汽車的電動化和智能化趨勢正在為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)注入澎湃動力。據(jù)第三方分析機構(gòu)預(yù)測，到2028年每賣出的100輛汽車中超過一半是電動車，而電動車往往也是自動駕駛技術(shù)的理想載體。相比傳統(tǒng)燃油車，新的驅(qū)動方式和新的感知系統(tǒng)，為單車半導(dǎo)體的用量和價值開辟了增長空間。
“一輛內(nèi)燃機車或者L1級別汽車的半導(dǎo)體，大概有50美元的應(yīng)用空間；L2或者是L2+，機會就會大一點，大概280美元；L4、L5級別的機會就大得多了，將達(dá)到1600美元，這為我們帶來顯著的增長動力和商機。”安森美中國區(qū)應(yīng)用工程總監(jiān)吳志民向《中國電子報》表示。
碳化硅讓電動主驅(qū)更高效
主驅(qū)逆變器是電動汽車的關(guān)鍵元器件，負(fù)責(zé)電池與電機之間的DC-AC轉(zhuǎn)換以及電動機控制，決定了駕駛行為和車輛的能源效率。目前，電車主驅(qū)使用的功率模塊以硅基IGBT為主，但隨著消費者對于電動汽車加速效率和續(xù)航里程的期待不斷提升，特斯拉、比亞迪等車企紛紛推動碳化硅模塊上車，帶來更可靠、更高效的電驅(qū)系統(tǒng)。
“碳化硅技術(shù)可以提供更可靠、更高效的主驅(qū)。我們提供從襯底、外延到晶圓的制造等一條龍的碳化硅供應(yīng)。為了進(jìn)一步增強供應(yīng)能力，我們完成了對碳化硅晶錠公司GTAT的收購，GTAT有領(lǐng)先的晶體生長技術(shù)，從2020年3月份就已經(jīng)開始向安森美供應(yīng)碳化硅晶錠。”吳志民說。
記者了解到，碳化硅主驅(qū)能更好地適應(yīng)下一代800V電池電動車的需求。目前電動車的電池主要為400V，但很多車廠已經(jīng)在規(guī)劃下一代800V電池系統(tǒng)，實現(xiàn)更快的充電速度和更長的續(xù)航里程。對于800V及以上高電壓平臺，碳化硅MOSFET可以提高整體系統(tǒng)效率，并降低車體重量。
要配合容量更大的電池，充電樁的功率也勢必越來越高，這需要更高的輸出電壓。具有耐高壓特性的碳化硅有望在充電站實現(xiàn)更多應(yīng)用，成為汽車電動化的重要一環(huán)。
目前直接冷卻的凝膠模塊是汽車主驅(qū)常用的封裝方式，而安森美也會將重點放在壓鑄模塊上。相比凝膠模塊，壓鑄模塊能實現(xiàn)更高的功率密度和更低的雜散電感，可以將碳化硅模塊的工作溫度做到200℃以上。
雖然有種種優(yōu)異特性，可碳化硅遠(yuǎn)高于硅IGBT的成本，還是拖慢了其上車速度，主要原因是碳化硅的晶錠制造困難。但是碳化硅制造技術(shù)正在不斷發(fā)展，對比幾年前，碳化硅的應(yīng)用體量顯著提升。隨著生產(chǎn)量不斷增加，成本也在隨之降低。同時，業(yè)界廠商正在推動碳化硅晶圓從6英寸走向8英寸，以進(jìn)一步降低碳化硅的生產(chǎn)成本。
自動駕駛對圖像傳感器提出更高要求
圖像傳感器是汽車感知方案的重要組成，當(dāng)前部分用到安森美高分辨率圖像傳感器的汽車攝像頭，分辨率可以達(dá)到人眼的100倍。而ADAS和自動駕駛技術(shù)的普及，讓下游客戶對于圖像傳感器的HDR、感應(yīng)度、抗干擾、AI算法、上市周期、安全性等多項指標(biāo)提出了更高要求。
夜間行車是汽車感知面臨的最復(fù)雜場景之一。針對HDR、高感應(yīng)度等夜間行駛的感知需求，安森美采用了超級曝光技術(shù)，配合均勻的像素架構(gòu)，以提升HDR性能，并抑制LED閃爍。
同時，由于駕駛者和乘客在座艙基本不會開燈，汽車感知系統(tǒng)也會用到集成白天彩色成像和夜間近紅外成像能力的RGB-IR傳感器，以及把傳感器和鏡頭集成在一起的IVEC產(chǎn)品。據(jù)悉，IVEC的調(diào)試和采購更加便捷，對生產(chǎn)環(huán)境沒有太高要求，能夠縮短產(chǎn)品的上市時間。
而用戶層面最關(guān)心的，是攝像頭的使用安全。由于越來越多的攝像頭與5G或者是云端接在一起，一旦圖像被黑客篡改，就會威脅到自身和前后車的安全。作為網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)ISO21434的工作組成員，安森美提供了首個用于圖像傳感器的網(wǎng)絡(luò)安全方案，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器身份驗證、篡改檢測以及視頻數(shù)據(jù)加密，并提供了更加綜合的智能感知方案。
“自動駕駛需要多種感知技術(shù)的融合使用，除了圖像傳感器的視覺數(shù)據(jù)，還有激光雷達(dá)的深度數(shù)據(jù)、超聲波的短距離測量技術(shù)等。把這些技術(shù)全部加起來，才能夠做成安全可靠的自動駕駛。”吳志民向記者表示。
