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車用芯片短缺久矣,國內企業“自救”造芯

海明觀察 ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:李誠 ? 2021-12-27 09:01 ? 次閱讀
電子發燒友網報道(文/李誠)芯片短缺的陰霾籠罩著整個汽車產業,久久未見消散的跡象。近日有媒體消息稱,受供應鏈問題、芯片短缺以及疫情的問題影響,豐田汽車將于明年1月暫停5家工廠的生產工作。今年以來,因受芯片短缺影響導致減產的不僅僅只有豐田,大眾、寶馬、奔馳等一重廠商受到了不同程度的影響。

12月,據AFS 公布的最新數據顯示,2021年因受芯片短缺影響,全球汽車產能減產1027.2萬輛,其中中國市場減產198.2萬輛,占比將近1/5。迫于汽車芯片短缺帶來的產能壓力,何小鵬不禁發文自嘆“抽芯斷供供更苦,舉杯銷愁愁更愁”。如今,汽車芯片短缺的情況愈演愈烈,與其受制于人,不如造芯自救,國內企業紛紛投入自主造芯的隊伍,重塑汽車產業供應鏈。

芯片短缺,國內車企持續發力

我國9成以上的汽車芯片主要依賴進口,如今市場風云變幻,芯片短缺的問題成為了車企目前最大的焦慮,同時對我國的汽車產業也造成了巨大的影響。用芯難的窘境觸發了不少車企的“被動”技能,紛紛部署造芯計劃,如比亞迪、吉利、蔚來等,力圖通過芯片自主可控的方式,緩解芯片短缺的問題。

說到國內車企不得不提的就是比亞迪,比亞迪執行董事表示,此次缺芯的問題并未對比亞迪產生影響。那么比亞迪是如何在缺芯問題常態化的背景下做到獨善其身的呢?雖然比亞迪以汽車業務起家,但是在電池、芯片領域也有一定的話語權,在汽車芯片短缺的影響下,比亞迪新能源汽車的銷量不降反增,接連數月拿下新能源汽車銷量冠軍,一度超越特斯拉

其實比亞迪早在2004年就已經投身于芯片研發領域,從事功率器件、控制芯片智能傳感器的研發工作,現已被廣泛應用于汽車、能源、工業和消費類電子等新興產業應用中。其中IGBT是比亞迪一直引以為傲的產品,同時比亞迪也是唯一一家擁有完整IGBT產業鏈的汽車公司

如今汽車電氣化、智能化的趨勢推動著新能源汽車產業的發展,IGBT作為新能源汽車的核心技術,芯片的性能對汽車的整體性能有著直接的影響作用。比亞迪的IGBT在2018年在精細化平面柵工藝上實現了新的突破,進入IGBT4.0時代。IGBT4.0與前代產品相比電流密度提升了1/4,芯片面積減小兩成以上,功耗也有所降低。目前比亞迪的車規級IGBT產品已實現量產并應用于自家車型中,這不僅在一定程度上降低了汽車的制造成本,還為整車價格上創造了一定的競爭優勢。

截至2020年底,比亞迪車規級IGBT累計裝車量已超100萬輛。歷經兩年的沉淀,比亞迪自主研發的高密度溝槽柵技術也實現了重大突破,并對外官宣會即將發布一款高性能的IGBT6.0芯片。
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圖源:比亞迪

12月,比亞迪成功自主研發功率器件驅動芯片BF1181,現已實現量產,并陸續向整車廠商供貨。BF1181是一款可驅動電壓等級為1200V碳化硅MOSFET和IGBT的隔離型驅動芯片,CMTI大于100kV/μs,驅動峰值電流最高可達8A,可滿足大多數功率器件的電流驅動需求,同時這款芯片還加入了智能互補輸入的功能,當芯片輸出端驅動力足夠時,可直接驅動功率器件,當驅動芯片應用于大功率應用中,輸出驅動力不足時會自動觸發互補輸入功能,與外部緩沖器連接進一步提高芯片的驅動能力,進而提高該芯片與其他功率器件的適配性。

在汽車應用中芯片的穩定性和安全性是尤為重要的,BF1181嚴格按照車規級產品的設計與生產標準,通過了AEC-Q100汽車級應用驗證。同時為提高芯片的安全性,避免在通電瞬間產生的尖峰電流擊穿芯片,引發安全事故,比亞迪為這款芯片在原有的1200V基礎工作電壓上增加了200V的電壓裕量,在實際應用中該芯片的直流工作電壓最高可達1400V,同時還集成了一系列的安全保護功能以保證芯片工作的穩定性。
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圖源:比亞迪

不止于功率器件,比亞迪在MCU應用方面也有布局,在汽車智能化、網聯化的推動下車規級MCU市場需求持續攀升,MCU產品也在由工業級向車規級延伸,并發布了一系列的8/32位車規級MCU,截至今年5月,比亞迪的車規級MCU量產裝車量實現1000萬顆的突破,工業級與車規級MCU出貨量已達20億顆。同時還表示,在未來將會推出超低功耗的8位車規級MCU以及基于M4F內核的32位高端MCU。

瑞芯微車用芯片“全家桶”

車用芯片短缺的問題并不是靠車企的力量就可以改變的,更重要的還是需要芯片廠商的助力。近日,瑞芯微發布了一系列的車載電子解決方案,涵蓋了智能座艙RK3588M芯片、車載中控RK3568M、液晶儀表RK3358M芯片、車載AI視覺RV1126/RV1109芯片等,通過芯片為汽車產業賦能,加速國產替代的發展。

瑞芯微是一家專注于集成電路設計與研發的企業,在汽車電子應用中有著完整的產品矩陣,可為整車廠商不同的需求提供所需的方案。
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圖源:瑞芯微

這是本月繼吉利汽車以來國內發布的第二款汽車智能座艙芯片,RK3588為瑞芯微的新一代旗艦芯片,采用的是8nm的制造工藝,芯片內部共含60億顆晶體管。在處理器方面采用的是8核的CPUGPU,主頻峰值為2.4GHz,芯片算力為6 TOPs。該芯片加入了360度環視算法,可與8K分辨率的圖像傳感器連接,通過高分辨率圖像傳感器的捕捉與智能的視覺算法配合,可將汽車外部環境在車載屏幕中實時呈現,提升行車人員對周圍環境的感知力,以保證行車安全。同時該芯片最高支持5塊屏幕的驅動,包括了1塊車載中控顯示屏、兩塊電子后視鏡顯示屏以及兩塊后排顯示屏。多屏驅動的功能滿足了汽車智能化多屏應用的發展需求,在汽車應用中可為乘車人員帶來更好的影音娛樂體驗。

結語

此次汽車芯片短缺對于汽車行業來說是一次沉重的打擊,不過細細想來,這也是國產汽車芯片的突圍之路,刺激了不少車企與芯片產商開始正視國產芯片的短板,紛紛涌入芯片研發的隊伍中,為國產芯片的崛起做鋪墊,加速國產替代的發展。
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