汽車的電動化和智能化趨勢正在為半導體產業注入澎湃動力。據第三方分析機構預測,到2028年每賣出的100輛汽車中超過一半是電動車,而電動車往往也是自動駕駛技術的理想載體。相比傳統燃油車,新的驅動方式和新的感知系統,為單車半導體的用量和價值開辟了增長空間。
“一輛內燃機車或者L1級別汽車的半導體,大概有50美元的應用空間;L2或者是L2+,機會就會大一點,大概280美元;L4、L5級別的機會就大得多了,將達到1600美元,這為我們帶來顯著的增長動力和商機。”安森美中國區應用工程總監吳志民向《中國電子報》表示。
碳化硅讓電動主驅更高效
主驅逆變器是電動汽車的關鍵元器件,負責電池與電機之間的DC-AC轉換以及電動機控制,決定了駕駛行為和車輛的能源效率。目前,電車主驅使用的功率模塊以硅基IGBT為主,但隨著消費者對于電動汽車加速效率和續航里程的期待不斷提升,特斯拉、比亞迪等車企紛紛推動碳化硅模塊上車,帶來更可靠、更高效的電驅系統。
“碳化硅技術可以提供更可靠、更高效的主驅。我們提供從襯底、外延到晶圓的制造等一條龍的碳化硅供應。為了進一步增強供應能力,我們完成了對碳化硅晶錠公司GTAT的收購,GTAT有領先的晶體生長技術,從2020年3月份就已經開始向安森美供應碳化硅晶錠。”吳志民說。
記者了解到,碳化硅主驅能更好地適應下一代800V電池電動車的需求。目前電動車的電池主要為400V,但很多車廠已經在規劃下一代800V電池系統,實現更快的充電速度和更長的續航里程。對于800V及以上高電壓平臺,碳化硅MOSFET可以提高整體系統效率,并降低車體重量。
要配合容量更大的電池,充電樁的功率也勢必越來越高,這需要更高的輸出電壓。具有耐高壓特性的碳化硅有望在充電站實現更多應用,成為汽車電動化的重要一環。
目前直接冷卻的凝膠模塊是汽車主驅常用的封裝方式,而安森美也會將重點放在壓鑄模塊上。相比凝膠模塊,壓鑄模塊能實現更高的功率密度和更低的雜散電感,可以將碳化硅模塊的工作溫度做到200℃以上。
雖然有種種優異特性,可碳化硅遠高于硅IGBT的成本,還是拖慢了其上車速度,主要原因是碳化硅的晶錠制造困難。但是碳化硅制造技術正在不斷發展,對比幾年前,碳化硅的應用體量顯著提升。隨著生產量不斷增加,成本也在隨之降低。同時,業界廠商正在推動碳化硅晶圓從6英寸走向8英寸,以進一步降低碳化硅的生產成本。
自動駕駛對圖像傳感器提出更高要求
圖像傳感器是汽車感知方案的重要組成,當前部分用到安森美高分辨率圖像傳感器的汽車攝像頭,分辨率可以達到人眼的100倍。而ADAS和自動駕駛技術的普及,讓下游客戶對于圖像傳感器的HDR、感應度、抗干擾、AI算法、上市周期、安全性等多項指標提出了更高要求。
夜間行車是汽車感知面臨的最復雜場景之一。針對HDR、高感應度等夜間行駛的感知需求,安森美采用了超級曝光技術,配合均勻的像素架構,以提升HDR性能,并抑制LED閃爍。
同時,由于駕駛者和乘客在座艙基本不會開燈,汽車感知系統也會用到集成白天彩色成像和夜間近紅外成像能力的RGB-IR傳感器,以及把傳感器和鏡頭集成在一起的IVEC產品。據悉,IVEC的調試和采購更加便捷,對生產環境沒有太高要求,能夠縮短產品的上市時間。
而用戶層面最關心的,是攝像頭的使用安全。由于越來越多的攝像頭與5G或者是云端接在一起,一旦圖像被黑客篡改,就會威脅到自身和前后車的安全。作為網絡安全標準ISO21434的工作組成員,安森美提供了首個用于圖像傳感器的網絡安全方案,能夠實現傳感器身份驗證、篡改檢測以及視頻數據加密,并提供了更加綜合的智能感知方案。
“自動駕駛需要多種感知技術的融合使用,除了圖像傳感器的視覺數據,還有激光雷達的深度數據、超聲波的短距離測量技術等。把這些技術全部加起來,才能夠做成安全可靠的自動駕駛。”吳志民向記者表示。
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