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汽車涌現(xiàn)“芯”問題,國內(nèi)供應(yīng)鏈能否抓住機遇?

E4Life ? 來源:電子發(fā)燒友 ? 作者:周凱揚 ? 2021-02-03 09:02 ? 次閱讀

電子發(fā)燒友報道(文/周凱揚)近幾周以來,全球半導體市場由于供應(yīng)鏈問題引起的減產(chǎn)愈發(fā)嚴重,首當其沖的就是汽車制造商。現(xiàn)如今最為迫切的問題當屬汽車芯片的短缺,那么在這樣席卷全球的缺貨潮下,中國汽車芯片的供應(yīng)鏈能否挺過去,抓住隨之而來的機遇呢?

國家有關(guān)部門官員已經(jīng)表示,中國汽車芯片的短缺可能會持續(xù)十年之久,但這樣長的周期與目前的產(chǎn)能供應(yīng)問題無關(guān)。國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心總經(jīng)理原誠寅表示,訂單失誤和疫情停產(chǎn)都是會迎刃而解的問題,但國內(nèi)不斷擴張的需求、專業(yè)知識的短缺以及地緣政治的介入才是未來缺貨的“罪魁禍首”。

然而這些并非一朝一夕就能解決的問題,汽車芯片的高設(shè)計要求不僅是代工廠的重擔,也是芯片設(shè)計廠商不得不面臨的挑戰(zhàn)。在安全性、耐用性和低成本的三重要求下,一個汽車芯片從開發(fā)、量產(chǎn)到上市很有可能長達五年的時間。那么在現(xiàn)有的產(chǎn)品Line-Up和規(guī)劃下,國內(nèi)汽車芯片供應(yīng)商是否擁有穩(wěn)固的落腳之地呢?

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國產(chǎn)汽車芯片 / 電子發(fā)燒友網(wǎng)整理

數(shù)字化的智能座艙

Model S / Tesla


智能座艙作為汽車芯片的主戰(zhàn)場,已經(jīng)有恩智浦、瑞薩高通等強勢國際廠商的參戰(zhàn),但面臨巨大的市場利潤,國產(chǎn)供應(yīng)商自然不會放棄這塊蛋糕。智能座艙中包含車載信息娛樂系統(tǒng)(IVI)、數(shù)字儀表盤和ADAS等多個特性,因此不少芯片廠商也各有側(cè)重。

去年便有相關(guān)爆料,指出華為與比亞迪已經(jīng)簽訂協(xié)議,在汽車數(shù)字座艙上使用海思設(shè)計的八核芯片麒麟710A,該芯片采用了中芯國際的14nm工藝,對標高通的820A芯片。

紫光展銳也在2020年的秋季線上發(fā)布會上推出了智能座艙芯片A7862,這是一款八核(2
XA75+6xA55)的ARM SoC,采用了12nm的先進工藝,同時集成了Wi-Fi+藍牙+FM和GNSS等完整通信能力。

國內(nèi)領(lǐng)先的芯片廠商全志也有針對智能座艙的SoC芯片T7,這款芯片采用了六核A7的CPU設(shè)計,支持安卓、Linux和QNX三大車載系統(tǒng)的適配。T7支持雙屏異顯、360環(huán)視和DMS多種功能,并在其中內(nèi)置了地平線的算法方案,大幅降低了ADAS方案的成本。

作為特斯拉地圖方案提供商四維圖新旗下的子公司,杰發(fā)科技自主研發(fā)的IVI芯片已經(jīng)在國內(nèi)連續(xù)多年保持汽車后裝市場的領(lǐng)先地位,同時也在拓展前裝市場。德賽西威就在去年與杰發(fā)科技簽訂協(xié)議,在新一代產(chǎn)品上采用杰發(fā)科技自主設(shè)計的車規(guī)級高性能SoC。

AC8257 SoC / 杰發(fā)科技


AC8257是一款集成4G+藍牙+WIFI+GPS的高性能IVI SoC,采用了14nm的FinFET工藝,不僅支持3D 360度環(huán)視AVM,也支持雙屏高清倒車錄像顯示,聯(lián)網(wǎng)待機功耗低至3mA,該芯片已經(jīng)在前裝車型實現(xiàn)成功量產(chǎn)。

車規(guī)級MCU的突破

車規(guī)級MCU在AEC-Q100、IATF 16949以及ISO26262三大標準的加持下,也能成了國產(chǎn)芯片難以突破的一環(huán),其研發(fā)難度也讓不少芯片廠商望而卻步。但不論是從數(shù)量上,還是從重要性上,車規(guī)MCU依舊是不可或缺的車用半導體。

比亞迪半導體在2018年推出了第一代8位的車規(guī)級MCU芯片,2019年又推出了第一代32位車規(guī)級MCU芯片,在自研自用的優(yōu)勢下,如今其車規(guī)級MCU裝車量已經(jīng)超過了500萬。比亞迪半導體的BF7106AM系列也是國內(nèi)首款量產(chǎn)車規(guī)級的32位通用MCU,內(nèi)部集成了CAN、LIN和UART等多個通信模塊,已經(jīng)在比亞迪車型的電控、熱管理和ADAS等應(yīng)用中全面覆蓋。

KF32A開發(fā)套件 / 芯旺微電子


除了像比亞迪半導體這樣采用ARM架構(gòu)32位MCU的芯片廠商外,也有芯旺微電子這樣采用自研Kungfu32內(nèi)核架構(gòu)的芯片廠商。KF32A是芯旺微歷時六年開發(fā)的32位車規(guī)級MCU,支持多路CAN和LIN接口,憑借其低功耗、高處理性能等特性,該MCU適用于BCM、儀表盤和T-BOX等多種車載應(yīng)用。未來芯旺微還打算推出支持CAN-FD的車規(guī)MCU,以滿足更高的通信需求。

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AC781x開發(fā)套件 / 杰發(fā)科技


除了IVI芯片之外,杰發(fā)科技也早在2018年推出了車規(guī)級32位芯片AC781x,并于去年推出了該產(chǎn)品線的新成員AC7801x。與AC781x相比,AC7801x具備更強大的性能,并增加了CAN-FD接口,20PIN到48PIN三種封裝形式大幅提升了該MCU的適配靈活度,適用于車身控制、冷卻和照明等系統(tǒng)。

汽車安全不僅只是駕駛安全

對于車載芯片來說,駕駛安全固然應(yīng)該放在首位,這也是為何芯片廠商要花大量心力來通過認證的原因。但與此同時,隨著車聯(lián)網(wǎng)的普及,信息通訊安全同樣成了新一代電動汽車的痛點之一,而且對于國產(chǎn)芯片來說,國密化同樣也是安全芯片的需求,

紫光國微已經(jīng)在安全芯片領(lǐng)域有了相當深厚的積累,隨著汽車電動化、智能化的發(fā)展,紫光國微也在智能網(wǎng)聯(lián)車中部署了自己的智能安全芯片。去年8月11日,紫光國微與國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議,在新能源汽車芯片標準制定、車規(guī)級安全芯片的研發(fā)和測試等領(lǐng)域通力協(xié)作。

THD89芯片 / 紫光國微


紫光國微近年來也推出了多款汽車芯片,比如已通過AEC-Q100車規(guī)認證和多項安全認證的THD89系列,以及已經(jīng)搭載在廣汽、東風等大型車企車型的T97系列。紫光國微的“超級汽車芯”戰(zhàn)略計劃先通過車規(guī)級智能安全芯片切入,隨后在MCU和傳感器等芯片上趕超國際產(chǎn)品。

除了紫光國微以外,信大捷安也推出了針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的V2X安全芯片XDSM3276,該芯片在加速密碼算法、低功耗設(shè)計、物理安全防護上進行了創(chuàng)新和優(yōu)化,可以做到國密的安全等級。XDSM3276的SM2簽名驗證速度達到5000次/秒,注意滿足C-V2X各應(yīng)用場景2000次/秒的性能要求。

TTM2000 / 芯鈦科技

芯鈦科技同樣擁有自研的國密級汽車芯片TTM2000,并針對V2X應(yīng)用安全進行了專門的開發(fā)設(shè)計,注意滿足C-V2X和DSRC的消息驗證和安全證書管理。在密碼單元的性能上,TTM2000的高速SM3單元和高速SHA單元均可實現(xiàn)500Mbps的速率。

通信芯片造就新一代智能網(wǎng)聯(lián)車

國內(nèi)目前主流的汽車通信芯片仍是高通的C-V2X芯片,但憑借中國本土的通信龍頭企業(yè),也逐漸與之抗衡的芯片。

MH5000模組 / 華為


華為在2019年發(fā)布了自研的巴龍5000基帶芯片,并推出了搭載該芯片的首款5G車載模組MH5000。該芯片可以實現(xiàn)單芯多模,并支持SA/NSA雙5G組網(wǎng),最高下行速率達到2Gbps,也是業(yè)內(nèi)首款集成5G+V2X技術(shù)的模組。MH5000模組也已經(jīng)在廣汽的AION V、北汽的ARCFOX α-T等新能源車型上采用。

大唐高鴻也在去年6月宣布,與阿爾卑斯阿爾派合作打造的新一代C-V2X車規(guī)級模組DMD3A已經(jīng)投入量產(chǎn)。這款模組采用了中國信科集團的自研芯片,具有高集成度、低功耗和小尺寸的特點。大唐高鴻在接受提問時也提到,公司不對外銷售C-V2X芯片,而是提供C-V2X通信模組。

G9芯片 / 芯弛科技


除了V2X的通信之外,整車上的多域互聯(lián)同樣需要高性能的網(wǎng)關(guān)芯片,面對不同域之間日益增加的流量和數(shù)據(jù)交換,高吞吐和低延遲成了新一代網(wǎng)關(guān)芯片主打的性能表現(xiàn)。芯弛科技于去年發(fā)布了G9網(wǎng)關(guān)芯片,該芯片采用了芯弛第二代包處理引擎SDPEv2,支持20路的CAN-FD和雙千兆的TSN以太網(wǎng),并加入了Cortex-R5的安全CPU和高性能硬件安全模塊,進一步提高車內(nèi)通信的安全性。

語音控制的全新場景

汽車為語音控制創(chuàng)造了又一個前景廣闊的應(yīng)用場景,但車載語音控制如果采用傳統(tǒng)的云端處理器的話,就必須要解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和延遲的問題。

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TH1520芯片框圖 / 深聰智能


深聰智能于2019年發(fā)布了AI語音芯片TH1520,這是一款支持六麥克風拾音的強勁語音識別芯片,采用芯片+算法的軟硬融合方式,TH1520可以實現(xiàn)多達200多條指令的全離線識別。這一芯片采用了中芯國際的工藝,目前已經(jīng)在汽車后裝市場落地,深聰智能也表示不久后將推出第二代AI語音芯片,實現(xiàn)更高水準的本地語音識別,并加入聲紋識別等安全特性。

為了打造云、端、芯結(jié)合的全棧車載語音方案,云知聲和億咖通共同成立了芯智科技公司。芯智的全棧語音AI芯片也在2020年年初成功流片,并計劃與2020年底量產(chǎn)。該芯片采用了RISC-V框架,并借助云端訓練、本地部署的方式,做到更優(yōu)秀的用戶持久體驗。除此之外,芯智科技還打算將芯片與整車的交互代碼開源,從而支持更多云服務(wù)的接入。

小結(jié)

從汽車芯片產(chǎn)品的角度來看,國產(chǎn)的供應(yīng)鏈水平并不弱于頂尖大廠,但由于汽車認證與半導體供應(yīng)短缺的雙重時間原因,部分領(lǐng)域仍然落后于率先入局的國際廠商。因此國內(nèi)汽車芯片標準及相關(guān)認證的制定、自有制造能力的建立以及相關(guān)專業(yè)技術(shù)的培養(yǎng)與開發(fā),都必須要盡快提上日程。

但國內(nèi)汽車芯片的供應(yīng)商也有不小的優(yōu)勢,目前互聯(lián)網(wǎng)造車趨勢的興起,勢必會涌入更多的造車新勢力,國產(chǎn)汽車芯片無論是在前裝市場還是后裝市場,同樣將迎來更大的發(fā)展空間。

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