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PCBA生產(chǎn)一輛車(chē)到底需要多少芯片?

2022-03-07 15:00:00 徐繼 264

pcba

從應用的角度,汽車(chē)上小到胎壓監測系統TMPS、攝像頭,大到整車(chē)控制器、自動(dòng)駕駛域控制器,都離不開(kāi)各式各樣的芯片??梢哉f(shuō)汽車(chē)的智能化就是芯片的智能化。

 

如果說(shuō)手機芯片是手機的“大腦”,那么汽車(chē)芯片也就相當于是汽車(chē)的大腦。其中汽車(chē)芯片主要可以分為“功能芯片”、“功率半導體”和“傳感器”這三大類(lèi)。

 

功能芯片(MCU)也稱(chēng)為“微控制單元”,汽車(chē)里面的電子控制系統、信息娛樂(lè )系統、動(dòng)力總成系統、車(chē)輛運動(dòng)系統等各種系統功能想要正常運行的話(huà),均需要用到這類(lèi)型的功能芯片才能得以實(shí)現,目前最流行的“自動(dòng)駕駛系統”也離不開(kāi)功能芯片。

 

汽車(chē)功率半導體主要運用在汽車(chē)動(dòng)力控制系統、照明系統、燃油噴射、底盤(pán)安全等系統當中,其中傳統燃油車(chē)一般將它運用在啟動(dòng)與發(fā)電、安全等領(lǐng)域;新能源汽車(chē)則需要大量功率半導體來(lái)實(shí)現車(chē)輛頻繁的電壓變換需求,此外,電動(dòng)車(chē)的許多零部件中也少不了功率半導體的加持。

 

汽車(chē)傳感器是汽車(chē)計算機系統的輸入裝置,它的作用是把汽車(chē)運行中各種工況信息,如車(chē)速、各種介質(zhì)的溫度、發(fā)動(dòng)機運轉工況等,轉化成電信號輸給計算機,以便汽車(chē)處于最佳工作狀態(tài)。例如氧傳感器、胎壓傳感器、水溫傳感器、電子油門(mén)踏板位置傳感器等等。

 

綜上所述,汽車(chē)芯片對于一輛車(chē)來(lái)說(shuō)是非常重要的,在功能芯片、功率半導體和傳感器這三大類(lèi)型中,傳感器是市場(chǎng)份額最小的,如果沒(méi)有傳感器汽車(chē)甚至連油門(mén)都踩不動(dòng),現在,相信大家理解為什么缺少芯片就造不出來(lái)汽車(chē)。

 

一輛汽車(chē)需要多少芯片?

 

以往制造一輛傳統汽車(chē)一般需要用到500-600顆左右的芯片,隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)的不斷發(fā)展,如今的汽車(chē)逐漸由機械式轉向電子式的方向發(fā)展,汽車(chē)做得越來(lái)越智能,那么所需要的芯片數量自然就更多了。據了解,2021年平均每輛車(chē)所需芯片數量已經(jīng)達到了1000顆以上。

 

除了傳統汽車(chē)以外,新能源汽車(chē)才是芯片“大戶(hù)”,這種車(chē)需要大量的DC-AC逆變器、變壓器、換流器等部件,而這些對IGBT、MOSFET、 二極管等半導體器件的需求量也有大幅增加,一臺好些的新能源汽車(chē)需要芯片可能達到2000顆左右,需求量十分驚人。

 

中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )副秘書(shū)長(cháng)李邵華指出,目前全球半導體行業(yè)的芯片規模在3000億美元~4000億美元之間。其中,車(chē)用芯片大概為400億美元左右,占比不到10%,顯然會(huì )造成車(chē)企在排產(chǎn)或者爭搶訂單時(shí)的弱勢局面。

 

從技術(shù)要求上來(lái)看,車(chē)規級芯片著(zhù)實(shí)令大多數芯片企業(yè)望而卻步。消費電子芯片技術(shù)迭代非???,而車(chē)規級芯片幾乎都是十多年前的技術(shù),可技術(shù)雖然“過(guò)時(shí)”,但門(mén)檻卻并沒(méi)有因此降低。相反,車(chē)規級芯片對于性能指標、使用壽命、可靠性、安全性、質(zhì)量一致性的要求之高,是消費電子芯片難以匹敵的。

 

相比于消費芯片及一般工業(yè)芯片,汽車(chē)芯片的工作環(huán)境更為惡劣:溫度范圍可寬至-40℃~155℃、高振動(dòng)、多粉塵、電磁干擾等。由于涉及人身安全問(wèn)題,汽車(chē)芯片對于可靠性及安全性的要求也更高,一般設計壽命為15年或20萬(wàn)公里?!败?chē)規級”芯片需要經(jīng)過(guò)嚴苛的認證流程,包括可靠性標準 AEC-Q100、質(zhì)量管理標準ISO/TS 16949、功能安全標準ISO26262等。

 

車(chē)規級芯片的高標準、嚴要求、長(cháng)周期,將入行門(mén)檻一再拔高,這也直接導致了只有綜合能力或垂直整合能力非常強,并有本事將規模優(yōu)勢發(fā)揮到極致的芯片企業(yè),才能將車(chē)規級芯片納入生產(chǎn)清單。放眼全球,這樣的車(chē)規級芯片企業(yè)也就恩智浦、英飛凌、西門(mén)子等少數幾家,僧多粥少,這也是導致汽車(chē)芯片供不應求的另一原因。

 

我國正在努力建立起一個(gè)完善的汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新生態(tài),解決我國汽車(chē)行業(yè)接下來(lái)發(fā)展中的短板。國內車(chē)企中的比亞迪、上汽以及不少半導體企業(yè)已先后入局車(chē)規級芯片領(lǐng)域。


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