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ST發起SiC攻勢 助力電動車發展

2019-06-17來源: EEWORLD關鍵字:ST  SiC

車用功率模塊(當前的主流是IGBT)決定了車用電驅動系統的關鍵性能,同時占電機逆變器成本的40%以上,是核心部件。目前,IGBT約占電機驅動器成本的三分之一,而電機驅動器約占整車成本的15~20%,也就是說,IGBT占整車成本的5~7%。2018年,中國新能源汽車銷量按125萬輛計算的話,平均每輛車大約消耗450美元的IGBT,所有車共需消耗約5.6億美元的IGBT。雖說IGBT在新能源領域紅得發紫,但是SiC也不甘示弱,未來如何發展也不好定論。

 

SiC的優點在于:

 

1、SiC器件的工作結溫在200℃以上,工作頻率在100kHz以上,耐壓可達20kV,這些性能都優于傳統硅器件;

2、SiC器件體積可減小到IGBT整機的1/3-1/5,重量可減小到40-60%;

3、SiC器件還可以提升系統的效率,進一步提高性價比和可靠性。在電動車的不同工況下,SiC器件與IGBT的性能對比情況顯示了在不同工況下,SiC的功耗降低了60-80%,效率提升了1-3%,SiC的優勢可見一斑。

 

為了讓新能源車有更長的電池續航力,增加電池模塊以提高電壓和空間需求,SiC (Silicon-Carbide)功率元件除了在大功率高電壓范圍性能表現優秀,也有體積較小優點,適合電動汽車彈性應用。而日本大廠如三菱(Mitsubishi)、富士電機、羅姆(Rohm)、瑞薩電子(Renesas);車用廠商電裝(Denso)與豐田(Toyota)等皆在SiC功率元件發展許久,加上德州儀器(TI)、恩智浦(NXP)及博世(Bosch)等IDM大廠及中國廠商皆有布局策略,市場競爭激烈度可想而知。

 

然而實現技術躍進最簡單直接的做法就是并購整合,這已經作為巨頭的一大發展利器,伴隨著自動駕駛、電動車、先進駕駛輔助系統(ADAS)、車聯網(V2V/V2X)與車載娛樂服務系統的發展,均需要高效能處理器及感測器,促使了不少廠商開始轉向車用半導體領域發展,這也是引發半導體廠商展開異業整并的一大動機。

 

ST也不甘示弱,在2025年他們將向著30%的市場份額這一目標發起沖擊。為此ST正在進行功率半導體攻勢。目前,在功率半導體市場,意法半導體雖位居英飛凌之后,但它希望通過公開發布旗下的下一代功率半導體——SiC,來捕獲來自電動汽車的需求,爭奪榜首。

 

收購瑞典碳化硅晶圓制造商Norstel AB(“Norstel”)則是ST的重大舉措。收購完成后,意法半導體將在全球產能受限的情況下控制部分SiC器件的整個供應鏈。SiC是硅廠商為解決汽車電氣化所需的高功率和高效率而逐漸采用的寬頻帶技術之一。意法半導體是目前唯一一家大規模生產汽車級SiC的半導體公司,他們希望在工業和汽車應用的數量和廣度上建立在SiC方面的強勁勢頭,以繼續保持在市場上的領先地位,收購Norstel的多數股權是加強公司SiC生態系統的又一步行動,者將增強ST的靈活性、提高產量和質量,并支持ST的長期碳化硅路線圖和業務。

 

這還不算完,ST將在意大利新建一座300mm的晶圓廠,計劃2021年量產,支持BCD,IGBT和電源技術領域。

 

 

多方合作發展黑科技 將更多的硅元素注入ADAS

 

據統計,2000年汽車電子占整車的成本僅為20%,如今已經占到了30%以上,2030年可望達到一半以上。根據相關數據預測,到2020年,車用半導體營收將以整體芯片市場數倍的速度增長,很多半導體企業都將汽車電子視為最重要的主戰場。

 

基本上,車用半導體大致可分為微控制器(MCU)、特定應用標準產品(ASSP)、特定應用集成電路(ASIC)、模擬(Analog)與功率半導體(Transistor)、傳感器(Sensor)等。作為世界上最大半導體公司之一的意法半導體,他們的汽車用半導體產品覆蓋非常廣泛,包括安全、動力總成、車身、車載信息服務。其中安全相關的產品占有的比重越來越大了,實際上安全也成為汽車半導體最重要的市場。硅產品也在增加,這主要是受到兩個趨勢的推動,特別是在汽車電子領域,車內應用的數字化和車內電子產品的電氣化。ST也在不緊不慢的為快速變化的汽車市場備足了各種黑科技。

 

ST+ Mobileye= EyeQ

 

意法半導體在汽車上的營收有四分之三都來自強大的汽車市場部門,這個部門的產品包羅萬象:車載音頻、內燃機動力系統、被動安全和車體等等。舉例來說,意法宣稱自己的ASIC/ASSP(用于引擎控制)市場占有率高達 33%,音頻放大器 40%,無線電射頻和視覺系統(用于 ADAS)達到 30%,而汽車照明則為恐怖的 45%。雖然這些產品可能不直接與自動駕駛汽車沾邊,但在不同領域的技術積累讓意法成了 Mobileye 等巨頭尋找合作伙伴時的最佳人選。

 

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DyDSsAWSoVtrYEmO5HUhqdBAvUPW1A88uaJiaz0ibXS3MX8BBsZeBY1jcljTazKm6IyHVocxg7SJOdCpA5hQWDFA/640?wx_fmt=png

 

Mobileye 和英特爾在汽車行業其實沒有什么經驗,它們的絕招是算法和計算。意法半導體能憑借自己在汽車行業的根基整合英特爾/Mobileye 的知識產權(算法),同時完成后續的生產管理和視覺處理器測試等工作。此外,意法還有能力保證 Mobileye 的 EyeQ 芯片滿足所有車用級產品的安全要求。

 

 

Mobileye的新一代視覺處理器 EyeQ5這款芯片將主攻 L4/L5 市場。在此前的 EyeQ4上,意法半導體一直是Mobileye 的代工方,而它們的 28nm FD-SOI 技術已經成了合作伙伴的定心丸。據了解,新的 EyeQ5 代工廠換成了芯片代工巨頭臺積電(TSMC),而制程工藝也用了新的 FinFET。不過這并不意味著意法半導體失寵,它與臺積電也有緊密的合作關系,而且與英特爾/Mobileye 的合作已擴展至還未發布的 EyeQ6,這款芯片專為 Level 5 自動駕駛汽車而來,將于 2020 年正式面世。

 

ST+Autotalks=5G Cellular V2X

 

ST的智能駕駛概念是通過整合所有相關單元,讓汽車變得更安全、環保、智聯。他們與Autotalks的合作圓滿完成智能駕駛使命過程中的重要環節。意法半導體的努力促進了基于CRATON2的V2X模塊與其汽車安全處理器、GNSS接收器和傳感器等互聯汽車先進技術的無縫集成。作為第二代V2X解決方案,它展示了V2X與車載信息服務的無縫集成,同時展示正面碰撞預警以及三個V2V/V2I應用情景,并通過虛擬現實設備展示車間和車路通信在高速公路、城市道路、立交橋和輔路等常見危險駕駛環境中的好處。

 

 

TeseoAPP芯片助力汽車關鍵安全性定位

 

意法半導體推出的Teseo APP(ASIL精度定位,ASIL Precise Positioning)及TeseoV時多頻車用級GNSS芯片組旨在為非安全關鍵性定位應用(機器人/W無人機/工業設備/物聯網)量身打造。而Teseo APP芯片組則具有更為強大的完整性功能,可用于安全關鍵性汽車定位。Teseo APP還提供安全系統啟動及數據輸出認證,用于保守其敏感數據免受黑客攻擊,這主要得益于硬件安全模塊(Hardware Security Module,HSM)。


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