广告

对比英飞凌与比亚迪,看国产汽车半导体面临的挑战与发展机遇

2020-11-18 顾正书 阅读:
据汽车行业权威调研数据显示,2019 年国内车规级IGBT 市场呈现寡头垄断格局,英飞凌以高达58.2%的市场份额位居第一,比亚迪位列第二,占18%。作为国内第一家自主研发、生产车用IGBT芯片的公司,比亚迪半导体成为国内市场上最有能力挑战国际大厂的本土厂商。以比亚迪半导体为代表的国内汽车半导体厂商与以英飞凌为代表的国际厂商相比,无论在技术实力、市场规模,还是产品线布局上,都还有很大的差距。然而,从积极一面来看,国内半导体厂商仍然有着巨大的发展空间和机遇。

据汽车行业权威调研数据显示,2019 年国内车规级IGBT 市场呈现寡头垄断格局,英飞凌以高达58.2%的市场份额位居第一,比亚迪位列第二,占18%。作为国内第一家自主研发、生产车用IGBT芯片的公司,比亚迪半导体成为国内市场上最有能力挑战国际大厂的本土厂商。h2fednc

图一:2019年中国车规级IGBT模块前十大厂商h2fednc

想了解ADAS/自动驾驶的最新设计和市场趋势?请即刻报名参加:汽车电子高峰论坛h2fednc

h2fednc

比亚迪集团旗下的比亚迪微电子今年独立成为全新的“比亚迪半导体”,融资估值高达300亿元,欲寻求比亚迪汽车之外的更多机会,为将来独立上市铺路。h2fednc

英飞凌科技是一家总部位于德国的半导体设计和制造IDM厂商,其前身是西门子集团的半导体部门。英飞凌下设四个事业部:汽车电子(ATV)、工业功率控制(IPC)、电源与传感系统(PSS)、安全互联系统(CSS)。其中汽车电子是其最大的业务板块,2019年营收占比高达44%。h2fednc

收购赛普拉斯后,英飞凌成为全球最大的汽车半导体供应商。将比亚迪半导体与英飞凌做个对比,肯定很有意思,从中我们可以看出国产汽车半导体厂商所面临的挑战,以及未来的发展机遇。h2fednc

比亚迪的汽车半导体布局

在今年的全球CEO峰会上,比亚迪半导体总经理陈刚从自家公司的角度,探讨了半导体的发展机遇。汽车的“电动化”与“智能化”趋势已经成为共识,而其核心就是半导体技术。新能源车中半导体的价值是传统燃油车的2倍,将来可能更高。汽车市场对半导体而言是绝对不可错失的机遇。h2fednc

比亚迪是国内最早一批有意识开发和掌握核“芯”技术的车企,从2005年就开始车规级IGBT的自主研发。“要发展新能源车,我们就要发展自己的核‘芯’科技,同时带动中国半导体的发展。在这样的大环境下,比亚迪成立了自己的半导体研发团队”,陈刚在主题演讲中说道。h2fednc

图二:汽车电子的三个层级:感知层、决策层、执行层。(来源:比亚迪半导体)h2fednc

比亚迪半导体从三个层级来规划其技术和产品开发线路:感知层、决策层和执行层。感知层包括摄像头、雷达、速度角等传感器,对应的有传感器芯片产品;决策层则进行计算和处理,为整车的各种资源做决策,对应的是计算控制芯片(如ECU、MCU、VCU);最后是执行层,把决策信息执行下去,包括各种总成应用,比如电机、电控和转向系统等,对应的产品是功率半导体器件。h2fednc

比亚迪半导体在这三个层级都有了相应的产品布局,最为人所知的是功率半导体IGBT。IGBT 芯片与动力电池电芯并称为电动车的“双芯”,是决定电动车性能的核心器件之一。在新能源汽车上,IGBT 主要应用于电池管理系统、电动控制系统、空调控制系统、充电系统等,主要具有以下功能:在主逆变器(Main  Inverter)中,IGBT 将高压电池的直流电转换为驱动三相电机的交流电;在车载充电机(OBC)中,IGBT 可将交流电转换为直流并为高压电池充电;IGBT 也广泛应用在DC/DC转换器、温度PTC、水泵、油泵、空调压缩机等系统中。h2fednc

图三:电动车中IGBT的主要应用。(来源:比亚迪半导体)h2fednc

据陈刚介绍,比亚迪半导体的功率器件累计装车超80万辆,单车行驶里程超100万公里。以其高端“汉”车型为例,前驱是IGBT,后驱是SiC(MOSFET),这款车代表了比亚迪多年在汽车领域的技术积累。h2fednc

除功率器件外,比亚迪半导体在传感器和车规级MCU方面也已经推出相关产品。未来车上会搭载越来越多的智能传感器,比如“汉”这款车型现在是7个摄像头,新定义的车型将会超过10个。而且传感器还要满足画质越来越高清、传输更高速,以及实时分析的要求。h2fednc

图四:MCU芯片规格分类:商业级、工业级、车规级。(来源:比亚迪半导体)h2fednc

 h2fednc

比亚迪半导体已经推出了第一代32位车规级MCU,这是一颗单核的32位MCU,功能相对比较简单,未来会推出多核的车载MCU。相对商业级(消费级)和工业级MCU,车规级MCU在工作温度、交付良率和使用寿命方面都要严格得多。这就是大多数本土MCU厂商都集中在消费级领域的原因,能够做到车规级水平的寥寥无几。h2fednc

英飞凌汽车电子全线出击

在今年的汽车百人会和英飞凌汽车电子开发者大会上,新上任的英飞凌大中华区高级副总裁兼汽车电子负责人曹彦飞先生详细介绍了英飞凌的全线汽车半导体产品布局。h2fednc

图五:汽车驾驶的三个层级:感知、处理与决策、执行。(来源:英飞凌)h2fednc

跟比亚迪半导体一样,英飞凌也是从汽车电子的三个层级进行技术开发和产品布局规划的。感知层需要可靠的传感器,比如摄像头、雷达、超声波和麦克风等;处理和决策层则需要可靠的计算,涉及专用感测处理器、驾驶域控制器、传感器融合及中央网关等;执行层需要可靠的执行器,包括变速器、刹车、引擎、转向,以及矩阵式LED显示等。h2fednc

图六:英飞凌的汽车半导体产品线布局。(来源:英飞凌)h2fednc

赛普拉斯的微控制器、NOR flash等产品与英飞凌现有产品高度互补,新的公司在全球半导体的多个细分领域都占据TOP 3地位,比如传感器、微控制器、功率半导体和存储器等。h2fednc

英飞凌在汽车应用领域的产品组合包括IGBT和MOSFET等功率半导体、NOR Flash等存储器、PSoC和AURIX系列微控制器、雷达和ToF等传感器,以及USB-C和无线互联产品,涵盖了从车身、仪表/信息娱乐系统,到底盘/安全、动力总成和ADAS/自动驾驶的完整汽车应用领域。h2fednc

国内与国际厂商的差别

以比亚迪半导体为代表的国内汽车半导体厂商与以英飞凌为代表的国际厂商相比,无论在技术实力、市场规模,还是产品线布局上,都还有很大的差距。比亚迪半导体虽然在三个层级都有相应的产品,但产品线比较单一,在性能上还有待提高。此外,比亚迪半导体的主要客户仍然是比亚迪汽车,客户单一也是未来多元化发展的障碍。英飞凌汽车半导体几乎在汽车电子的每个细分市场都有完整的解决方案,而且其客户群体比较分散,全球主要汽车厂商和Tier 1零部件供应商都是其客户。h2fednc

国内汽车半导体厂商的发展机遇

然而,从积极一面来看,国内半导体厂商仍然有着巨大的发展空间和机遇。比亚迪半导体的陈刚展望了一个集成化的协作平台,下面这张图是构想中的“比亚迪生态”,包括车规级半导体产品、车规级半导体方案,以及上层的汽车系统应用。比亚迪半导体可以与比亚迪汽车高度整合与协作,以开放的心态欢迎合作伙伴加入到生态圈中来发展。这是整车厂需要的整体解决方案,能够真正满足消费者的需求。h2fednc

图七:比亚迪生态-集成化的协作平台。(来源:比亚迪半导体)h2fednc

中国汽车市场在增长,这需要供应端的同步增长。而满足市场需求的关键就是创新、合作与人才。手机是一个开放的平台,造就了中国手机厂商在全球市场的领导地位。同样,汽车的电动化和智能化也需要一个开放的平台,这个更大的生态圈同样可以造就世界级的中国汽车半导体厂商。当然,这需要国内厂商把握好机遇,培养好人才,以合作共赢的心态,与汽车产业内外的合作伙伴协同创新,开拓新的市场领域和机会。h2fednc

责编:Amy Guanh2fednc

本文将刊登于《电子工程专辑》2020年12月刊,版权所有,禁止转载。点击申请免费杂志订阅  h2fednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
顾正书
电子工程专辑(EETimes China)主分析师
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:碳化硅肖特基二极管 碳化硅肖特基功率二极管在开关电源电路中的应用,更好的让电路工作在高频状态,减小电路中电感等元件体积重量,由于碳化硅肖特基二极管优良的耐温性能和低损耗特性,让电路中热沉的体积重量得到改善,便于优化电路的热设计,与此同时,应用了SOD123封装形式的该款器件,为功率二极管小型化提出了解决方案,更好的贴合对器件小型化和产品功率密度改善有要求的客户需求。该产品可应用于高频ACF,小功率GaN适配器,驱动部分自举电路,高频DC/DC电路等应用场合。G51XT碳化硅肖特基二极管已进入市场,有良好的市场反馈。
  • 瑞萨电子推出64位RISC-V CPU内核RZ/Five通用MPU,开创R 产品作为瑞萨现有Arm CPU内核MPU阵容的新成员扩充RZ家族的产品组合
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:车规级数字通讯隔离 Chipways汽车级电池组隔离器XL8820系列产品是同时满足AEC-Q100汽车可靠性标准和ISO 26262汽车功能安全标准的车规级隔离式通讯接口芯片。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:TWS充电仓电源管理 SY8801是一款用于蓝牙耳机仓充电、放电的单芯片电源管理IC,芯片内部集成了BUCK、BOOST模块,I2C模块,负载检测模块,电力线通信模块。SY8801非常适合蓝牙耳机仓的设计,其极简化的外围电路,为客户提供了高性价比的应用方案。SY8801作为市场上第一款专门为TWS设计的芯片,更适合TWS产品的系统应用,它具有更高的集成度,使得产品能够更容易进行方案开发。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:10相数字电源管理芯 BPD93010是国内首家多相Buck数字控制器,支持1~10相给CPU/GPU/AI芯片供电,也支持扩展到20相,填补了中国低压大电流多相高功率电源管理方案的空白!
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:高可靠性汽车级A1等 GT24C512B是一款拥有具有聚辰自主知识产权软的高可靠性存储芯片,可以支持常温下4 百万的擦写次数,数据保持能支持100年,完全兼容工业标准的I2C接口协议。可以支持I2C模式下的1MHz读写,通过内置ECC的方式能极大的降低出错率,满足汽车行业对高良率的要求。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:32Mb串口RAM-IS66/6 该产品融合了传统SRAM和DRAM的优势,具有容量大、速度快、引脚少、成本低的优点,并可提供具有高可靠性的车规级产品。产品接口简单,无需太多复杂接口设计,可有效增强系统性能,简化设计,减少系统总成本。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:业界首款车规级超高 GD25/55LT是业界首款超高速四通道的SPI NOR Flash产品系列 ,最高时钟频率达到200MHz,数据吞吐率高达200MB/s,是现有产品的3倍以上。内置ECC算法与CRC校验功能,在提高可靠性的同时延长了产品使用寿命,DQS和DLP功能为高速系统设计提供了保障。通过了车载AEC-Q100的认证。GD25/55LT系列产品是业内最高性能,超高可靠性的四通道SPI NOR Flash车规级解决方案,在满足车载应用对Flash即时响应需求的同时又满足了功能安全的要求。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:FORESEE车规级eMMC 2020年,江波龙电子旗下行业类品牌FORESEE发布车规级eMMC,并通过AEC-Q100验证,成为国内为数不多通过AEC-Q100验证的存储品牌之一。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:高速存储控制芯片HG 宏芯宇自主研发的全球首颗40nm的USB接口存储控制芯片HG2319,采用USB3.0技术,实现了闪存存储速度创新,一举将速度提升10倍,满足了人们高速传送高品质影像档案的速度要求,省电节能、更高兼容性、成本更低。采用BCH 90 Bit ECC纠错引擎,相比同业采用的72bit更加强化存储容错率,等同于增加闪存盘产品稳定性与寿命,透过领先的研发技术,HG2319目前是同业产品中最小面积的设计,成本领先同业。
  • 拆解小米WatchS1智能手表,看看主板上的主要IC来自哪些 根据小米官方的描述,小米智能手表Watch S1型号中的S,取自“Super”的缩写,代表了强大。也代表着S1是面对高端市场的产品。那究竟是否如其名呢?
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:高性能大算力全场景 - AI性能跑分更强,超越Nvidia Orin - 应用当前先进的安全技术和研发流程 - 国内唯一可获得、支持快速量产的整车智能计算平台芯片
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了