近年来,跟着前沿科技不断向轿车范畴涌入,企业不断往纯电动趋势开展,在轿车不断往智能化、电动化和网联化的过程中智能电动轿车应运而生。据亿欧智库测算,2021年我国智能电动轿车销量约为133.3万辆,2022年1-9月累计销量达247.6万辆,估计2022年将超400万辆,2025年将到达838.2万辆,在新能源轿车销量中的浸透率到达61.7%。跟着智能电动轿车在新能源轿车中的浸透率逐步进步,智能电动轿车将成轿车产品竞赛主战场。那么智能电动轿车对MCU、功率器材有着什么样的要求呢?未来商场空间是怎么样的呢?
亿欧轿车将智能电动轿车(SEV)界说为搭载动力电池,能以电能为驱动动力,具有OTA晋级才干,并装备人车交互智能座舱或L2级及以上智能驾驭功用的车辆。智能电动轿车智能驾驭、智能座舱对MCU、功率器材提出了更高的要求。
MCU、功率器材要使用到轿车上首先是必需求契合车规级规范和规范,相关于消费型和工业型的芯片,轿车半导体在环境、牢靠性、供给周期等方面有更高的要求。
众所周知,车规级MCU企业在进入整车厂的供给链体系前,一般需契合三大车规规范和规范:在规划阶段要遵从的功用安全规范ISO26262,在流片和封装阶段要遵从的AEC-Q001~004以及IATF16949,以及在认证测验阶段要遵从的AEC-Q100/Q104。ACE-Q认证测验办法首要有加快环境应力测验、加快寿数模仿测验、封装组合整装测验、芯片晶圆牢靠度测验、电气特性承认测验、瑕疵挑选监控测验、封装洼陷整合测验。
相同,车规IGBT和sic功率器材也是如此。轿车IGBT模块测验规范首要参照AEC-Q101和AQG-324,一起车企会依据自己的轿车类型特色提出相应的要求,首要测验办法有参数测验、ESD测验、绝缘耐压、机械振动、机械冲击、高温老化、低温老化、温度循环、温度冲击等。 一般来说,车规级IGBT需求2年左右的车型导入周期。 与 IGBT 相似,SiC 相同具有高电压额定值、高电流额定值以及低导通和开关损耗等特色,因而十分合适使用在智能轿车中,sic器材的浸透率也在进步。车规sic功率器材也需求经过AECQ-101车规的牢靠性认证。
其他,万国半导体元件(深圳)有限公司商场司理何黎以为:“新能源轿车关于SiC器材的要求,除了满意最根本的AECQ-101车规的牢靠性认证和客户规划的功率以及相关的余量要求外,优化栅氧化层规划确保器材栅氧化层牢靠性也至关重要。”
跨过了车规级MCU规范认证这座“大山”之后,智能电动轿车MCU还需求做到更高功用。智能电动轿车比较于传统的燃油轿车,智能轿车在智能驾驭、智能座舱等功用越来越杂乱,这就意味着对MCU的功用有着更高的要求。传统燃油轿车靠汽油发动机供给动力,电动轿车则需求靠电机来进行驱动,高效能电机驱动体系搭载高功用驱动器,而MCU是驱动器的操控中心,所以电动驱动关于 MCU 功用要求也更严厉。当下,大部分车规级MCU芯片的CPU主频为100MHz,CPU主频到达200MHz、300MHz的MCU芯片就现已能够被业界认定为高功用MCU芯片。
值得一提的是,芯驰科技在4月份发布了芯驰E3系列MCU芯片。这款芯片在车规牢靠性规范AEC-Q100到达Grade 1等级,而在功用安全等级则到达ASIL-D等级,CPU主频高达800MHz,具有高达6个CPU内核,是现有量产车规MCU中功用最高的产品,添补国内高端高安全等级车规MCU商场的空白。
其他,智能驾驭关于MCU算力也有要求。跟着智能驾驭逐步布置到车上之后,L2等级的自动驾驭,核算才干大致需求10 TOPS核算才干,L3等级自动驾驭轿车需求100 TOPS以上的算力,到L3+等级自动驾驭轿车的算力等级现已上升到1000 TOPS以上。整个轿车的算力现已到达上百TOPS 乃至是1000TOPS 的水平。业界人士猜测要做到L5 级的自动驾驭,全体的轿车算力需求达4000TOPS。这关于MCU是一个应战。
对此,国民技能股份有限公司(下称“国民技能”)商场总监程维解释道:“智能电动轿车与传统燃油车的首要差异在于,用电机代替了燃油车发动机,而动力电池本身的分量又让电动车的重心更低,电机操控的四驱体系,不需求发动机功率到达峰值才干得到最大扭矩。根据上述特色,智能轿车对芯片的运算速度,牢靠性比传统燃油车要高许多。其他,跟着智能电动轿车的进一步开展,各个模块中软件晋级是一个差异于传统轿车的新问题,这要求咱们的轿车MCU具有安全OTA晋级的功用。
国民技能6月份发布的车规MCU N32A455选用40nm工艺量产,产品现已过AEC-Q100测验,并被列入工信部轿车电子国产芯片代替辅导目录,该产品具有高牢靠性、高功用、集成加密算法引擎和安全存储等优势,已在部分车厂及零部件厂商中完结导入,首要使用在气氛灯、升窗器、门控、车钥匙、中控屏、OBC、等节点操控的场景,进入批量供货阶段。”
据亿欧智库测算,2021年我国智能电动轿车销量约为133.3万辆,2022年1-9月累计销量达247.6万辆,估计2022年将超到400万辆,2025年将到达838.2万辆,在新能源轿车销量中的浸透率到达61.7%,我国智能电动轿车销量持续增加。在国家“双碳”方针的推进下,电动轿车会进一步代替燃油车,智能电动轿车2025年是更大的商场。
MCU在轿车电子范畴的使用商场规模大,一辆传统轿车就需求用到70颗以上的MCU芯片。相关于传统轿车,新能源轿车对芯片的需求多的多。智能轿车需求的MCU芯片超300颗,其增加部分首要用在智能座舱、车身稳定性以及安全性方面。若依照每台智能电动轿车需求300颗MCU芯片,亿欧智库智能电动轿车2022年将超400万辆,2025年将到达838.2万辆测算,2022年智能电动轿车MCU芯片需求量将超12亿颗,2025年将超25.15亿颗。
上海灵动微电子股份有限公司灵动产品商场总监王维表明“短期来看,车规芯片仍处于缺少状况,与快速增加的国内智能电动轿车的商场份额比较,更多的高品质国内车规级MCU将被导入。灵动在本年9月发布首款车规MCU MM32A0140后,将连续发布MM32A5高功用车规和MM32AS车规电机系列。”
据了解,我国车规级芯片国产浸透率不到5%,国产轿车MCU厂商有比亚迪半导体、兆易立异、杰发科技、中微半导、国民技能、灵动微等。未来,智能电动轿车国产代替商场空间较大。
IGBT是新能源轿车除电池之外本钱第二高的元器材。东方财富调研显现,车规级IGBT模块本钱已占到新能源轿车整车本钱的8-10%。新能源轿车中,动力体系、热办理体系以及配套的充电桩都将拉动功率器材的需求。业界人士猜测估计 2025 年 全球新能源轿车 IGBT 商场规模将到达 44 亿美元,年复合增速约 48.8%,是电动化趋势下的轿车功率半导体中最获益种类。
轿车功率器材中,首要以IGBT、MOSFET为主,sic器材也正在加快浸透。据TrendForce集邦咨询研讨跟着越来越多轿车企业开端在电驱体系中导入SiC技能,预估2022年车用SiC功率元件商场规模将到达10.7亿美元,至2026年将攀升至39.4 亿美元。智能电动轿车快速增加也将成为轿车功率器材的黄金赛道。
深圳爱仕特科技有限公司使用开发总监余训斐泄漏到:在国产自主研制SiC MOS功率器材的公司中,爱仕特是出货量最大的企业之一,全体本年现已出货2KK以上。跟着新能源轿车需求的不断上升,咱们也接到了几大车企的预订单,现在出售首要仍是受限于全球 SiC上游产能状况,跟着工业链产能提高,全体出售量会有大幅度提高。
现在,智能电动轿车电子电气架构出现集中式开展趋势,轿车电子电气架构把轿车中的各类传感器、ECU、线束拓扑和电子电气分配体系整合在一起完结运算、动力和能量的分配,从而完结轿车整车的各项功用。跟着轿车卷进到数字浪潮后,传统的轿车电子电气架构不管从软件迭代才干、架构杂乱度、算力仍是数据传输功率,都现已无法满意。集中式架构将涣散的ECU集成为更高算力的域操控器(DCU),可削减传统轿车分布式 ECU网络带来的很多车辆线束、节省制作本钱并防止算力冗余。因而,智能电动轿车电子电气结构的集中化是不可防止的。一起,这也意味着传统低功用、低算力的MCU将会被高功用的MCU代替。
国民技能商场总监程维表明:“新的电气架构根本都以域控为主,大多数车厂会以左中右域来界说车身,国民技能在2023年Q4将推出一款契合安全等级B的产品,来掩盖这一范畴的使用。”
安森美如今是全球十大轿车半导体供给商,在图画传感器,功率模块和分立式焚烧IGBT等轿车体系关键技能具有领先位置,关于在智能电动轿车公司未来布局,安森美我国区现场使用工程总监吴志民表明“新能源和智能驾驭轿车代替传统燃油轿车是未来的首要开展方向。安森美将适应趋势,开展智能电源和智能感知技能,加快推进相关的新技能革新,以高度差异化的立异产品组合,处理最杂乱的技能应战,并引领创立一个更安全、 更清洁、更智能的轿车产品生态体系。例如第三代半导体的碳化硅技能,L4自动驾驭感知体系等等。”
现在,智能电动轿车正在成为轿车产品中竞赛的主战场。智能电动轿车MCU、功率器材除了要经过车规级认证的规范之外,还对MCU算力、功用提出了更高的技能要求。车规MCU、功率器材当下一向处于缺少状况,我国车规级芯片国产浸透率又不到5%,商场缺口大,供需严重的局势给国产车规轿车芯片放量机会。国家支撑纯电动的方针,商场持续增加的现象都昭示着智能电动轿车商场的空间利好,企业应提前完结智能电动轿车MCU、功率器材国产代替,抢占智能电动轿车商场位置。
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