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汽車產(chǎn)業(yè)四化趨勢下,半導(dǎo)體廠商如何帶領(lǐng)車企贏得競賽?

2020/11/24
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傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)迎來了百年大變革: 新的四大趨勢“ACES”:Autonomous(自動化)、Connected(互聯(lián)化)、Electrified(電氣化)和 Services(服務(wù)化)正在重塑汽車行業(yè)的整體格局。

從技術(shù)層面看,汽車已經(jīng)從傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品部分發(fā)展為電子信息系統(tǒng)控制的智能產(chǎn)品,汽車電子在汽車產(chǎn)業(yè)變革中起到至關(guān)重要的作用,汽車電子的創(chuàng)新已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重要推動力量。

相關(guān)機構(gòu)預(yù)計,未來每輛車將會有 20 倍半導(dǎo)體需求的增加,電子化產(chǎn)品在汽車總成中的比率不斷提高,超過 50%。同時,相比傳統(tǒng)動力汽車,電動汽車混合動力汽車的市場銷售份額預(yù)計達(dá)到整體汽車市場份額的 20%。

在此趨勢下,全球主要車企和供應(yīng)商均順應(yīng)趨勢在汽車電子領(lǐng)域積極布局。

近日,MPS 全球汽車產(chǎn)品總監(jiān) Allen Chen 向媒體介紹了公司最核心的汽車產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略及最新技術(shù)進(jìn)展,分析了 MPS 在此次變革中面臨的機遇與挑戰(zhàn),又將會通過怎樣的創(chuàng)新帶領(lǐng)車企贏得“ACES”競賽。

ACES 趨勢下:ECU 向 DCU 過渡

目前大部分車企仍處于分布式架構(gòu)階段,小部分車企出現(xiàn)分域的概念。目前整車的控制體系以 ECU(電子控制單元)為核心,每個功能對應(yīng)一個或多個 ECU,比如加熱裝置 ECU、多媒體系統(tǒng) ECU... 等等。

隨著車輛的電子化程度逐漸提高,汽車的 ECU 越來越多,但是分散的 ECU 會給汽車設(shè)計帶來很多問題。Allen 表示,比如每個 ECU 各自為陣,或者需要有很強的中央網(wǎng)關(guān)來進(jìn)行協(xié)調(diào),另外也增加了汽車走線的復(fù)雜性,增加汽車的制造成本。

因此,如何在復(fù)雜的線路中,保證數(shù)據(jù)處理以及網(wǎng)絡(luò)安全的最優(yōu)化成為難題。用更少的 DCU(域控制器)來操控全車的 ECU 與傳感器正逐漸成為汽車電子電氣架構(gòu)目前的演進(jìn)趨勢,汽車的電子化進(jìn)程將由零部件導(dǎo)向邁入集中式系統(tǒng)為導(dǎo)向的時代。

DCU 打破了傳統(tǒng)的思維方式,相比于 ECU 聚焦特有功能,DCU 的目標(biāo)則瞄準(zhǔn)于集成度、安全性和核心計算,直指 ACES 主題。DCU 的邏輯是按照電子部件的功能將整車劃分為動力總成、車輛安全、車身電子、智能座艙智能駕駛等幾個域,再采用有更強處理能力的核心處理器對每個域進(jìn)行控制,達(dá)到取代目前分布式汽車電子電氣架構(gòu)的目的。

DCU 使得整車功能集成度得到提高,軟件硬件的設(shè)計有更多分離的可能性。單個 ECU 的作用被弱化,復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和控制功能被統(tǒng)一安排在核心處理器中,ECU 更多的是在執(zhí)行 DCU 的命令。同時,傳感器模塊不再需要與具體某個 ECU 相對應(yīng),因而零部件得以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

汽車產(chǎn)業(yè)新形勢下,供應(yīng)鏈角色的變革

當(dāng)前汽車電子行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈可以分為三個層級:產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是汽車電子元器件及零部件廠商,負(fù)責(zé)提供元器件及零部件的生產(chǎn);產(chǎn)業(yè)鏈中游主要以系統(tǒng)集成商為主,進(jìn)行模塊化功能的設(shè)計、生產(chǎn)與銷售,主要針對上游零部件及元器件進(jìn)行整合,針對某一功能或某一模塊提供解決方案;產(chǎn)業(yè)鏈下游為整車環(huán)節(jié),以車企為主導(dǎo),在產(chǎn)業(yè)鏈中擁有較高的議價權(quán)。

但這一趨勢正隨著汽車產(chǎn)業(yè)新形勢的發(fā)展產(chǎn)生變革,傳統(tǒng)的 Tier 1 和 OEM 廠商紛紛開始整合,剝除傳統(tǒng)的動力總成部門,分離出專門應(yīng)對 ACES 的公司團隊。同時,不同公司在同一個平臺進(jìn)行合作,一起解決技術(shù)問題,共同享受技術(shù)進(jìn)步帶來的成果。

在這個過程中,半導(dǎo)體廠商在整個供應(yīng)鏈中扮演的角色發(fā)生了重要的變化,對于目前的發(fā)展趨勢,Allen 認(rèn)為,汽車廠商越來越依賴半導(dǎo)體廠商,他們需要半導(dǎo)體廠商更先進(jìn)的技術(shù),以及提供他們所需的直接的功能和可靠性測試結(jié)果,幫助車企有足夠的信心把下一代產(chǎn)品推向市場。

想要在激烈的 ACES 競賽中,取得較好的成績,需要花費大量的金錢與精力。很多新的技術(shù)都需要巨額資金的投資,產(chǎn)品的生產(chǎn)周期也是越來越快,而且不同領(lǐng)域的產(chǎn)品越來越整合在一起,占線逐漸拉長。

因此,包括 MPS 在內(nèi)的半導(dǎo)體公司從市場增長中獲得了巨大的機會,然而機會的背面同樣寫滿了挑戰(zhàn)。

對于半導(dǎo)體廠商面臨的挑戰(zhàn),MPS 從產(chǎn)品層面總結(jié)為以下幾點:

  • 第一點:易擴展性。易擴展性無論是對于公司自身,還是客戶來講都非常重要,客戶希望能夠有一款產(chǎn)品能夠在他們不同的平臺上都可以被應(yīng)用,不論平臺大小都可以有一個值得信任的平臺方案幫助其解決需求。?
  • 第二點:快速設(shè)計,驗證以及配置。產(chǎn)品迭代周期快是當(dāng)今 OEM 和 Tier 1 面臨的挑戰(zhàn)之一,如果有一個解決方案,其設(shè)計、驗證、配置能夠在短時間內(nèi)完成,這樣就可以讓客戶在日新月異的競爭中更有優(yōu)勢。?
  • 第三點:安全可靠。保障產(chǎn)品的安全可靠,無單點故障。?
  • 第四點:在嚴(yán)苛環(huán)境下的耐受性。要求汽車廠商、Tier 1 能夠提供耐受性強的解決方案。

ACES 競爭中,MPS 如何取得致勝法寶?

Allen 表示,面對以上挑戰(zhàn),MPS 為幫助汽車制造商實現(xiàn)其 ACES 目標(biāo),會充分考慮給定產(chǎn)品的“殺手锏”功能,還會統(tǒng)一產(chǎn)品開發(fā)路線和整體芯片生態(tài)系統(tǒng),精心設(shè)計具備更高的安全性,可擴展性和可靠性的產(chǎn)品。?

截止目前,MPS 深耕汽車電子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)超過 8 年,現(xiàn)有超過 500 種汽車相關(guān)產(chǎn)品,已經(jīng)交付了超過 7 億的車規(guī)產(chǎn)品,有能力幫忙客戶從無到有建立安全思維,以及幫助客戶解決在設(shè)計中的安全相關(guān)問題。

對于 MPS 產(chǎn)品的特點,Allen 介紹道,除了針對單個 IC 的精雕細(xì)刻之外,我們現(xiàn)在采用更多的是“Power Subsystem”的模式,也就是電源子系統(tǒng)的設(shè)計。

這個電源子系統(tǒng)是為 ADAS 模塊設(shè)計的,它由六種以上不同 IC 組合而成,各個子系統(tǒng)間能和諧運行,一部分 IC 是基于 MPS 先進(jìn)工藝技術(shù)的電源管理產(chǎn)品,旨在提供超高功率密度。另一些 IC 是專門進(jìn)行時序控制以及電壓監(jiān)控的模擬產(chǎn)品。

在這種電源子系統(tǒng)中,要考慮的不僅僅是每一個 IC 的典型功能,還要考慮各個 IC 以及各個設(shè)備之間如何與其他設(shè)備協(xié)同工作。 MPS 這種“電源子系統(tǒng)思維”正在與第三方評估機構(gòu)合作進(jìn)行驗證,幫助客戶不需要著眼于單個 IC,能夠通過整個子系統(tǒng)的電源方案,加快設(shè)計周期??梢钥吹剑琈PS 其實已經(jīng)將其汽車應(yīng)用產(chǎn)品的范圍從最擅長的 DC/DC 電源管理產(chǎn)品拓展到了精密模擬領(lǐng)域。

“在 ACES 這場競賽中,MPS 憑借獨特的見解和敏銳的洞察力幫助客戶快速地開發(fā)安全、可靠、可擴展的解決方案,為客戶提供更完善的解決方案,幫助客戶解決面臨的挑戰(zhàn)。

另一方面,MPS 投資了很多測試中心,在美國、歐洲、中國等分布廣泛,在每個區(qū)域都有成熟的工程師團隊,來幫助客戶測試并解決問題,確保了系統(tǒng)設(shè)計的穩(wěn)定性和耐用性?!睂τ?MPS 在競爭中的優(yōu)勢,Allen 補充道。

汽車 ACES 智能化浪潮正在席卷而來,浪潮之下充滿了誘惑和挑戰(zhàn),各家廠商都在躍躍欲試。

MPS

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美國芯源系統(tǒng)有限公司(MPS)是一家全球知名的高性能模擬半導(dǎo)體公司,總部位于美國加州圣荷塞。公司創(chuàng)建于1997年,具有三大核心競爭優(yōu)勢:多年來的系統(tǒng)和應(yīng)用級技術(shù)積累、一流的模擬集成電路設(shè)計能力以及自主創(chuàng)新的工藝技術(shù),這些核心競爭力使公司能夠生產(chǎn)出高度集成的單晶片產(chǎn)品,為客戶提供高效率、低成本的解決方案。

美國芯源系統(tǒng)有限公司(MPS)是一家全球知名的高性能模擬半導(dǎo)體公司,總部位于美國加州圣荷塞。公司創(chuàng)建于1997年,具有三大核心競爭優(yōu)勢:多年來的系統(tǒng)和應(yīng)用級技術(shù)積累、一流的模擬集成電路設(shè)計能力以及自主創(chuàng)新的工藝技術(shù),這些核心競爭力使公司能夠生產(chǎn)出高度集成的單晶片產(chǎn)品,為客戶提供高效率、低成本的解決方案。收起

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與非網(wǎng)編輯,電子工程專業(yè)出身,筆耕不輟,期待收獲。 歡迎大家前來交流(微信:MG7758PT),添加請注明來源。