《電子技術(shù)應(yīng)用》
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汽車電子升溫下的4大半導(dǎo)體機(jī)遇,,哪些領(lǐng)域?qū)①嵎?

2017-02-17
關(guān)鍵詞: 無人駕駛 汽車電子 ADAS

汽車電子產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷一輪深刻變革,,未來汽車將向安全、互聯(lián),、智能、節(jié)能的方向發(fā)展,,高級汽車駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS),、無人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)(V2X),、新能源汽車等新產(chǎn)品和新功能層出不窮,,算法芯片、毫米波雷達(dá),、激光雷達(dá),、新型MEMS傳感器等技術(shù)飛速發(fā)展,而這也為半導(dǎo)體企業(yè)帶來四大發(fā)展機(jī)遇,。

 

機(jī)遇一:智能化推動汽車中半導(dǎo)體的搭載數(shù)量和性能提升

汽車智能化趨勢使得汽車電子半導(dǎo)體市場的增長不再依賴于汽車產(chǎn)量的增加,,而是車載半導(dǎo)體數(shù)量的增加。

 

ADAS系統(tǒng)需要大量CMOS傳感器,、MEMS傳感器,、各種原理的探測雷達(dá)來感知周圍環(huán)境,如識別交通標(biāo)志、甄別障礙物類型,、測量障礙物與車身距離,、計(jì)算相對移動速度等。

 

目前,,主流ADAS系統(tǒng)解決方案包括CMOS傳感器,、微波雷達(dá)和核心計(jì)算芯片。特斯拉汽車裝配的全自動駕駛Autopilot 2.0系統(tǒng)包括8個(gè)攝像頭,、12個(gè)超聲波雷達(dá)及一個(gè)前向探測雷達(dá),。

 

預(yù)計(jì)處于一輛完全無人駕駛階段的汽車中,半導(dǎo)體成本將超過1000美元,,而當(dāng)前每輛車中的半導(dǎo)體成本只有約350美元,。

 

機(jī)遇二:新能源汽車對功率器件需求旺盛

新能源汽車動力系統(tǒng)的電氣化使得功率器件使用量大幅增加。新能源汽車動力產(chǎn)生和傳輸過程與汽油發(fā)動機(jī)有較大差異,,需要頻繁進(jìn)行電壓變換和直流/交流轉(zhuǎn)換,。加之純電動汽車對續(xù)航里程的高要求,電能管理需要更加精細(xì)化,。實(shí)現(xiàn)以上功能需要大量的逆變器,、變壓器、變流器,,對IGBT,、MOSFET 、二極管等功率器件的需求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車,。

 

根據(jù)Strategy Analytics的數(shù)據(jù),,純電動汽車的半導(dǎo)體成本達(dá)到704美元,相對于傳統(tǒng)汽車的350美元增加了一倍,,其中功率器件成本為387美元,,占比達(dá)到55%。純電動汽車相比傳統(tǒng)汽車新增的半導(dǎo)體成本中,,功率器件成本約為269美元,,占新增成本的76%。

 

機(jī)遇三:汽車智能化帶來海量信息存儲需求

未來汽車將不僅是交通工具,,更是信息匯總,、計(jì)算和傳遞的中心,這對信息存儲提出了更高要求,。

 

一是車載信息娛樂系統(tǒng)(IVI)存儲需求不斷提高。IVI系統(tǒng)的顯示器尺寸越來越大,、分辨率越來越高,,承載的信息也更加復(fù)雜和豐富,對存儲空間和速度提出更高要求,。存儲器產(chǎn)品一般是在消費(fèi)電子應(yīng)用成熟之后才向汽車領(lǐng)域推廣,。近年來汽車內(nèi)存更新?lián)Q代頻率顯著提高,。普通汽車上使用的DDR2內(nèi)存從消費(fèi)電子到汽車系統(tǒng)的推廣經(jīng)歷了5年時(shí)間,而LPDDR4內(nèi)存在2015年剛在手機(jī)上使用,,2016年已開始進(jìn)行汽車產(chǎn)品驗(yàn)證,,預(yù)計(jì)2017年即可進(jìn)入市場。

 

二是ADAS系統(tǒng)存儲需求不斷提高,。ADAS系統(tǒng)需要大存儲空間和高存儲速度支撐系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力,。尤其是圖像傳感器的數(shù)量和分辨率不斷提升,產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)存儲需求,。汽車存儲芯片龍頭企業(yè)美國美光公司已推出可用于ADAS系統(tǒng)的240GB車載固態(tài)硬盤,。

 

機(jī)遇四:汽車電子成為半導(dǎo)體新技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動力

汽車電子領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品可靠性和壽命的極高要求使得只有成熟的半導(dǎo)體技術(shù)才會在汽車領(lǐng)域推廣,新興技術(shù)很少首先使用在汽車領(lǐng)域,。近年來,,汽車逐漸成為電子信息系統(tǒng)的新興載體,推動新興車用半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展,。

 

一是汽車電子驅(qū)動激光雷達(dá)向固態(tài)化發(fā)展,。目前主流激光雷達(dá)為機(jī)械結(jié)構(gòu),價(jià)格非常昂貴,,早先應(yīng)用于遙感,、軍事、測繪等領(lǐng)域,。固態(tài)激光雷達(dá)使用MEMS反射鏡替代機(jī)械結(jié)構(gòu)控制激光束的發(fā)射角度和方向,,成本大大降低,具備進(jìn)入民用汽車領(lǐng)域的價(jià)格優(yōu)勢,。

 

二是汽車電子驅(qū)動毫米波雷達(dá)向低成本CMOS工藝發(fā)展,。毫米波雷達(dá)早先應(yīng)用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、近程雷達(dá),、火控雷達(dá)等軍用領(lǐng)域,。無人駕駛和ADAS的應(yīng)用需求推動汽車上裝備毫米波雷達(dá)來提升汽車輔助駕駛性能,并促進(jìn)毫米波雷達(dá)技術(shù)的不斷進(jìn)步,,成本不斷降低,。毫米波雷達(dá)芯片主要基于SiGe工藝,未來成本更低的CMOS工藝將成為技術(shù)主流,。

 

三是新能源汽車推動新型SiC功率器件應(yīng)用,。新能源汽車是SiC功率器件的優(yōu)勢應(yīng)用領(lǐng)域。SiC功率器件相比于傳統(tǒng)Si基器件具有耐高溫,、耐高電壓,、可高速開關(guān)、開關(guān)損耗和導(dǎo)通電阻更低等特性,使得功率系統(tǒng)體積更小且能耗更低,。然而SiC技術(shù)尚沒有Si技術(shù)成熟,,價(jià)格非常高,市場占有率還很低,。未來新能源汽車對電能精細(xì)管理的需求將驅(qū)動SiC器件技術(shù)快速進(jìn)步,。


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