汽車電子半導體芯片（車規級芯片）值得分享收藏！

Mai-邁

中國作為全球電子產品制造中心，是全球最大的半導體消費市場。隨著以智能手機、AI電腦服務器，智能網聯新能源汽車電子為代表的新興消費電子市場的快速發展，以及汽車電子、工業控制、AI、物聯網等科技產業的興起，強力帶動了整個半導體行業規模迅速增長。在國際形勢的影響和國家政策的扶持下，國產半導體俞受重視的同時，更迎來了不少挑戰。

隨著汽車智能化，網聯化的滲透與普及，汽車電子電氣零部件占汽車的比重也逐漸提高。高級駕駛輔助系統，車載多媒體娛樂系統等逐漸成為消費者關注且左右購買決策的功能配置。越發復雜的系統對傳感器、電子控制器（Electronic Control Unit, ECU）的數量有了需求，如自動駕駛的攝像頭，毫米波雷達，多媒體娛樂系統的副駕駛娛樂屏幕，HUD 抬頭顯示系統，控制發動機表現的 ECM 模塊、管理新能源汽車電池的 BMS 模塊以及用于 360 度環視影像融合計算的 AVM 模塊等等。據數據統計，一輛現代豪華汽車中通常包含了70到100個ECU。

車身控制器，車身一個名氣不咋大，但管理的功能卻遍布全車，主要是用于增強汽車的安全、舒適和便利性，以及與車外連接。車身控制器的功能主要包括燈光控制、雨刮控制、門窗控制、后視鏡控制、PEPS、座椅控制等等，下圖是某主機廠車身控制器的拓撲圖，更直接的可以看出車身控制器功能的多樣性。

以往制造一輛傳統汽車一般需要用到500-600顆左右的芯片，隨著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年平均每輛車所需芯片數量已經達到了1000顆以上。


除了傳統汽車以外，新能源汽車才是芯片“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，一臺好些的新能源汽車需要芯片可能達到2000顆左右，需求量十分驚人。

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芯片規模在3000億美元～4000億美元之間。其中，車用芯片大概為400億美元左右，占比不到10%，顯然會造成車企在排產或者爭搶訂單時的弱勢局面。

從技術要求上來看，車規級芯片著實令大多數芯片企業望而卻步。消費電子芯片技術迭代非常快，而車規級芯片幾乎都是十多年前的技術，可技術雖然“過時”，但門檻卻并沒有因此降低。相反，車規級芯片對于性能指標、使用壽命、可靠性、安全性、質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芯片，汽車芯片的工作環境更為惡劣：溫度范圍可寬至-40℃~155℃、高振動、多粉塵、電磁干擾等。由于涉及人身安全問題，汽車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20萬公里。“車規級”芯片需要經過嚴苛的認證流程，包括可靠性標準 AEC-Q100、質量管理標準ISO/TS 16949、功能安全標準ISO26262等。

車規級芯片的高標準、嚴要求、長周期，將入行門檻一再拔高，這也直接導致了只有綜合能力或垂直整合能力非常強，并有本事將規模優勢發揮到極致的芯片企業，才能將車規級芯片納入生產清單。放眼全球，這樣的車規級芯片企業也就恩智浦、英飛凌、西門子等少數幾家，僧多粥少，這也是導致汽車芯片供不應求的另一原因。我國正在努力建立起一個完善的汽車芯片產業創新生態，解決我國汽車行業接下來發展中的短板。國內車企中的比亞迪、上汽以及不少半導體企業已先后入局車規級芯片領域。

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