4S店沒車賣了?大眾豐田停產都是因為缺少它
一般我們所了解到的芯片大部分都是屬于消費電子類,這其中就包括各種手機/電腦核心處理器等;而這類芯片往往主要僅考慮三個方面 - “成本、功耗、性能”。
而車規級芯片目前主要分為MCU(微控制單元)、功率半導體(IGBT、MOSFET等)、傳感器及其他四大類別;這四類芯片的設計考慮方面就遠不止三個,同時每一個芯片對于一輛車來說是絕對必不可少的。
●為什么這么說呢?這里我同樣以MCU來舉個例子
MCU在汽車上的全稱是Motor control unit,翻譯中文為“電機控制單元”,也就是控制電機動作的模塊,其要是在汽車的各種外圍電路與接口電路連接控制。
用通俗的話來說,就相當于汽車的大腦,控制汽車所有的電子系統,包括:懸掛、發動機電控系統、車載信息娛樂、雨刷車窗、電動座椅等各個要用到電的部件。根據行業數據,一般普通燃油家用車裝備的所有芯片中,MCU的數量會達到30%左右,而在更高端的車型上,則會達到近一半,也就是50%左右。
目前車規級MCU按照不同的使用場景和性能分為了8位、16位以及32位微控器。
1、8位MCU:主要用于車載電路中較低端的控制功能的各個子系統,具體包括雨刷、天窗、車窗升降、機械儀表板、集線盒、座椅控制、門控模塊、風扇控制、空調控制等。
2、16位MCU:主要用于動力傳動系統,比如引擎控制、齒輪與離合器控制和電子式渦輪系統、懸吊系統、電子剎車、電子式動力方向盤、扭力分散控制和電子泵等。
3、32位MCU:較8位和16為加入了更多智能化,主要用于儀表板類、車身控制、安全控制、智能多媒體控制等大流量數據系統控制,具體來說就是負責智能車載信息娛樂系統(全液晶儀表和大屏中控)、ADAS駕駛輔助系統(ACC,預碰撞等)、ESP(電子穩定程序)以及復雜的X-by-wire等傳動功能。
同時32位MCU還負責了主控處理中心的任務,可將分布于車身各處的中低階電子控制單元(ECU)集中管理,從而實現了高整合、低能耗、高效率的表現;而正是有著如此明顯的優勢,32位MCU也越來越受到各家車企的歡迎,因此所占比例逐漸攀升,未來很大可能將徹底淘汰傳統的8位和16位MCU。
而近些年,隨著各家車企在智能化配置上的發展,汽車所搭載核心芯片越來越多,數以累計的駕駛輔助配置和智能化配置已成為不少人買車的看點,再加上車載海量數據流通正逐步成為重要因素,因此MCU芯片在車規芯片的占比也進一步得到提升,并以此確保整車的實時計算能力。
此外,對于新能源車型來說,MCU則更為重要,其不僅要負責各式各樣的自動駕駛功能(處理毫米波雷達、激光雷達、攝像頭等傳感器傳來的數據)和車載娛樂系統外,同時還要對整車電動機(馬達)、電池管理(充電、放電)、整車底盤控制等進行管理。
看完上述的介紹,現在能明白車規芯片對于一輛車有多么重要了吧!所以只要芯片一斷供,大部分車企幾乎都造不出一輛能上路的車了!
在目前的全球芯片緊張的形式下,光等代工廠生產出芯片必然是不可能的,唯有找到新渠道才是硬道理。
●豐田:將電氣研發工作交給旗下電裝公司
而豐田作為老牌的汽車廠商代表,其早在2018年就開始了芯片探索之路,當時就計劃將電氣零部件的生產和研發轉入旗下電裝公司,同時依靠日本國內的松下、索尼等一系列科技公司進行協助;而在2020年4月豐田宣布正式完成研發移交,并成立合資公司MIRISE Technologies。
此外,豐田還表示:新一代的車載芯片有望于2022年后正式發布。
●比亞迪:目前已量產新能源所用的IGBT芯片
其實比亞迪在2009年的時候就開始布局IGBT芯片;而近日,由于芯片全球中斷成為熱門話題,因此比亞迪也對外宣布,其所生產的 IGBT 芯片已運用在各產品線,除品牌自用外,已經有外銷。
辣么問題來了IGBT芯片又是啥?
上面我們也提到了,車載芯片分為4類,MCU、IGBT、MOSFET等,而這個IGBT芯片全稱是“絕緣柵雙極型晶體管”,是由 BJT(雙極結型晶體三極管) 和 MOS(絕緣柵型場效應管) 組成的復合全控型-電壓驅動式-功率半導體器件,其主要運用在新能源車上(重點,僅用于新能源車型!)
而IGBT芯片在功能上主要是MCU芯片所使用的功率變換器件,可在電驅系統中進行功率變換,提高用電效率和質量,因此也被稱為控制電能的超級開關。(也就是說這個是需要搭配MCU芯片的)
具體來說,IGBT是在MCU旗下的另一組芯片,可直接控制驅動系統直、交流電的轉換,決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等;得益于IGBT優異的電流輸出控制能力可提升新能源車的輸出功率,從而直接提升整車的加速性能。
●其他:中國芯片行業已開始發力
中國芯片行業已開始發力 | |
企業 | 自主研發芯片進程 |
中芯國際 | 已與國家集成電路基金、亦莊國投三方成立合資公司,共同研發車規級芯片 |
芯馳科技 | 自主研發16mm車載芯片,已于2019年10月流片 |
黑芝麻 | 已發布智能駕駛芯片“華山二號”A1000和A1000L芯片 |
華為 | 自主研發設計了710A車載芯片、Ascend910 車載AI處理器 并推出了智能駕駛MDC平臺 |
百度 | 已開發“昆侖”和“鴻鵠”等AI車載芯片 |
吉利 | 旗下億咖通科技與安謀科技中國公司共同出資成立的芯擎科技 |
北汽 | 與Imagination集團、翠微股份合資成立了北京核芯達科技; |
上汽 | 與英飛凌成立了上汽英飛凌汽車功率半導體有限公司 |
零跑 | 與大華股份聯合研發AI自動駕駛芯片 |
四維圖新 | 自主研發了32位MCU芯片 |
蔚來 | 正計劃自主研發自動駕駛計算芯片(計劃中) |
在過去,一輛車只要有一套好的三大件(發動機、變速箱、底盤)基本上能稱霸車壇。現如今,一輛車除了有著優秀操控性外,智能化也逐漸成為第四個大件。正是因為這些智能配置的普及,也讓車規級芯片產業逐漸龐大;而這一次全球性“斷供”所帶來的影響,不僅說明了車載芯片的重要性,同時也暴露出了全球芯片產業鏈的重大缺陷。
不過相信在經歷了這一次的風波,或許也會拍醒各位車企老爺們,如果想要做到高產量高質量的“現代”汽車,傳統的那一套可能真的行不通了。
同時對于傳統的芯片供應商來說,也是拍響了警鐘,雖然各家都在進行自我研發,但面對如此龐大的市場需求,依然顯得力不從心;再加上消費電子芯片大廠英偉達(NVIDIA)、英特爾(Intel)、高通(Qualcomm)各自宣布入局,這無疑進一步加劇了市場競爭力,而這時候唯有研發出效率更高/成本更低的車載芯片,才是硬道理。
(圖/文/攝:太平洋汽車網 熊睿鋒)
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