智能座艙汽車芯片競爭格局:瑞薩、英偉達、高通、英特爾、三星等廠商憑借優(yōu)越的芯片性能和供應鏈在中座艙芯片領(lǐng)域脫穎而出。其中,高通、三星、英偉達由于其在手機、消費電子等領(lǐng)域龐大的出貨量及技術(shù)儲備而大幅攤薄新一代架構(gòu)的研發(fā)成本(7nm、5nm制程的研發(fā)費用高昂),因而可率先卡位智能座艙芯片賽道。目前,高通在國內(nèi)新興旗艦車型上近乎實現(xiàn)壟斷,其座艙產(chǎn)品迭代速度幾乎與手機產(chǎn)品同時更新(三星、聯(lián)發(fā)科座艙芯片至少落后手機一代)。根據(jù)高通數(shù)據(jù)顯示,其2021年汽車芯片在手訂單逾80億美元,主控芯片月出貨量高達數(shù)百萬顆。國產(chǎn)廠商方面,華為和地平線分別憑借麒麟990A和征程2快速出圈,華為與高通類似,擁有強大的研發(fā)、萬物互聯(lián)的鴻蒙生態(tài)以及不遜于高通的迭代能力,極狐阿爾法S是搭載麒麟990A的車型,單顆芯片可同時驅(qū)動12.3英寸液晶儀表、20.3寸4K觸控屏以及8寸的HUD,整體算力達到3.5TOPS(高通座艙芯片SA8155P為3TOPS)。而地平線也因其開放的開發(fā)平臺和完備的工具鏈受到主機廠青睞,其征程2座艙芯片已獲得長安UNI-T車型定點。汽車以太網(wǎng)芯片的產(chǎn)品定義與主機廠需求。蘇州BDCU車身域控制汽車芯片研發(fā)
AEC-Q100:芯片前裝上車的“基本門檻”AEC-Q系列是主要針對可靠性評估的規(guī)范,詳細規(guī)定了一系列的汽車電子可靠性測試標準。其中,業(yè)內(nèi)普遍熟知的AEC-Q100是基于失效機理的集成電路應力測試鑒定,是適用于車用芯片的綜合可靠性測試,也是汽車行業(yè)零部件供應商生產(chǎn)的重要指南。通過AEC-Q100測試,能夠保障芯片長期可靠能用,即不損壞。通過AEC-Q100可靠性認證試驗條件,需要多輪驗證且過程中更多側(cè)重多方協(xié)作(晶圓廠、封測廠等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的配合),周期一般比較長。芯片設計廠商需要從產(chǎn)品設計階段就將可靠性要求放在非常高的優(yōu)先級,以確保產(chǎn)品滿足環(huán)境應力加速驗證、壽命加速模擬驗證、封裝驗證等方面的嚴格要求,這也要求芯片廠商要有足夠豐富的成功生產(chǎn)車規(guī)芯片的經(jīng)驗,才能在前期每個環(huán)節(jié)中做到位,保障在認證時滿足所有標準和要求。大連電動尾門控制器汽車芯片研發(fā)模數(shù)混合SOC集成汽車芯片在防夾天窗微步進電機的應用案例VR48。
底盤域控制器:主要負責具體的汽車行駛控制,主要包括助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)、車身穩(wěn)定系統(tǒng)(ESC)、電動剎車助力器、安全氣囊控制系統(tǒng)以及空氣懸架、車速傳感器等等。與動力域類似,底盤域內(nèi)所涉及的控制系統(tǒng)大多都具備較高的安全等級要求,需要符合ASIL-D安全等級(ASIL系列中比較高安全等級)。因此底盤域亦具備著較高的行業(yè)門檻,目前多數(shù)底盤域控制器仍處于實驗室階段。車身域控制器:主要負責車身功能的整體控制,本身技術(shù)門檻較低且單車價值量不高,其本質(zhì)是在傳統(tǒng)車身控制器(BCM)的基礎(chǔ)上,集成了無鑰匙啟動系統(tǒng)(PEPS)、紋波防夾、空調(diào)控制系統(tǒng)等功能而成。此外,由于涉及安全等級較低,隨著汽車E/E架構(gòu)的進一步集中化,有望率先實現(xiàn)與智能座艙域的融合。自動駕駛域控制器:承擔了自動駕駛所需要的數(shù)據(jù)處理運算及判斷能力,包括對毫米波雷達、攝像頭、激光雷達、GPS、慣性導航等設備的數(shù)據(jù)處理工作。同時,自動駕駛域控制器亦負責車輛在自動駕駛狀態(tài)下底層核心數(shù)據(jù)、聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全保障工作,是推動自動駕駛邁向L3及以上更高等級的部件。此外,由于自動駕駛域控制器需要更強的AI算力以及算法的支持,因而參與研制的廠商眾多。
距離完全自動駕駛可能還有很長的距離,但關(guān)于算力的實力儲備已經(jīng)迫在眉睫。算力的競賽有點像以前燃油車的發(fā)動機功率和扭矩的比拼——你可以不用,但不能沒有。原來傳統(tǒng)汽車的分布式架構(gòu),一般可實現(xiàn)低級別輔助駕駛,由于需要處理的傳感器信息相對較少,采用MCU芯片即可滿足運算要求。隨著高級別智能駕駛的到來,則需要處理更大量的圖片、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),依靠傳統(tǒng)MCU芯片不能滿足指數(shù)級增長的運算需求。那么這個時候,AI芯片的搭載就可以實現(xiàn)算得快、準、巧。比如,L3級別自動駕駛產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量是,對算力要求在129TOPS以上;L4級別自動駕駛數(shù)據(jù)量達到8GB/s,對算力要求達到448TOPS以上。而如果考慮功能安全的冗余備份,算力需求可能還要翻倍。蔚來新款旗艦車型ET7搭載了4顆英偉達Orin芯片,號稱算力可達1016TOPS。但其實,只有兩枚用于自動駕駛計算和決策,一枚做冗余,一枚用于訓練神經(jīng)網(wǎng)絡模型,自動駕駛過程中實際使用算力在762TOPS。汽車充電樁集成芯片定制開發(fā)中的技術(shù)壁壘與市場空間。
汽車芯片前幾大供應商:恩智浦、瑞薩電子、英飛凌、意法半導體、博世、德州儀器、安森美、羅姆半導體、東芝、亞德諾,掌控了全球車載半導體市場的80%以上的市場份額。全球TOP40的半導體生產(chǎn)商,掌控了車載半導體95%以上的市場份額。汽車芯片供應商英飛凌、恩智浦、德州儀器、瑞薩電子等廠商則表示,汽車行業(yè)恢復的速度快于預期,廠商集中訂購芯片,給供應鏈帶來巨大壓力。從長遠趨勢來看,未來汽車電子零部件市場有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。車?guī)半導體定制開發(fā)企業(yè)深圳騰云芯片公司已研發(fā)完成8位、32位MCU以及車身控制類高度集成的汽車芯片,2022年Q4開始陸續(xù)完成多款車規(guī)級汽車芯片AEC-Q100認證。防側(cè)撞后視鏡汽車芯片方案委托定制開發(fā),芯片內(nèi)部集成MCU、加熱、驅(qū)動、LIN BUS,主機廠配套廠商降成本。大連電動尾門控制器汽車芯片研發(fā)
國產(chǎn)替代恩智浦汽車芯片委托騰云芯片公司定制化的開發(fā)S912系列。蘇州BDCU車身域控制汽車芯片研發(fā)
基于紋波計數(shù)的無傳感器方案紋波計數(shù)的無傳感器方案是利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過程中,電刷在電級間切換產(chǎn)生電流紋波,并對這種電流波動進行采樣、分析和控制。此方案首先通過采樣電阻將電機電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,并通過運放對電壓信號進行濾波和放大,放大后的信號一路經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號給到MCU,作為防夾及堵轉(zhuǎn)的判斷依據(jù),另一路通過濾波器和比較器得到方波信號,此方波的頻率和電機的轉(zhuǎn)速成正比。通過方波的個數(shù)和頻率可以判斷電機的位置和轉(zhuǎn)速。電流檢測放大INA240-Q1是一個寬共模范圍,高精度,雙向電流檢測放大器。該器件具有–4V至80V的共模范圍,120dB的超大共模抑制比,能夠提供準確,低噪聲的測量結(jié)果。應用中可以在INA240-Q1的輸入端使用一個簡單的RC輸入濾波器,以減少高頻電機電刷產(chǎn)生的噪聲和潛在的PWM開關(guān)噪聲。帶通濾波器電流檢測放大器的輸出通過有源帶通濾波器進行濾波,以消除額外的噪聲和直流分量,從而得到電流紋波信號。TLV2316-Q1是一款雙通道,低壓,軌至軌通用運算放大器。該器件具有單位增益穩(wěn)定的集成RFI和EMI抑制濾波器,在過驅(qū)條件下不會出現(xiàn)反相,并且具有高靜電放電(ESD)保護(4kVHBM)。蘇州BDCU車身域控制汽車芯片研發(fā)
深圳市騰云芯片技術(shù)有限公司屬于電子元器件的高新企業(yè),技術(shù)力量雄厚。公司是一家港澳臺合資經(jīng)營企業(yè)企業(yè),以誠信務實的創(chuàng)業(yè)精神、專業(yè)的管理團隊、踏實的職工隊伍,努力為廣大用戶提供高品質(zhì)的產(chǎn)品。公司擁有專業(yè)的技術(shù)團隊,具有汽車芯片,氮化鎵快充芯片,微步進電機驅(qū)動芯片,芯片定制化開發(fā)等多項業(yè)務。騰云芯片以創(chuàng)造高品質(zhì)產(chǎn)品及服務的理念,打造高指標的服務,引導行業(yè)的發(fā)展。