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公司新闻
汽车芯片讲解(钢城区开锁公司)

时间:2021/07/19    点击量:

什么是汽车芯片?一文科普

赛博汽车
以此为始,记载将来汽车故事。
来自专栏智能汽车
自2020年底,芯片短缺就不断占领汽车行业话题榜首,群众、飞驰、福特、丰田、本田等多家车企,纷繁宣布因芯片问题招致减产或停产。

时至今日,汽车缺“芯”问题照旧未得到完整处理,且可能成为卡住汽车产能的长期难题。芯片之于汽车产业终究是一种什么样的存在?一文科普汽车芯片。

01. 汽车芯片有哪些分类?

芯片,是半导体元件产品的统称,又称集成电路(IC, Integrated Circuit)。

汽车芯片主要分为三大类:功用芯片(MCU,MicrocontrollerUnit)、功率半导体、传感器。

功用芯片,主要是指处置器和控制器芯片。一辆车能在路地上奔跑,离不开电子电气架构停止信息传送和数据处置。车辆控制系统主要包括车身电子系统、车辆运动系统、动力总成系统、信息文娱系统、自动驾驶系统等几大局部,这些系统下面又存在着众多子功用项,每个子功用项背后都有一个控制器,控制器内部会有一颗功用芯片。
功率半导体,主要担任功率转换,多用于电源和接口,例如电动车用的IGBT功率芯片,以及能够普遍运用在模仿电路与数字电路的场效晶体管MOSFET等。

传感器,则主要用于各种雷达、平安气囊、胎压检测等。

02. 全球TOP 10半导体厂商是哪些?

依据Gartner数据,2020年全球半导体销售额增长7.3%到达4498亿美圆。2020世界十大半导体供给商排名及其份额为英特尔(15.6%)、三星(12.5%)、SK海力士(5.6%)、美光科技(4.9%)、高通(4%)、博通(3.5%)、德州仪器(2.9%)、联发科(2.4%)、铠侠(2.3%)、英伟达(2.2%)。
03. 什么是自动驾驶芯片?

自动驾驶芯片,实质上也是功用芯片,是随着智能汽车开展产生的一种高算力芯片。有一个形象的说法是,自动驾驶芯片是芯片中的珠穆朗玛峰,代表了最高的技术应战。

目前,已商用的自动驾驶芯片根本处于高级驾驶辅助系统阶段,可完成L1-L2级辅助驾驶,局部声称可完成L3级功用,面向L4-L5级完整自动驾驶及全自动驾驶芯片离范围化商用仍有间隔。

此次,汽车产业面临的芯片荒,并不触及自动驾驶芯片,缘由是这些芯片主要搭载智能化水平较高的高端车型,需求总量还不高,暂时没有遭到冲击。
04. 自动驾驶芯片有哪些主要玩家及产品?

自动驾驶芯片正在成为一个多方角力的新战场,英特尔、英伟达、高通、AMD等消费电子芯片巨头,地平线、黑芝麻等创新企业,华为、百度等科技公司,及以特斯拉为代表的车企,都在纷繁规划。

算力和能效比是自动驾驶芯片最主要的评价指标,L1-L2级需求的芯片算力小于10 TOPS,L3级需求的算力为30-60 TOPS,L4级需求的芯片算力大于100 TOPS,L5级需求的算力为500-1000 TOPS。
05. 汽车芯片短缺的主要缘由?

汽车芯片骤然呈现短缺主要有三方面缘由。

其一,新冠疫情、火灾等不可抗力影响。晶圆则是制造芯片的原资料,新冠疫情给晶圆消费带来了猛烈冲击,位列全球第一、第二的晶圆代工厂台积电、三星都曾因员工感染疫情被迫停产。与此同时,欧洲的罢工运动及日本旭化成工厂的火灾,再次影响了晶圆代工厂产能。

其二,汽车产业快速复苏及供给商预估缺乏。据Strategy Analytics统计,各级别汽车功用芯片搭载数量都在逐年递增,目前汽车均匀约采用25个功用芯片,一些高端车型已打破100个。2020下半年,以中国为代表的汽车市场快速复苏,超出供给链对芯片需求量的预判。

其三,消费类电子产品产能抢夺。一方面,消费电子产品在疫情期间需求大幅度增加,另一方面,车载芯片在利润率上远不如消费电子类芯片,局部芯片供给商有倾向性的将产能留给消费类电子产品。

06. 芯片消费触及到哪些原资料及工序?

当前,芯片主要都是硅基芯片,硅晶圆则是制造芯片的原资料。芯片消费工序主要触及芯片设计、晶圆加工、封装和测试。

芯片企业运营分为两种形式,分别是IDM形式和Fabless形式。IDM形式,就是芯片的设计、消费、封装和检测都是本人做。Fabless形式,则是指那些专注于芯片的设计研发和销售,没有晶圆厂的芯片设计企业。这些企业将晶圆制造、封装测试等环节外包给代工厂来完成,代工厂被称为Foundry。

目前,只要英特尔、三星、德州仪器等极少数几家企业可以独立完成设计、制造和封测一切工序。大局部芯片企业都是只从事芯片设计,例如华为、联发科、高通等,台积电是全球最大的晶圆代工商。
07. 什么是晶圆尺寸?

依照尺寸分类,目前行业应用的晶圆主要有6英寸、8英寸和12英寸三种,其中8英寸和12英寸的应用量最大。

关于晶圆尺寸的演化,比拟公认的一种说法是:1980年代是4英寸硅片占主流,1990年代是6英寸占主流,2000年代是8英寸占主流,2008年之后是以12英寸为主流的市场。

2008年以后,随着挪动互联网迸发,芯片上下游企业都在鼎力投资更先进的12英寸晶圆,并开端逐步淘汰8英寸晶圆产线。依据国际半导体产业协会SEMI的统计,截至2019年,12英寸晶圆硅片曾经占到了晶圆全部出货量的67%。

但是,8英寸晶圆恰恰是汽车功用芯片的对口技术,随着汽车对芯片需求量增加,产业链又开端重新加大8英寸晶圆产能投入。
08. 什么是芯片制程?

芯片制程是指芯片晶体管栅极宽度的大小,纳米数字越小,晶体管密度越大,芯片性能就越高。逐步减少的芯片制程数字,代表着芯片技术进步的方向。

但是,由于每家企业对制程工艺的命名规律不同,在相同纳米制程下,并不能对各制程技术做绝对判别,例如,英特尔10nm的晶体管密度就与三星7nm、台积电7nm的晶体管密度相当。
09. 我国芯片产业与国际的差距?

Wind数据显现,目前,国内汽车行业中车用芯片自研率仅占10%,90%汽车芯片都依赖进口。

全球汽车半导体销售额中,只要不到3%来自中国企业,欧洲企业约占37%,美国企业约占30%,日本企业约占25%。

全球前20家汽车半导体公司中,只要一家是中国公司——安世半导体,而这家企业实质上也只是中国公司闻泰科技收买而来的企业,其总部仍在荷兰。

除汽车外,国产芯片在通讯设备、消费电子的市占率也多在10%以下。

10. 汽车芯片短缺问题估计会持续多长时间?

市场普遍预判,汽车芯片短缺将是长期性难题。依据全球主要芯片供给商反应,若短期不呈现不测,芯片的托付周期普遍延迟6个月。

而长期来看,芯片技术打破要依赖上下游全产业链开展,与手机、电脑等所需的消费类芯片相比,汽车芯片的技术请求和性能规范更高,开发周期更长,最少需求5年时间。中国车载半导体起步较晚,再思索政治要素,国内市场可能受困于芯片5-10年。