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汽車的智能感覺和智能電源走向何方?

據預測,到2028年全球每賣出的100輛汽車中将有超過一半的電動汽車,包括純電動、混動等。随着電動汽車占比日益增長,汽車半導體企業在迎接巨變的同時也迎來了全新商機。

在汽車領域深耕多年的安森美亦因利制權。2021年8月,安森美半導體(ON Semiconductor)正式更名為安森美(onsemi)。安森美CEO Hassane El-Khoury多次強調,此次更名标志着公司集中精力發展智能電源和智能感覺技術,全力應對汽車和工業領域的高增長。

汽車的智能感覺和智能電源走向何方?

汽車的新“動向”

随着智能駕駛的不斷進階,汽車半導體需求已大幅躍升。“如果沒有ADAS功能或僅達到L1的水準,單輛汽車半導體約為50美元;而在48V的微型混動中,其ADAS達到L2或L2+以上,單輛汽車則有280美元的半導體機會;對于自動駕駛水準達L4、L5的xEV,單量汽車半導體成本将達1600美元。”安森美中國區應用工程總監吳志民介紹說,“步入2022年,越來越多的電動車将配備L2+及以上ADAS功能,平均每輛車将産生715美元的半導體機會。”

借助這一浪潮,無疑智能電源和智能感覺的機會亦大幅提升。

經過多年的發展,安森美在汽車領域已累積了豐富的技術和産品。在智能感覺方面,擁有圖像傳感器、超音波傳感器以及雷射雷達全産品線;在汽車智能電源方面,包含用于電動/混動(EV/HEV)的碳化矽(SiC)和IGBT子產品,以及用于LED照明、車身電子等領域的電源管理IC等等。

在智能感覺技術方面,SiC已然炙手可熱。因其适應了下一代800V電池的需求,成為實作續航更遠、車體更輕的重要技術,安森美也在傾力加碼。

此外,攝像頭在汽車中的應用越來越多。“無論是前端感覺、場景感覺、環視,還是組合應用,比如內建DVR或AR、盲區AD攝像頭+環視等應用,這些細分功能都依靠攝像頭來實作。”吳志民進一步指出,“除數量更多之外,對單個攝像頭的像素要求也越來越高,從之前的100萬/200萬像素,進階至目前的800萬像素。此外,諸如低照度、高動态範圍需不斷提升。”

值得關注的是,随着攝像頭與5G、雲端不斷加強互連,安全變得愈發重要。吳志民提到,安森美是網絡安全标準ISO21434工作組的成員,可提供基于圖像傳感器的網絡安全方案,針對傳感器進行身份驗證、篡改檢測以及視訊資料加密。同時,其智能感覺和智能電源可達到汽車安全完整性等級D級(ASIL D)的高安全性能。

随着汽車缺芯全面蔓延,正引發汽車供應鍊的重塑。吳志民對此認為,随着半導體在汽車中的份額越來越高,車廠對于半導體的選型以及供貨等關注度越來越高。安森美已意識到這一趨勢,銷售團隊會直接與整車廠配合接洽,從源頭上了解他們的需求,并提供全面的技術和産品支援。

大力發展SiC

瞄準上述趨勢,安森美在智能電源領域全線出擊。

吳志民提到,安森美的智能電源可應用于汽車領域的車載充電器、電池管理、DC-DC、主驅、智能駕駛等諸多領域。除進一步在電源領域提升效能、降低功耗之外,安森美還向着SiC這一“高地”發起了沖鋒。

前不久通過收購碳化矽(SiC)晶圓供應商GTAT,安森美跻身成為可提供從襯底、外延到晶圓制造和設計等一條龍服務的供應商,還可提供裸片、元件和子產品等器件,以全面的系統級解決方案。

汽車的智能感覺和智能電源走向何方?

從未來的需求來看,吳志民提出,一是基于SiC的MOSFET和二極管均已發展到第二代,進一步減少了功率損耗。二是主驅電源從IGBT轉向SiC子產品,從直接冷卻的凝膠子產品,到成本效益更好的間接冷卻的塑封子產品,安森美緻力于開發直接水冷甚至雙面直接水冷的塑封壓鑄子產品。因其功率密度更高,電感和熱阻更低,而且擴充性更強,進而可減少面積及成本,助力實作差異化。

在業界關注的可靠性層面,安森美也投入了巨大精力。“在驗證碳化矽技術時,除标準驗證之外,在靜态、動态、門極驗證等方面也做了很多額外驗證,保證了高可靠性。”吳志民強調。

此外,汽車車載充電(OBC)、DC-DC、電動助力轉向系統(EPS)等領域,需要不同的分立器件以及小功率子產品,還有充電站所需的PFC、AC-DC、DC-DC等,安森美均提供對應的産品和技術。吳志民提及,未來這些領域會大量采用SiC,加上安森美配的模拟IC、電源管理IC等,安森美将着力提供更優質和全面的解決方案。

智能傳感“發力”

傳感領域可謂是安森美的“發家之地”。

而安森美在圖像傳感器、超音波傳感器和雷射雷達層面“三路并進”,實作了從技術到系統的實作,累積了相當強大的勢能,在應對新趨勢層面亦不斷精進。

汽車的智能感覺和智能電源走向何方?

在圖像傳感器領域,安森美産品不止在高動态範圍、高像素方面表現出衆,通過收購已累積了超過2300個相關專利。在微透鏡和色彩濾波陣列(CFA)方面,安森美還擁有自己的工廠;在封裝方面,提供iBGA、CSP等形式滿足客戶不同的需求。此外,在光學、圖像信号處理(ISP)方面也積累了豐富的經驗,可為客戶提供從晶圓、傳感器、子產品和系統等全面的支援。

在超音波傳感器層面,吳志民提到,安森美的動态增益和回聲檢測動能可區分靜止的物體、人和寵物,并支援不同的調制技術,例如振幅調制、二進制相移健控(BPSK)等,未來緻力于開發實作先進診斷的下一代産品。

雷射雷達(LiDAR)是智能感覺的一個領域,2021年也被稱為雷射雷達上車元年。目前的雷射雷達多是使用雪崩光電二極管(APD)元件,而安森美獨辟蹊徑,提供一緻性更好的矽光電倍增管(SiPM)元件,單拍可檢測到150m,多拍可達到300m。此外,在200m+測距、緊湊系統、低成本層面亦表現優異。

如今的安森美在汽車智能感覺層面擁有當仁不讓的實力,不僅有超過15年的汽車成像經驗,有超過4億顆汽車傳感器被應用于汽車中更是實力的見證。今年第三季度,汽車領域的營收占到安森美總營收的33%。累積雄厚實力的安森美正以智能電源和智能感覺當道,全力航行,正如安森美的新口号——智能技術,美好未來,安森美也正以智能技術推動汽車行業邁向美好的未來。

(校對/李延)

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