广告

汽车芯片缺货,国产CAN收发器迎替代机遇

2021-01-27 17:33:51 刘于苇 阅读:
芯片生产周期通常在10几到20几周不等,下单后不可能马上生产,车载芯片的产能更是要提前12个月做规划。2020年初在疫情影响下,很多汽车企业对车载芯片需求判断失误,导致芯片订货不足,晶圆厂也将部分原本属于车载芯片的产能转成了消费类芯片,多重因素的叠加直接导致了缺货潮。以CAN收发器为例,国内市场长期被国外品牌所占据……

2020年上半年的疫情阻断了多地区物流,不少OEM无法正常备货,不得不把需求移到了下半年。下半年各大需求市场复苏,尤其是消费类终端和汽车行业,在禁运等地缘政治事件影响下采用了激进的备货方案。Jc4ednc

然而芯片的生产周期通常在10几到20几周不等,下单后不可能马上生产,车载芯片的产能更是要提前12个月做规划。2020年初在疫情影响下,很多汽车企业对车载芯片需求判断失误,导致芯片订货不足,晶圆厂也将部分原本属于车载芯片的产能转成了消费类芯片,多重因素的叠加直接导致了一场半导体行业的缺货潮。Jc4ednc

2020年底以来,汽车芯片缺货风波持续发酵,部分汽车工厂因为芯片短缺出现了停产。Jc4ednc

1月8日,美国福特汽车便表示,计划将肯塔基州工厂停工一周,半导体零部件供应短缺或将导致数千名员工失业,也会冲击公司运营。此外福特还要求旗下位于德国萨尔州西南部和中部萨尔路易县(Landkreis Saarlouis)的一家车厂停产1个月。Jc4ednc

奥迪首席执行官马库斯·杜兹曼(Markus Duesmann)表示,由于芯片短缺,目前奥迪有一万多名工人被迫停工,其第一季度的产量也将被控制在1万辆之内。奥迪将于1月18日至1月29日在因戈尔施塔特(Ingolstadt)和内卡苏姆(Neckarsulm)工厂减少工人数量,A4和A5车型的生产将受到影响。Jc4ednc

除了奥迪、福特外,戴姆勒也正减少部分工厂的产量。丰田汽车、菲亚特克莱斯勒汽车、日产汽车等公司也已宣称,由于芯片短缺,将在1月份减少生产。Jc4ednc

去年12月,南北大众就因芯片短缺而被爆停产,大众汽车集团(中国)公关部相关负责人徐颖对外表示,受新冠疫情的影响和中国市场的需求增长,使得特定汽车电子元件的芯片供应紧张,导致一些汽车生产面临中断的风险。Jc4ednc

丰田更是早在2020年11月下旬就表示“2021年4月以后的整车生产可能会停滞”,据报道他们除了已经开始讨论半导体的备选采购方案外,还考虑提前配备改变部件构成的新规格系统。在丰田发言人斯科特·瓦津(Scott Vazin)看来,芯片的短缺已不再是个别企业的问题,而是一个行业问题。Jc4ednc

国外车载芯片巨头纷纷涨价

随着汽车智能化速度加快,芯片越来越多地出现在汽车工业应用中,帮助汽车解决动力与传动、车载网络、车身舒适性、车载信息娱乐等功能的实现。单一车辆中的车载芯片价值持续提升,也导致全球车用芯片的需求快于整车销量增速,造成了芯片的供需失衡。Jc4ednc

一边是汽车芯片缺货,另一边是老牌供应商出于原料成本上涨、产品生产周期变长等因素,开始集体涨价。Jc4ednc

Jc4ednc

受缺货潮影响,恩智浦半导体(NXP)在2020年11月26日发出涨价函,表示受卫生事件影响,恩智浦面临产品严重紧缺和原料成本增加的双重影响,决定全线调涨产品价格。恩智浦半导体方面表示:“一些客户下单太晚,导致我们没有及时向一些地区交付。复杂的芯片从生产到交付,需要三个月或更长时间。”Jc4ednc

Jc4ednc

汽车电子大厂,日本半导体制造商瑞萨(Renesas)也表示,于2021年1月1日调整部分产品价格。Jc4ednc

Jc4ednc

意法半导体(ST)涨价函指出,受新冠疫情影响,ST所需要的原材料供应不足,同时面临着成本上升和咄咄逼人的商业条款。鉴于此,ST决定自2020年1月1日起,提高所有产品线价格。Jc4ednc

美国微芯科技(Microchip)公司则延长了订单窗口期,从45天延长至90天。Jc4ednc

汽车缺芯,加速国产化进程

2019年,全球汽车芯片的市场规模是465亿美元,折合人民币3000多亿,预计2020年将下降至460亿美元。虽然全球汽车芯片30%的市场都在中国,但我国自主汽车芯片产业规模仅占全球的4.5%,约20多亿美元。Jc4ednc

根据Wind数据显示,目前国内汽车行业中车用芯片自研率仅占10%,90%的汽车芯片都必须依赖从国外进口。其中前装芯片95%是进口的,后装超过80%是进口,国内芯片企业在汽车产业链中缺失话语权。Jc4ednc

Jc4ednc

2019年全球汽车芯片市场份额,60%以上的市场被前8大半导体厂商牢牢把控Jc4ednc

以CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)收发器为例,它负责汽车神经网络信号传输,是车载与工业底层通讯关键元器件。CAN是国际上应用最广泛的现场总线之一,在北美和西欧, CAN 总线 协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。Jc4ednc

目前,国内市场长期被NXP等国外品牌所占据。据相关人士透露,未来一年,晶圆供应将持续紧张,恩智浦产品涨价幅度或将5%起跳,部分产品需要客户签一年的NCNR(不许取消,不许退货)协议。Jc4ednc

虽然汽车零部件需要很长的产品研发和验证周期,想要在短期内找到合适的替代供应商并不容易,但在芯片缺货、价格上涨以及代工产能均供不应求的背景下,一些汽车厂商或Tier 1供应商,已经开始挑选替代供应商。尤其是在CAN收发器上,诸如TJA1042、TJA1051、TJA1040、TJA1050等型号芯片目前正处理严重缺货状态,价格也在不断攀升,中国本土厂商有望迎来转单。Jc4ednc

国产CAN芯片替换

CAN收发器芯片属于接口芯片,但同时需要考虑耐压能力、ESD等特性,有较高的设计门槛,这也直接导致该市场之前被国外大厂垄断。Jc4ednc

但CAN收发器芯片又是一个标准产品,电气性能遵循ISO1198标准,具有一定的通用性,国产芯片厂商无需车载厂商额外的外围元器件改动,即可实现PIN to PIN替换。同时相比国外老牌厂商,本土公司在产品交期、价格和服务上都有一定的优势。Jc4ednc

近年来,国内的车载芯片厂商在设计、质量、工艺和管控上的进步非常明显。在CAN收发器上,芯力特电子(Silicon Internet of Things Technology)是较早进行产品研发、系列较为齐全的本土企业,其产品市场占有率在车载、工业、电力、梯控等领域逐渐攀升,已得到市场的检验。Jc4ednc

但由于国内车载主机厂家普遍没有意识到国产品牌的进步,印象还停留在以前,接受程度较低,并未在车载领域大量引入国产芯片。加上车厂的设计与验证周期长,产品的稳定性、质量管控等方面都需要重重过关,国产芯“远水解不了近渴”也是造成当下汽车缺芯的原因之一。Jc4ednc

Jc4ednc

芯力特公司5V/3.3V CAN芯片一览Jc4ednc

据悉,此前已有一些车厂在验证芯力特的芯片,而在涨价与缺货潮的影响下,多家车厂和Tier 1企业也表示有意采用芯力特等国产芯片替换国外品牌。整车厂家在给国产芯片更多进入机会的同时,也避免了供应商过于集中的风险。Jc4ednc

智能汽车时代,用CAN FD还是车载以太网?

随着新能源汽车、自动驾驶技术的快速发展,包括ADAS、智能座舱、多媒体网联化等功能不断提升,汽车已然成为一个最大的消费品。在传统汽车时代,汽车内部信息传递可以通过CAN总线完成,但智能汽车信息化程度越化高,信息量与数据量越来越大,传统的CAN总线在传输速率和带宽等方面越来越显得“力不从心”,需要一种更高效的总线。Jc4ednc

车载以太网近年来与CAN在汽车总线领域竞争激烈,是否会成为未来汽车总线的选择?Jc4ednc

从两者特性来看,CAN总线通过物理信号来进行连接,信号分优先级,较为安全稳定,而且结构简单成本低,只需两根线连接。Jc4ednc

车载以太网传输信号相较于 CAN 总线有着传输速率高、传输距离长等优势,而且技术相对成熟,掌握的人也比较多。但采取超时重发机制,单个节点的故障会比较容易扩散到整个网络,使用交换机连接成本增加,另一方面,其开放式的网络也容易被攻击。Jc4ednc

Jc4ednc

随着大数据的兴起,互联网可以给浏览者进行精准画像,从而实现精准信息推送,未来汽车作为一个消费产品,信息的安全以及个人隐私的保护尤为重要。CAN总线经过十多年的广泛应用,其安全性已经得到很好的检验,具有单一节点损坏不影响其它的节点的保护机制。反观车载以太网,增加的交换机不仅带来成本、整车重量的增加,该部件一旦异常还可能造成网络瘫痪。Jc4ednc

但车载以太网也有其长处,更高带宽的特性将首先应用在外围成像传输,如雷达、视频等高速信号部分。经典 CAN 总线已不能满足车载网络日益提高的带宽和数据速率灵活性的要求, CAN FD(CAN with Flexible Data rate) 应运而生。Jc4ednc

Jc4ednc

CAN FD 是一种基于传统 CAN 总线标准而构建的通信协议,与传统 CAN 相比,在网络安全性的前提下,数据传输率提高 5 倍,数据有效负荷增加 8 倍。从之前的 1Mbps 升级到了 5 Mbps 的最大数据传输速率,支持高达 64 字节的有效负荷。Jc4ednc

Jc4ednc

在兼容性上,CAN FD 可以向下兼容 CAN,但 CAN 不能向上升级。此外,CAN FD 还改善了错误帧漏检率,被视为是下一代主流汽车总线系统。Jc4ednc

2020年,芯力特量产了国内首款CAN FD系列芯片SIT1042,它的推出进一步填补了国内CAN 芯片领域空白,也带给国产CAN芯片一次飞越。据悉,目前已有多家知名企业在使用芯力特CAN FD产品。Jc4ednc

从需求上来看,2019 年以前,市场对 CAN FD 的需求并不高。但 2019 年后,CAN FD 整体需求突然上升,主要原因是新能源汽车以及自动驾驶的爆发,产生的数据量都非常大,迫切需要从传统 CAN升级到 CAN FD 来满足数据传输。预计未来一段时间内,CAN总线仍是汽车基本总线的首选;长远来看,CAN FD + 以太网各司其职,能够更好地满足智能汽车的需求。Jc4ednc

结语

汽车电子产业链由三大部分组成:上游为汽车电子元器件设计公司(Tier2,如NXP、英飞凌)和晶圆制造/封测等后段厂商(Tier3,如台积电、日月光),主要负责提供汽车电子的相关核心芯片及其他分立器件;中游则是汽车电子生产和制造商(Tier1,如博世和大陆),主要进行汽车电子模块化功能的系统集成设计、生产及销售;下游是传统的整车厂(OEM,如特斯拉和大众汽车)。Jc4ednc

Jc4ednc

汽车厂商对芯片的需求远不及消费电子动辄上亿颗芯片的需求,在更新换代上,也是一颗料号用到十年以上,不像手机芯片一年一换。所以汽车OEM和Tier1厂商,大多通过Tier 2的零部件供应商完成产品供应。从整个汽车行业来看,目前除了特斯拉采取了自研芯片的方式外,大部分车企的芯片主要还是购买自国际老牌半导体厂商。Jc4ednc

不过,面临芯片短缺的问题,一些车企将目光投向了冉冉升起的国内车载芯片厂商。国信证券近日发布的一份研报显示,目前汽车产业链的交付模式发生变化,芯片厂商作为Tier2供应商,先前更多是与 Tier1供应商合作,而当下更多的是直接与汽车OEM做生意。这主要是当前智能汽车对芯片的需求和算力要求更高,芯片厂商和汽车OEM都需要寻找整体解决方案生态合作伙伴。Jc4ednc

近年来,贸易战导致的芯片进口受到限制,国家大力支持国产芯片行业发展。国内的芯片设计公司也抓住这个机遇获得了不少Design In,积累经验的同时实现了产品迭代。Jc4ednc

Jc4ednc

芯力特的车规产品设计流程Jc4ednc

汽车芯片缺货潮,也是一个能让国产品牌出镜率提升,打破国外芯片封锁的机会。除了数月前发布了国内第一款的CAN FD收发器芯片外,芯力特目前已推出十余款CAN收发器芯片。可以预计的是,在未来智能汽车的时代,中国芯片品牌必将占有一席之地。Jc4ednc

责编:Luffy LiuJc4ednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 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”
  • Nothing Phone 1 官方承认品控缺陷,但拆解后有新发现 前一加手机联合创始人裴宇创立的 Nothing 公司在国外备受关注,但Nothing Phone 1发布之后却被网友爆料大量翻车现场。目前官方也已承认了Nothing Phone 1 在前摄开孔位置附近出现了坏点或绿晕的问题。但Nothing Phone 1也并非一无是处,著名的 JerryRigEverything 耐用性测试就称其“超级坚固”。
  • 拆解一个中国产的“树莓派”开发笔记本,售价279美元值 “树莓派”在全球市越来越受欢迎,甚至有家长开始让孩子用树莓派学习开发产品。有中国厂商嗅到,率先开发出了基于“树莓派”笔记本——CrowPi L ,外观看和普通笔记本差不多, 但却是基于树莓派Raspberry Pi 4B 开发板的套件,专为 STEM 教育而设计,带有可选的电子模块和教程。EDN发现有外媒对其进行了拆解,接下来将这篇拆解文章分享给大家:
  • 售价将超50万美元,乔布斯的Apple-1原型机电路板长什么 这块在 1976 年由史蒂夫-沃兹尼亚克手工焊接的 Apple Computer A 印刷电路板被史蒂夫-乔布斯用来向保罗-特雷尔演示 Apple-1 电脑,后者是加州山景城 The Byte Shop 的老板。这台原型机在“苹果车库”里保存了很多年,然后在大约 30 年前由史蒂夫-乔布斯交给了它现在的主人。当时,乔布斯已被苹果公司赶走。乔布斯当时认为这个原型不是要供奉的东西,而是要被重新利用的东西。
  • iFixit 拆解M2 MacBook Ai:没有散热器,但有用途不明的加 日前,iFixit发表了M2 MacBook Air的拆解视频,表示在M2 MacBook Air 中发现了新增的端口,以及加速度计。
  • M2 Pro 和 M2 Max 或是苹果首款采用台积电3nm 工艺的 M1 Pro 和 M1 Max 最多可配置 10 核 CPU 和 32 核 GPU。借助 M2 Pro 和 M2 Max,Apple 有望突破这一门槛,为这两个领域带来更多的核心数量。目前M2 Pro相关的爆料很少,但据称M2 Max 有12 核 GPU 和 38 核 GPU。12 核 CPU 将包括 10 个性能核心和两个能效核心。
  • “智能家居”未来将可通过呼吸控制操作 凯斯西储大学的研究人员创造了一个简单的原型设备,使用户能够通过改变他们的呼吸模式来控制“智能家居”。这种自供电装置可放入鼻孔,并有可能提高行动不便或无法清晰说话的人的生活质量。如果个人呼吸困难,它也可以编程为医务人员提供自动警报。
  • 研究人员开发出新设计框架,用于构建下一代模拟计算芯片 印度科学研究所 (IISc) 的研究人员开发了一种设计框架,用于构建下一代模拟计算芯片组,与目前大多数电子设备中的数字芯片相比,该芯片组速度更快、功耗更低。
  • 小米12s系列发布:首款徕卡品牌、1 英寸摄像头传感器、 继一加牵手哈苏(HASSELBLAD)以及 Vivo 牵手蔡司之后,小米和徕卡在今年早些时候也宣布建立合作伙伴关系。小米在六月底宣布,小米 12S 系列将成为该交易的第一批手机,就在昨日,小米举办了小米12S系列新品发布会,包括小米12S、小米12S Pro、小米12S Ultra三款手机,这三款手机均提供徕卡 Summicron 镜头以减少眩光并提高透光率,同时还提供徕卡成像配置文件。
  • 拆解最新款M2 MacBook Pro ,苹果用旧硬件改造的“新” iFixit指出,即使是新款 M2 MacBook Pro 的底盖也与 2020 年推出的版本相同。两款机型的底部均刻有型号“A2338”以及相同的 FCC ID。这意味着苹果只是简单地回收了旧硬件,并在板上安装了新芯片。
  • 雷军官宣自研电池管理芯片“澎湃 G1”,及小米 12S系列 今日(7月1日),雷军在个人微博官宣新的自研芯片——小米澎湃G1电池管理芯片,该芯片将于7月4日与小米12S系列共同发布。此外,还分享了小米电池技术新进展、小米自研FBO焕新存储技术以及最新升级的叶脉冷泵散热技术。
  • AI视觉芯片如何赋能两轮车出行? 6月29日,在由全球领先的专业电子机构媒体AspenCore和深圳市新一代信息通信产业集群联合主办的“2022国际AIoT生态发展大会-智慧两轮车分论坛”中,嘉楠科技副总裁汤炜伟以《勘智AI视觉芯,赋能智眼两轮行》为主题,向大家分享了嘉楠地芯片设计创新历程,及其RISCV架构AI芯片技术路线图,并以具体案例展示AI视觉芯片如何赋能两轮车出行。
  • Arm发布第二代 Armv9 CPU及首款移动端支持光追的GPU 日前,Arm推出了基于Armv9架构新一代的CPU,包括Arm Cortex-X3、Arm Cortex-A715等,同时还带来了其首款在移动端支持硬件光线追踪的GPU——Immortalis GPU。这是自Arm去年3月发布全新v9架构、5月发布第一代基于v9架构产品后的第二次更新。
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