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去年末的汽车芯片欠缺扼住了汽车行业的咽喉,这场行业性的供应欠缺再次让人们见识了汽车芯片的重要性,有关部门也对此高度重视。

春节前,工业和信息化部装备工业一司、电子信息司与主要汽车芯片供应企业代表进行了座谈交流。工信部装备工业一司、电子信息司建议汽车芯片供应企业高度重视中国市场,加大产能调配力度,提升流通环节效率,与上下游企业增强协同,起劲缓解汽车芯片供应重要问题,为中国汽车产业平稳健康生长提供有力支持。

相对于对消费级电子芯片的明白,人们似乎对汽车芯片的“杀伤力”存有疑惑。汽车芯片是车规级芯片的通俗叫法,在现代化的汽车产品上,汽车芯片相当于“大脑”。

“随着传统汽车向新能源汽车和智能网联汽车的生长,所搭载的芯片越来越多,对智能性的要求也在提高,此前需靠驾驶员判断的器械现在逐步交给芯片,这样汽车对芯片的使用量就会越来越多,而且对芯片的算力要求也会越来越高。”中国汽车工业协会副总工程师许海东示意。

品级仅次于军工级,汽车芯片种类繁多

受制于去年末全球汽车芯片供应重要,不少大牌车企不得已接纳削减,甚至停产的措施来应对,包罗大众汽车、福特汽车、通用汽车、本田汽车、斯巴鲁、日产汽车等在内的全球汽车厂商都泛起了被迫减产的情形。市场机构IHS Markit展望,2021年第一季度,汽车产量将比最初预期的少约67.2万辆;美国伯恩斯坦研究公司展望称,由于2021年全球范围内汽车芯片欠缺,预计今年将造成多达450万辆汽车产量的削减,相当于全球汽车产量的近5%。

很多人对芯片重要性的熟悉或来源于消费级电子产品,一枚小芯片就能实现壮大的功效。现在的汽车功效越来越壮大,越来越智能,都可以归因于汽车芯片的应用。

从整个芯片行业的品级划分来看,划分有军工级、车规级、工业级和消费级,其中车规级芯片对于可靠性、一致性和稳固性要求更高,仅次于军工级。

“车规级芯片与消费级芯片有很大差别,车规级芯片需要面临更恶劣的环境,要求可靠性更高,车规级芯片的要求更为严酷。”许海东示意,“因此对芯片厂家的汽车芯片生产线要求也更为严酷,车规级芯片的生产线可以刷新生产其他芯片,但生产其他芯片的生产线无法容易刷新生产车规级芯片。”

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从分类上来看,汽车芯片大致分为以下几类,一是卖力算力的控制芯片,也就是处理器和控制器芯片,如发动机、底盘和车身控制,以及中控、辅助驾驶(ADAS)和自动驾驶系统等;二是卖力功率转换的IGBT功率芯片,一样平常应用于电动车的电源和接口;三是传感器芯片,主要用于种种雷达、气囊、胎压监测。汽车芯片也可以分为主控芯片、功效芯片、功率芯片和传感器芯片。

从车规级芯片的要求来看,需要顺应-40℃到-150℃的极端温度,高振动、多粉尘、有电磁滋扰,湿度要顺应0%-100%,一样平常车规级芯片的设计寿命为15年或20万公里。从架构方面来看,车规级芯片需要有自力的平安岛设计,在要害模块、盘算模块、总线、内存等,都有ECC、CRC的数据校对,为车规级芯片提供功效平安。

一样平常来看,一款车规级芯片需要2-3年的时间完成车规认证并进入整车厂供应链,一旦进入后,一样平常拥有5-10年的供货周期。

汽车芯片相当于汽车大脑,高端车型要装150多种芯片

从1908年第一辆福特T型车下线走出车间,人们形成了对传统汽车的固有认知:“四把椅子+四个轮子+发动机”。这样的认知一直连续到1977年。通用汽车在1977年首次在汽车上搭载电子控制单元(ECU),实现了速率、油箱、里程和发动机等信息的显示。

随后的时间里,车规级芯片在汽车中的重要性不断提高,一辆车不仅可以更快地完成从始发地到目的地的驾驶,还具有娱乐、导航等辅助功效。而二十多年前,汽车最先进入电控时代,现在一辆通俗汽车至少安装40种芯片,高端车型则需安装150种以上。据悉,上个世纪70年代,汽车电子元件的成本占比大约为5%左右,2005年汽车电子元件的成本比例也许增进至15%左右,而2019年一辆新车的芯片成本平均为329美元。

在电控汽车时代,芯片早已成为汽车的“决议大脑”以及“遍布全车的神经系统”。举例来讲 ,在纯机械发动机时代,发动机的进排气时机、气门开闭时长完全由凸轮轴和凸轮决议,当发动机被制造出来,其进排气也就牢固了。而当发动机进入电控时代,通过电脑智能调治气门开闭时机和时长,有意将进气门延迟关闭,排气门提前开启,让进排气加倍充实,提升性能;若是缺少芯片,最直观的显示就是油耗和排放控制的缺失。

此次扼住车企咽喉的是应用于ESP(电子稳固控制系统)中的MCU(微控制单元)和ECU中的MCU,需要用8英寸晶圆打造。ESP是汽车主要平安系统的一部分,是ABS防抱死系统的延伸,上个世纪80年代,ABS照样豪华车的设置,而随着ESP的量产推广,它已成为汽车最基础的平安设置;ECU则是涵盖了诸如调整车窗、座椅、灯光等功效,在现在的中高端车型上,这两类芯片必不可少。

实际上 ,在新能源汽车和自动驾驶的双重驱动下,车规级芯片正在推翻传统产业,随着ADAS、自动驾驶手艺的成熟,需要大量的图像数据、雷达数据处理,汽车厂商对芯片的算力要求也在提高。“随着传统汽车向新能源汽车和智能网联汽车生长,所搭载的芯片越来越多,对智能性的要求也在提高,此前需靠驾驶员判断的器械现在逐步交给芯片,这样汽车对芯片的使用量就会越来越多,而且对芯片的算力要求也会越来越高。”许海东示意。

实际上,在业内看来,当汽车进入电控时代以及向电气化转型,汽车与芯片就已经密不可分;而此次芯片危急的发作,或也意味着行业刷新正在进行。

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