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汽车行驶所需芯片:超全分类及发展趋势

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发布:laoxiang21 来源:
PostTime:18-5-2024 19:58
自动驾驶:用传感器如雷达,摄像头替代人眼,用算法芯片去替代人脑,再用电子控制去替代人的手脚,最终实现由智能电脑来控制汽车,实现自动驾驶。车联网:车联网指按照一定的通信协议和数据交互标准,在“人-车-路- ...

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自动驾驶:用传感器如雷达,摄像头替代人眼,用算法芯片去替代人脑,再用电子控制去替代人的手脚,最终实现由智能电脑来控制汽车,实现自动驾驶。

车联网:车联网指按照一定的通信协议和数据交互标准,在“人-车-路-云”之间进行信息交换的网络。

智能汽车:可以理解为“自动驾驶”+“车联网”

智能电动汽车:智能驾驶与电动车有着天然的关联性。电动车采用电动控制,智能驾驶能够帮助解决电动车的充电节能核心等问题。

一辆汽车需要哪些半导体器件





除去车载,只考虑汽车行驶所需芯片





传统汽车和智能电动车核心部件对比 






计算 存储:MCU--SoC芯片


汽车信息处理:MCU芯片—>SoC芯片


MCU,又称单片机。一般只包含CPU这一个处理单元;
MCU=CPU+存储+接口单元;


SoC,是系统级芯片,一般包含多个处理器单元

SoC可=CPU+GPU+DSP+NPU+存储+接口单元



汽车智能化趋势,一是智能座舱,二是自动驾驶,传统汽车分布式E/E架构下ECU(Electronic Control Unit)控制单一功能,用MCU芯片即可满足要求。汽车域集中架构下的控制器(DCU)和中央集中式架构下的中央计算机需要SoC芯片。



MCU/SoC芯片的核心组成





处理器芯片是MCU/SoC芯片的计算核心:分为CPU,GPU,DSP,ASIC,FPGA等多种。

一般MCU芯片中只有CPU一种处理器芯片,SoC芯片则除了CPU之外还会有其他种类的处理器芯片。

CPU,GPU,DSP都属于通用处理器芯片:
CPU:是中央处理器,擅长处理逻辑控制GPU:善于处理图像信号DSP:善于处理数字信号
ASIC是专用处理器芯片,FPGA是“半专用”处理器芯片

ASIC: EyeQ(Mobileye),BPU(地平线),NPU(寒武纪)等专门用来做AI算法的芯片(又称AI芯片)则属于专用芯片(ASIC)的范围

FPGA: 是指的现场可编程门阵列,是“半专用”芯片,这种特殊的处理器具备硬件可编程的能力

自动驾驶芯片

自动驾驶芯片是指可实现高级别自动驾驶的SoC芯片,通常具有“CPU+XPU”的多核结构,用来做AI运算的XPU可选择GPU/FPGA/ASIC等。

目前市场上主流的自动驾驶SoC芯片处理器架构方案有以下三种:

1. 英伟达,特斯拉为代表的科技公司,所用售卖的自动驾驶SoC芯片采用CPU+GPU+ASIC方案

2. Mobileye,地平线等新兴科技公司,致力于研发售卖自动驾驶专用AI芯片,采用CPU+ASIC方案

3. Waymo,百度为代表的互联网公司采用CPU+FPGA(+GPU)方案做自动驾驶算法研发。

智能座舱芯片
智能座舱所代表的“车载信息娱乐系统+流媒体后视镜+抬头显示系统+全液晶仪表+车联网系统+车能乘员监控系统”等融合体验,都将依赖于智能座舱SoC芯片市场主要竞争者又消费电子领域的高通,英特尔,联发科等,主要面向高端市场;此外还有NXP,德州仪器,瑞萨电子等传统汽车芯片厂商,其产品主要面向中低端市场
国内新入局的竞争者主要有华为(与比亚迪合作开发麒麟芯片上车),地平线(长安UNI-T,理想ONE的智能座舱基于征程2芯片)。



汽车芯片供应产业链
传统汽车芯片产业链中芯片厂为Tire2:是由德州仪器,恩智浦,英伟达等做好芯片设计之后,由以台积电为代表的代工厂负责晶圆和芯片的制造,由长电科技等电子公司做封装测试,之后交由芯片设计厂整合成各种不同集成度的MCU,SoC芯片产品等。芯片产品交到Tire1做成ECU,DCU等控制器产品再装配上车。


汽车传感器:感应汽车运行工况,信息转化成电信号
车用传感器是汽车计算机系统的输入装置,主要负责车身状态和外界环境的感知和采集,传统汽车主要有8种:压力传感器,位置传感器,温度传感器,加速度传感器,角度传感器,流感传感器,气体传感器和液位传感器
智能电动汽车还会新增:CIS,激光雷达,毫米波雷达和MEMS等一系列半导体产品





智能汽车传感器核心


智能传感器则是自动驾驶的核心。目前用于自动驾驶环境感知的传感器主要包括:毫米波雷达,激光雷达,超声波雷达和车载摄像头等





智能汽车传感器主要生产商








功率器件:电能变换和控制

汽车动力系统:电池+电驱

新能源汽车动力系统=电池+电驱(电机+电控)。电控系统在新能源汽车中的应用在新能源汽车中,电池是基础能源与动力来源,驱动电机则将此车载能源转化为行驶动力,而电控系统控制整个车辆的运行与动力输出。


电控系统核心部件:功率器件模块




电机电控的成本结构




IGBT产业链




IGBT生产流程




IGBT芯片结构升级




IGBT制造三大难点




IGBT模块封装难点




IGBT市场现状




发展新趋势:SI-IGBT-SIC-MOFET

电动汽车采用碳化硅的优势




碳化硅器件产业链




从器件生产流程看各个环节难度




衬底制备——碳化硅器件核心工艺




碳化硅功率器件制造与封测难度




原文链接:


https://blog.csdn.net/2301_76563067/article/details/133672537?ops_request_misc=&request_id=&biz_id=102&utm_term=%E6%B1%BD%E8%BD%A6%E7%94%B5%E5%AD%90%E7%A1%AC%E4%BB%B6&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduweb~default-5-133672537.142^v100^pc_search_result_base9&spm=1018.2226.3001.4187


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