4S店沒車賣了?大眾豐田停產(chǎn)都是因?yàn)槿鄙偎?/h1>
一般我們所了解到的芯片大部分都是屬于消費(fèi)電子類,這其中就包括各種手機(jī)/電腦核心處理器等;而這類芯片往往主要僅考慮三個(gè)方面 - “成本、功耗、性能”。
而車規(guī)級(jí)芯片目前主要分為MCU(微控制單元)、功率半導(dǎo)體(IGBT、MOSFET等)、傳感器及其他四大類別;這四類芯片的設(shè)計(jì)考慮方面就遠(yuǎn)不止三個(gè),同時(shí)每一個(gè)芯片對(duì)于一輛車來說是絕對(duì)必不可少的。
●為什么這么說呢?這里我同樣以MCU來舉個(gè)例子
MCU在汽車上的全稱是Motor control unit,翻譯中文為“電機(jī)控制單元”,也就是控制電機(jī)動(dòng)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(dāng)于汽車的大腦,控制汽車所有的電子系統(tǒng),包括:懸掛、發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)、車載信息娛樂、雨刷車窗、電動(dòng)座椅等各個(gè)要用到電的部件。根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),一般普通燃油家用車裝備的所有芯片中,MCU的數(shù)量會(huì)達(dá)到30%左右,而在更高端的車型上,則會(huì)達(dá)到近一半,也就是50%左右。
目前車規(guī)級(jí)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(gè)子系統(tǒng),具體包括雨刷、天窗、車窗升降、機(jī)械儀表板、集線盒、座椅控制、門控模塊、風(fēng)扇控制、空調(diào)控制等。
2、16位MCU:主要用于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),比如引擎控制、齒輪與離合器控制和電子式渦輪系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、電子剎車、電子式動(dòng)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(shù)據(jù)系統(tǒng)控制,具體來說就是負(fù)責(zé)智能車載信息娛樂系統(tǒng)(全液晶儀表和大屏中控)、ADAS駕駛輔助系統(tǒng)(ACC,預(yù)碰撞等)、ESP(電子穩(wěn)定程序)以及復(fù)雜的X-by-wire等傳動(dòng)功能。
同時(shí)32位MCU還負(fù)責(zé)了主控處理中心的任務(wù),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(shí)現(xiàn)了高整合、低能耗、高效率的表現(xiàn);而正是有著如此明顯的優(yōu)勢(shì),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(tǒng)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(fā)展,汽車所搭載核心芯片越來越多,數(shù)以累計(jì)的駕駛輔助配置和智能化配置已成為不少人買車的看點(diǎn),再加上車載海量數(shù)據(jù)流通正逐步成為重要因素,因此MCU芯片在車規(guī)芯片的占比也進(jìn)一步得到提升,并以此確保整車的實(shí)時(shí)計(jì)算能力。
此外,對(duì)于新能源車型來說,MCU則更為重要,其不僅要負(fù)責(zé)各式各樣的自動(dòng)駕駛功能(處理毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器傳來的數(shù)據(jù))和車載娛樂系統(tǒng)外,同時(shí)還要對(duì)整車電動(dòng)機(jī)(馬達(dá))、電池管理(充電、放電)、整車底盤控制等進(jìn)行管理。
看完上述的介紹,現(xiàn)在能明白車規(guī)芯片對(duì)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(chǎn)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(fā)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(dāng)時(shí)就計(jì)劃將電氣零部件的生產(chǎn)和研發(fā)轉(zhuǎn)入旗下電裝公司,同時(shí)依靠日本國內(nèi)的松下、索尼等一系列科技公司進(jìn)行協(xié)助;而在2020年4月豐田宣布正式完成研發(fā)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(fā)布。
●比亞迪:目前已量產(chǎn)新能源所用的IGBT芯片
其實(shí)比亞迪在2009年的時(shí)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(duì)外宣布,其所生產(chǎn)的 IGBT 芯片已運(yùn)用在各產(chǎn)品線,除品牌自用外,已經(jīng)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(gè)IGBT芯片全稱是“絕緣柵雙極型晶體管”,是由 BJT(雙極結(jié)型晶體三極管) 和 MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管) 組成的復(fù)合全控型-電壓驅(qū)動(dòng)式-功率半導(dǎo)體器件,其主要運(yùn)用在新能源車上(重點(diǎn),僅用于新能源車型?。?/strong>
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(qū)系統(tǒng)中進(jìn)行功率變換,提高用電效率和質(zhì)量,因此也被稱為控制電能的超級(jí)開關(guān)。(也就是說這個(gè)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(qū)動(dòng)系統(tǒng)直、交流電的轉(zhuǎn)換,決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等;得益于IGBT優(yōu)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(yè)已開始發(fā)力
中國芯片行業(yè)已開始發(fā)力 | |
企業(yè) | 自主研發(fā)芯片進(jìn)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(fā)車規(guī)級(jí)芯片 |
芯馳科技 | 自主研發(fā)16mm車載芯片,已于2019年10月流片 |
黑芝麻 | 已發(fā)布智能駕駛芯片“華山二號(hào)”A1000和A1000L芯片 |
華為 | 自主研發(fā)設(shè)計(jì)了710A車載芯片、Ascend910 車載AI處理器 并推出了智能駕駛MDC平臺(tái) |
百度 | 已開發(fā)“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(tuán)、翠微股份合資成立了北京核芯達(dá)科技; |
上汽 | 與英飛凌成立了上汽英飛凌汽車功率半導(dǎo)體有限公司 |
零跑 | 與大華股份聯(lián)合研發(fā)AI自動(dòng)駕駛芯片 |
四維圖新 | 自主研發(fā)了32位MCU芯片 |
蔚來 | 正計(jì)劃自主研發(fā)自動(dòng)駕駛計(jì)算芯片(計(jì)劃中) |
在過去,一輛車只要有一套好的三大件(發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤)基本上能稱霸車壇。現(xiàn)如今,一輛車除了有著優(yōu)秀操控性外,智能化也逐漸成為第四個(gè)大件。正是因?yàn)檫@些智能配置的普及,也讓車規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)業(yè)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(shí)也暴露出了全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈的重大缺陷。
不過相信在經(jīng)歷了這一次的風(fēng)波,或許也會(huì)拍醒各位車企老爺們,如果想要做到高產(chǎn)量高質(zhì)量的“現(xiàn)代”汽車,傳統(tǒng)的那一套可能真的行不通了。
同時(shí)對(duì)于傳統(tǒng)的芯片供應(yīng)商來說,也是拍響了警鐘,雖然各家都在進(jìn)行自我研發(fā),但面對(duì)如此龐大的市場需求,依然顯得力不從心;再加上消費(fèi)電子芯片大廠英偉達(dá)(NVIDIA)、英特爾(Intel)、高通(Qualcomm)各自宣布入局,這無疑進(jìn)一步加劇了市場競爭力,而這時(shí)候唯有研發(fā)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(wǎng) 熊睿鋒)
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