以英飞凌一直是在支持比亚迪新能源电动插电汽车研发和生产的。但是在同时,这也是对英飞凌的压力和动力,让英飞凌能把自己的产?#39134;?#35745;得性价比更高,得到更多客户的认可,这样才能创造更多的价值。

      尽管IGBT在功率器件中起到一个非常重要的位置,但是其实不只是IGBT,还需要其他的功率器件,市场潜力很大。以汽车为例,如果将来电动汽车真正实现 “零排放?#20445;?#21487;能车用半导体的量会是现有用量的1倍以上。所以英飞凌对功率器件方面的准备是非常重视的,包括在全球做了很多产能储备和规划,?#36824;?#26159;前道还是后道工厂的投入,包括双工厂相互备份的生产模式,都能给客户提供良好的供货保障。

    造车新势力带来活力

      为什么汽车业现在是属于非常激动人心的时刻呢?

      因为传?#25104;希?#27773;车是一个比较按部就班的行业。例如研发周期,车厂正常的可能是三年半。中国车厂可能想更快,认为是两年,这就是我们中国的速度。但是?#36824;?#24590;样,其实这个流程是比较固化的。

      但是现在我们所说的“颠覆者?#20445;还?#26159;新势力造车,还是以美国?#21448;?#36710;厂为代表的自动驾驶团队,他们的理念是不一样的,因为他们不是从传?#36710;?#27773;车行业来思考这个问题的,而可能会从另外一个?#23884;?#26469;考虑这个问题。例如,他们会觉得为什么一定要两年才可以做成这件事呢?我们是不是可以用不同的思维模式来考虑这个问题?所以他们会对我们之前认为不可以改变的一些思维模式和方式提出挑战。这对于我们传统汽车行业的人来讲是一件好事,会让我们去思考,也许原来我们做了这么多年的东西是可以提高改善的。

    车市新常态促使我们思考“稳中求胜”

      今年车市的增长并不好,有种说法认为这不是一个偶然现象,可能是一?#20013;?#24120;态。副总认为这是一件好事。其实任何一个行业,包括汽车行业在内不可能一二十年都是以10%以上的幅度在增长,这是不太现实的。副总个人经历过美国汽车在上世纪90年代末的飞速成长和十年后突然陷入“低谷?#20445;?#37027;是因为大家在好的时候没有“居安思危?#20445;?#22823;家都认为明年会更好,从来没有人想过这个行业不可能一二十年都快速增长。

      应该在2015年左右,国内曾经有人预测,认为汽车行业不可能再高速增长了。?#27604;唬?#25919;府有一些激励措施,让行业又回到了5%~10%的增长。

      但?#31995;?#30340;增长速率是汽车行业必须要经历的,因为如果我们再以高速度增长,可能会产生像美国突然下滑的这种现象,这反而会有更负面的影响。所以这种低增长新常态是正常的,应该说对汽车行业有好的影响。这样会给我们一个缓冲的机会,让我们重新考虑汽车行业到?#23376;?#35813;去怎么发展,汽车行业应该如何“稳中求胜”。例如,中国汽车的质量如何提升?中国如何真正向欧美出口车型?为什么不可以呢?是因为我?#24378;?#33021;质量还没有足?#36824;?#30828;。包括智能驾驶这些新兴的IT(信息技术)企业对思维的冲击影响,也许过几年对中国汽车业是非常好的机会。



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