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汽车涌现“芯”问题,国内供应链能否抓住机遇?

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作者|周凯扬 来源|电子发烧友网(ID:elecfans)

近几周以来,全球半导体市场由于供应链问题引起的减产愈发严重,首当其冲的就是汽车制造商。现如今最为迫切的问题当属汽车芯片的短缺,那么在这样席卷全球的缺货潮下,中国汽车芯片的供应链能否挺过去,抓住随之而来的机遇呢?

国家有关部门官员已经表示,中国汽车芯片的短缺可能会持续十年之久,但这样长的周期与目前的产能供应问题无关。国家新能源汽车技术创新中心总经理原诚寅表示,订单失误和疫情停产都是会迎刃而解的问题,但国内不断扩张的需求、专业知识的短缺以及地缘政治的介入才是未来缺货的“罪魁祸首”。

然而这些并非一朝一夕就能解决的问题,汽车芯片的高设计要求不仅是代工厂的重担,也是芯片设计厂商不得不面临的挑战。在安全性、耐用性和低成本的三重要求下,一个汽车芯片从开发、量产到上市很有可能长达五年的时间。那么在现有的产品Line-Up和规划下,国内汽车芯片供应商是否拥有稳固的落脚之地呢?

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国产汽车芯片 / 电子发烧友网整理

数字化的智能座舱

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Model S / Tesla

智能座舱作为汽车芯片的主战场,已经有恩智浦、瑞萨、高通等强势国际厂商的参战,但面临巨大的市场利润,国产供应商自然不会放弃这块蛋糕。智能座舱中包含车载信息娱乐系统(IVI)、数字仪表盘和ADAS等多个特性,因此不少芯片厂商也各有侧重。

去年便有相关爆料,指出华为与比亚迪已经签订协议,在汽车数字座舱上使用海思设计的八核芯片麒麟710A,该芯片采用了中芯国际的14nm工艺,对标高通的820A芯片。

紫光展锐也在2020年的秋季线上发布会上推出了智能座舱芯片A7862,这是一款八核(2XA75+6xA55)的ARM SoC,采用了12nm的先进工艺,同时集成了Wi-Fi+蓝牙+FM和GNSS等完整通信能力。

国内领先的芯片厂商全志也有针对智能座舱的SoC芯片T7,这款芯片采用了六核A7的CPU设计,支持安卓、Linux和QNX三大车载系统的适配。T7支持双屏异显、360环视和DMS多种功能,并在其中内置了地平线的算法方案,大幅降低了ADAS方案的成本。

作为特斯拉地图方案提供商四维图新旗下的子公司,杰发科技自主研发的IVI芯片已经在国内连续多年保持汽车后装市场的领先地位,同时也在拓展前装市场。德赛西威就在去年与杰发科技签订协议,在新一代产品上采用杰发科技自主设计的车规级高性能SoC。

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AC8257 SoC / 杰发科技

AC8257是一款集成4G+蓝牙+WIFI+GPS的高性能IVI SoC,采用了14nm的FinFET工艺,不仅支持3D 360度环视AVM,也支持双屏高清倒车录像显示,联网待机功耗低至3mA,该芯片已经在前装车型实现成功量产。

车规级MCU的突破

车规级MCU在AEC-Q100、IATF 16949以及ISO26262三大标准的加持下,也能成了国产芯片难以突破的一环,其研发难度也让不少芯片厂商望而却步。但不论是从数量上,还是从重要性上,车规MCU依旧是不可或缺的车用半导体。

比亚迪半导体在2018年推出了第一代8位的车规级MCU芯片,2019年又推出了第一代32位车规级MCU芯片,在自研自用的优势下,如今其车规级MCU装车量已经超过了500万。比亚迪半导体的BF7106AM系列也是国内首款量产车规级的32位通用MCU,内部集成了CAN、LIN和UART等多个通信模块,已经在比亚迪车型的电控、热管理和ADAS等应用中全面覆盖。

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KF32A开发套件 / 芯旺微电子

除了像比亚迪半导体这样采用ARM架构32位MCU的芯片厂商外,也有芯旺微电子这样采用自研Kungfu32内核架构的芯片厂商。KF32A是芯旺微历时六年开发的32位车规级MCU,支持多路CAN和LIN接口,凭借其低功耗、高处理性能等特性,该MCU适用于BCM、仪表盘和T-BOX等多种车载应用。未来芯旺微还打算推出支持CAN-FD的车规MCU,以满足更高的通信需求。

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AC781x开发套件 / 杰发科技

除了IVI芯片之外,杰发科技也早在2018年推出了车规级32位芯片AC781x,并于去年推出了该产品线的新成员AC7801x。与AC781x相比,AC7801x具备更强大的性能,并增加了CAN-FD接口,20PIN到48PIN三种封装形式大幅提升了该MCU的适配灵活度,适用于车身控制、冷却和照明等系统。

汽车安全不仅只是驾驶安全

对于车载芯片来说,驾驶安全固然应该放在首位,这也是为何芯片厂商要花大量心力来通过认证的原因。但与此同时,随着车联网的普及,信息通讯安全同样成了新一代电动汽车的痛点之一,而且对于国产芯片来说,国密化同样也是安全芯片的需求,

紫光国微已经在安全芯片领域有了相当深厚的积累,随着汽车电动化、智能化的发展,紫光国微也在智能网联车中部署了自己的智能安全芯片。去年8月11日,紫光国微与国家新能源汽车技术创新中心签署了战略合作协议,在新能源汽车芯片标准制定、车规级安全芯片的研发和测试等领域通力协作。

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THD89芯片 / 紫光国微

紫光国微近年来也推出了多款汽车芯片,比如已通过AEC-Q100车规认证和多项安全认证的THD89系列,以及已经搭载在广汽、东风等大型车企车型的T97系列。紫光国微的“超级汽车芯”战略计划先通过车规级智能安全芯片切入,随后在MCU和传感器等芯片上赶超国际产品。

除了紫光国微以外,信大捷安也推出了针对智能网联汽车的V2X安全芯片XDSM3276,该芯片在加速密码算法、低功耗设计、物理安全防护上进行了创新和优化,可以做到国密的安全等级。XDSM3276的SM2签名验证速度达到5000次/秒,注意满足C-V2X各应用场景2000次/秒的性能要求。

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TTM2000 / 芯钛科技

芯钛科技同样拥有自研的国密级汽车芯片TTM2000,并针对V2X应用安全进行了专门的开发设计,注意满足C-V2X和DSRC的消息验证和安全证书管理。在密码单元的性能上,TTM2000的高速SM3单元和高速SHA单元均可实现500Mbps的速率。

通信芯片造就新一代智能网联车

国内目前主流的汽车通信芯片仍是高通的C-V2X芯片,但凭借中国本土的通信龙头企业,也逐渐与之抗衡的芯片。

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MH5000模组 / 华为

华为在2019年发布了自研的巴龙5000基带芯片,并推出了搭载该芯片的首款5G车载模组MH5000。该芯片可以实现单芯多模,并支持SA/NSA双5G组网,最高下行速率达到2Gbps,也是业内首款集成5G+V2X技术的模组。MH5000模组也已经在广汽的AION V、北汽的ARCFOX α-T等新能源车型上采用。

大唐高鸿也在去年6月宣布,与阿尔卑斯阿尔派合作打造的新一代C-V2X车规级模组DMD3A已经投入量产。这款模组采用了中国信科集团的自研芯片,具有高集成度、低功耗和小尺寸的特点。大唐高鸿在接受提问时也提到,公司不对外销售C-V2X芯片,而是提供C-V2X通信模组。

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G9芯片 / 芯弛科技

除了V2X的通信之外,整车上的多域互联同样需要高性能的网关芯片,面对不同域之间日益增加的流量和数据交换,高吞吐和低延迟成了新一代网关芯片主打的性能表现。芯弛科技于去年发布了G9网关芯片,该芯片采用了芯弛第二代包处理引擎SDPEv2,支持20路的CAN-FD和双千兆的TSN以太网,并加入了Cortex-R5的安全CPU和高性能硬件安全模块,进一步提高车内通信的安全性。

语音控制的全新场景

汽车为语音控制创造了又一个前景广阔的应用场景,但车载语音控制如果采用传统的云端处理器的话,就必须要解决网络环境和延迟的问题。

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TH1520芯片框图 / 深聪智能

深聪智能于2019年发布了AI语音芯片TH1520,这是一款支持六麦克风拾音的强劲语音识别芯片,采用芯片+算法的软硬融合方式,TH1520可以实现多达200多条指令的全离线识别。这一芯片采用了中芯国际的工艺,目前已经在汽车后装市场落地,深聪智能也表示不久后将推出第二代AI语音芯片,实现更高水准的本地语音识别,并加入声纹识别等安全特性。

为了打造云、端、芯结合的全栈车载语音方案,云知声和亿咖通共同成立了芯智科技公司。芯智的全栈语音AI芯片也在2020年年初成功流片,并计划与2020年底量产。该芯片采用了RISC-V框架,并借助云端训练、本地部署的方式,做到更优秀的用户持久体验。除此之外,芯智科技还打算将芯片与整车的交互代码开源,从而支持更多云服务的接入。

小结

从汽车芯片产品的角度来看,国产的供应链水平并不弱于顶尖大厂,但由于汽车认证与半导体供应短缺的双重时间原因,部分领域仍然落后于率先入局的国际厂商。因此国内汽车芯片标准及相关认证的制定、自有制造能力的建立以及相关专业技术的培养与开发,都必须要尽快提上日程。

但国内汽车芯片的供应商也有不小的优势,目前互联网造车趋势的兴起,势必会涌入更多的造车新势力,国产汽车芯片无论是在前装市场还是后装市场,同样将迎来更大的发展空间。

编者按:本文转载自微信公众号:电子发烧友网(ID:elecfans),作者:周凯扬


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