要闻：芯片的稳定性和安全性在汽车上的应用

五连环画

在汽车电气化、智能化趋势推动着新能源汽车产业的发展，IGBT作为新能源汽车的核心技术，芯片的性能直接影响到汽车的整体性能。现在比亚迪的IGBT产品已经现批量生产，并应用到自己的车型中，这不仅在一定程度上降低了生产成本，同时也为整车价格创造了一定的竞争势。加快电子元器件更迭换代的速度，从下游需求层面来看，电子元器件市场的发展前景极为可观。

汽车行业中，芯片短缺的阴霾笼罩着整个汽车业，长久没有消散的迹象。日前媒体报道，受供应链问题、芯片短缺和疫情等问题影响，丰田汽车将在明年1月暂停5家工厂的生产。除丰田、大众、宝马、奔驰等一大批厂商外，今年因芯片短缺而减产的情况也不例外。


12月份，根据AFS的比较新数据，由于芯片短缺，2022年全球汽车产能削减了10272万辆，其中市场减产1982万辆，占近15。面对汽车芯片短缺带来的产能压力，何小鹏不由得感叹“抽芯断供更苦，举杯销愁更愁”。在汽车芯片短缺日益严重的今天，与其说受制于人，不如说是造芯自救，国内企业纷纷投入自主造芯的队伍，重塑汽车产业供应链。


晶片不足，国内汽车厂商继续发力。


国内9成以上的汽车芯片主要依靠进口BP5062A，现在市场风云变幻，芯片短缺已经成为汽车制造商们比较大的忧虑，同时也给我国的汽车工业带来了很大的冲击。换芯难的尴尬局面触发了不少汽车厂商的“被动”技能，纷纷部署造芯计划，如比亚迪，吉利，蔚来等，力图通过芯片自主可控的方式，缓解芯片短缺问题。


谈到国内汽车厂商必须提到比亚迪，比亚迪执行董事表示，目前缺芯问题对比亚迪没有产生影响。所以比亚迪在缺芯问题已经成为常态的情况下，怎样才能现自己的梦想尽管比亚迪是从汽车行业起步的，但在电池、晶片领域也有一定的话语权，在汽车芯片短缺的影响下，比亚迪新能源汽车销量不降反增，连续数月拿下新能源汽车销量冠军。


事上比亚迪早在2022年就已投入芯片研发，致力于功率器件、控制芯片、智能传感器的研究与开发，目前已广泛应用于汽车、能源、工业、消费电子等新兴行业。在这些产品中，IGBT是比亚迪一直引以为傲的产品，同时比亚迪也是仅有一个具有完整产业链的汽车企业。


在汽车电气化、智能化趋势推动着新能源汽车产业的发展，IGBT作为新能源汽车的核心技术，芯片的性能直接影响到汽车的整体性能。2022年，比亚迪的IGBT在精细平板栅格工艺上有了新的突破，进入了IGBT40时代。IGBT40比上一代产品的电流密度提高了14，芯片面积减少了2成以上，同时功耗降低。现在比亚迪的IGBT产品已经现批量生产，并应用到自己的车型中，这不仅在一定程度上降低了生产成本，同时也为整车价格创造了一定的竞争势。


截止到2022年底，比亚迪汽车IGBT车型累计装载量已突破100万辆。比亚迪自主研发的高密度度沟槽栅技术经过两年的沉淀，也现了重大突破，一款高性能IGBT60芯片即将上市。


十二月，比亚迪成功自主研发了功率器件驱动芯片BF1181，现已现量产，并陆续向整车厂商供应。BF1181是一种隔离的驱动芯片，用于驱动电压为200V产品参数、文档资料和货源信息" ="_">1200V的MOSFET和IGBT。CMTI大于100Vμ，驱动峰值电流达到8A，可以满足大部分功率器件的电流驱动要求，与此同时，该芯片还增加了智能互补输入的功能，当芯片输出端有足够的动力，就可以直接驱动功率器件，在大功率应用中，驱动芯片在输出驱动力不足的情况下，自动触发互补输入功能；进一步增强了芯片的驱动能力，从而改善了该芯片与其它功率设备的匹配。


芯片的稳定性和安全性在汽车上的应用尤为重要，BF1181严格按照汽车产品的设计制造标准，通过AEC-Q100汽车级应用验证。与此同时，为了提高芯片的安全性，避免被通电瞬间产生的尖峰电流击穿芯片，引起安全事故。在比较初的1200V工作电压下，比亚迪将该芯片的电压提高200V，践中，芯片的直流工作电压比较大值为1400V，另外，一系列的安全保护功能也被集成到芯片中，确保工作稳定。


不只是动力装置，比亚迪还在MCU的应用上做了布局，在汽车智能化、络化的推动下，汽车规级MCU市场需求不断攀升，MCU产品正从工业级向汽车级延伸，以及一系列832位汽车规则级别的MCU，截至今年五月，奥迪MCU大批量装车达到了1000万颗，工业级MCU和汽车级MCU的出货量已经达到20亿颗。并表示今后将推出超低功耗8位汽车标准MCU和32位基于M4F内核的高端MCU。


瑞芯微车芯片“全家桶”


汽车芯片短缺的问题不能通过汽车制造商的力量来改变，更重要的是需要芯片厂商的帮助。比较近，瑞芯微推出了一系列包括RK3588M智能座舱芯片RK3588M芯片、车内控制RK3568M,LCD仪表芯片RK3358M，车载AI视觉RV1126RV1109等，为汽车工业提供芯片动力，促进国内替代的发展。


瑞芯微是一家专注于集成电路设计和研究开发的企业，拥有一套完整的产品矩阵，能够满足整车厂商不同需求的各种车型。


该芯片是吉利汽车本月在国内推出的第二款汽车智能座舱芯片，RK3588为瑞芯微的新一代旗舰芯片，采用8制造工艺，芯片内部共含60亿颗晶体管。该处理器使用8核CPU和GPU，主频峰值24GH，芯片运算6TOP。它增加了360度的环视算法，可以连接到8K分辨率的图像传感器，通过高分辨率图像传感器的捕获，再配合智能视觉算法，可以在车载屏幕上时显示车辆外部环境，提高行车人员对周围环境的感知能力，以保证行车人员的安全。与此同时，该芯片支持比较大5个屏幕驱动，包括1个车载中控显示屏，两个电子后视镜显示屏，以及两个后排的显示屏。通过多屏幕的控制功能，可以满足汽车多屏智能应用的发展需要，在汽车上可以给乘客带来更好的影音娱乐体验。


结语


对汽车业来说，这是一次重大的打击，不过细细想想，这也是国产汽车芯片的一次突围，多家汽车厂商和芯片生产厂商开始正视国产芯片的不足，纷纷涌向芯片研发队伍，为国产芯片的崛起做铺垫，加国内替代进程。