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延期交车的背后,芯片短缺将成最大问题

作者:欧朗电子   发布日期:2022-03-08 15:15:23   阅读量:

延期交车的背后,芯片短缺将成最大问题(图1)

这两年,买过车的小伙伴或多或少遇到过延新车交付的问题。4S店推迟新车交付主要是因为全球汽车芯片短缺。接下来,让我们来看看汽车芯片究竟是怎么回事。

芯片(又称集成电路)是指含有集成电路的硅片,体积很小。在电子学中是一种把电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的方式,通常制造在半导体晶圆表面上。

从应用的角度来看,汽车从小到胎压监测系统TMPS、摄像头,大到汽车控制器、自动驾驶控制器,都离不开各种芯片。可以说,智能汽车靠的就是芯片的智能化

如果芯片是手机的大脑,那么汽车芯片就相当于汽车的大脑。其中,汽车芯片主要可分为三类:功能芯片、功率半导体和传感器。

功能芯片(MCU)也被称为微控制单元,汽车里的电子控制系统、信息娱乐系统、动力系统、车辆运动系统等系统功能都离不开这种功能芯片,包括最流行的自动驾驶系统也离不开功能芯片。

汽车功率半导体主要用于汽车动力控制系统、照明系统、燃油喷射、底盘安全等系统,传统燃油汽车一般将它用于启动发电、安全等领域;新能源车则需要大量的功率半导体来实现频繁的电压变换需求,此外,新能源车的许多部件也少不了功率半导体的支持。

汽车传感器是汽车计算机系统的输入装置。其功能是将汽车运行中的各种工况信息,如车速、各种介质温度、发动机运行状态等,转换为电信号输入计算机,使汽车处于最佳工作状态。例如氧传感器、胎压传感器、水温传感器、电子油门踏板位置传感器等。

综上所述,汽车芯片对汽车来说非常重要。在功能芯片、功率半导体和传感器三种类型中,传感器的市场份额最小。但如果没有传感器,汽车甚至不能踩油门,因此在延期交车的背后,是芯片成了车企的死穴。

一辆车需要多少芯片?

过去,制造一辆传统汽车大约需要500-600颗芯片。随着汽车行业的不断发展,今天的汽车逐渐从机械向电子方向发展,汽车越来越智能,所需的芯片数量越来越多。据悉2021年每辆车所需的芯片数量已经达到1000颗以上。

除了传统汽车,新能源汽车是芯片大户,汽车需要大量的DC-AC逆变器、变压器、换流器等部件,而这些IGBT、MOSFET、二极管等半导体设备需求量也显著增加,一台好一点的新能车需要芯片可能达到2000个左右,需求量非常惊人。

中国汽车工业协会副秘书长李邵华指出,目前全球半导体行业芯片规模在3000亿美元-4000亿美元之间。其中,汽车芯片约400亿美元,占比不到10%,显然会造成汽车企业在排产或争夺订单时的弱势局面。

从技术要求的角度来看,汽车芯片确实让大多数芯片企业望而却步。消费电子芯片技术迭代非常快,而几乎所有的汽车芯片都是十多年前的技术,可虽然技术过时,但门槛并没有因此降低。相反,汽车芯片对性能指标、使用寿命、可靠性、安全性和质量一致性之高,都是消费电子芯片无法比拟的。

与消费芯片和一般工业芯片相比,汽车芯片的工作环境更恶劣。温度范围可宽至-40℃~155℃、高振动、多尘、电磁干扰等。由于涉及人身安全问题,汽车芯片的可靠性和安全性也更高,一般设计寿命为15年或20万公里。汽车芯片需要经过严格的认证流程,包括可靠性标准AEC-Q100、质量管理标准ISO/TS16949、功能安全标准ISO26262等。

高标准、严格要求、长周期的汽车芯片将入行的门槛一再提高,这也直接导致只有综合能力或垂直集成能力非常强,有能力充分发挥规模优势的芯片企业才能将汽车芯片列入生产清单。纵观世界,这样的汽车标准芯片企业只有恩智浦、英飞凌、西门子等少数几家,这僧多粥少,这也是汽车芯片短缺的另一个原因。

我国正在努力建立完善的汽车芯片产业创新生态,解决中国汽车产业未来发展的短板。国内车企中的比亚迪、上汽和许多半导体公司已经先后入局汽车芯片领域。


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