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總說缺“芯”,你知道一輛汽車到底需要多少晶片嗎?

(ChinaIT.com訊)晶片(又稱內建電路)是指内含內建電路的矽片,體積很小。在電子學中是一種把電路(主要包括半導體裝置,也包括被動元件等)小型化的方式,通常制造在半導體晶圓表面上。

總說缺“芯”,你知道一輛汽車到底需要多少晶片嗎?

從應用的角度,汽車上小到胎壓監測系統TMPS、攝像頭,大到整車控制器、自動駕駛域控制器,都離不開各式各樣的晶片。可以說汽車的智能化就是晶片的智能化。

如果說手機晶片是手機的“大腦”,那麼汽車晶片也就相當于是汽車的大腦。其中汽車晶片主要可以分為“功能晶片”、“功率半導體”和“傳感器”這三大類。

功能晶片(MCU)也稱為“微控制單元”,汽車裡面的電子控制系統、資訊娛樂系統、動力總成系統、車輛運動系統等各種系統功能。想要正常運作的話,均需要用到這類型的功能晶片才能得以實作,目前最流行的“自動駕駛系統”也離不開功能晶片。

汽車功率半導體主要運用在汽車動力控制系統、照明系統、燃油噴射、底盤安全等系統當中,其中傳統燃油車一般将它運用在啟動與發電、安全等領域;新能源汽車則需要大量功率半導體來實作車輛頻繁的電壓變換需求,此外,電動車的許多零部件中也少不了功率半導體的加持。

汽車傳感器是汽車計算機系統的輸入裝置,它的作用是把汽車運作中各種工況資訊,如車速、各種媒體的溫度、發動機運轉工況等,轉化成電信号輸給計算機,以便汽車處于最佳工作狀态。例如氧傳感器、胎壓傳感器、水溫傳感器、電子油門踏闆位置傳感器等等。

總說缺“芯”,你知道一輛汽車到底需要多少晶片嗎?

綜上所述,汽車晶片對于一輛車來說是非常重要的,在功能晶片、功率半導體和傳感器這三大類型中,傳感器是市場佔有率最小的,但如果沒有傳感器汽車甚至連油門都踩不動,現在,相信大家了解為什麼缺少晶片就造不出來汽車。

一輛汽車需要多少晶片?

以往制造一輛傳統汽車一般需要用到500-600顆左右的晶片,随着汽車行業的不斷發展,如今的汽車逐漸由機械式轉向電子式的方向發展,汽車做得越來越智能,那麼所需要的晶片數量自然就更多了。據了解,2021年平均每輛車所需晶片數量已經達到了1000顆以上。

除了傳統汽車以外,新能源汽車才是晶片“大戶”,這種車需要大量的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,一台好些的新能源汽車需要晶片可能達到2000顆左右,需求量十分驚人。

總說缺“芯”,你知道一輛汽車到底需要多少晶片嗎?

中國汽車工業協會副秘書長李邵華指出,目前全球半導體行業的晶片規模在3000億美元~4000億美元之間。其中,車用晶片大概為400億美元左右,占比不到10%,顯然會造成車企在排産或者争搶訂單時的弱勢局面。

從技術要求上來看,車規級晶片着實令大多數晶片企業望而卻步。消費電子晶片技術疊代非常快,而車規級晶片幾乎都是十多年前的技術,可技術雖然“過時”,但門檻卻并沒有是以降低。相反,車規級晶片對于性能名額、使用壽命、可靠性、安全性、品質一緻性的要求之高,是消費電子晶片難以匹敵的。

相比于消費晶片及一般工業晶片,汽車晶片的工作環境更為惡劣:溫度範圍可寬至 -40℃ ~ 155℃、高振動、多粉塵、電磁幹擾等。由于涉及人身安全問題,汽車晶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20萬公裡。“車規級”晶片需要經過嚴苛的認證流程,包括可靠性标準 AEC-Q100、品質管理标準ISO/TS 16949、功能安全标準ISO26262等。

車規級晶片的高标準、嚴要求、長周期,将入行門檻一再拔高,這也直接導緻了隻有綜合能力或垂直整合能力非常強,并有本事将規模優勢發揮到極緻的晶片企業,才能将車規級晶片納入生産清單。放眼全球,這樣的車規級晶片企業也就恩智浦、英飛淩、西門子等少數幾家,僧多粥少,這也是導緻汽車晶片供不應求的另一原因。

大陸正在努力建立起一個完善的汽車晶片産業創新生态,解決大陸汽車行業接下來發展中的短闆。國内車企中的比亞迪、上汽以及不少半導體企業已先後入局車規級晶片領域。

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