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技術驅動,新能源汽車領域半導體的國產化之路

魯亦

2020年09月30日08:44  來源:科技日報

  原標題:技術驅動,新能源汽車領域半導體的國產化之路

  近日,國家發改委、科技部、工信部、財政部等四部門聯合印發了《關於擴大戰略性新興產業投資 培育壯大新增長點增長極的指導意見》,提出要“聚焦新能源裝備制造‘卡脖子’問題,加快IGBT、控制系統等核心技術部件研發”。

  我國在推進新能源汽車以來,作為電動汽車的核心,芯片是一定要解決的問題。因此,電動汽車領域已然開啟了一場芯片國產化的漫長征程。記者了解到,為解決汽車電動化、智能化進程中的關鍵技術問題,比亞迪2002年進入半導體領域,從工業消費級半導體產品技術,到車規級高效率、高智能、高集成半導體技術一路摸索、跨越,拿下了一座又一座“山頭”。

  32位車規級MCU率先國產化

  MCU即微控制單元,是將CPU、存儲器都集成在同一塊芯片上,形成芯片級計算機,可為不同應用場景實施不同控制。

  隨著汽車不斷從電動化向智能化深度發展,MCU在汽車電子中的應用場景也不斷豐富。作為汽車電子系統內部運算和處理的核心,MCU是實現汽車智能化的關鍵。在汽車應用中,從雨刷、車窗到座椅,從安全系統到車載娛樂系統,再到車身控制和引擎控制,幾乎都離不開MCU芯片,汽車電子的每一項創新都要通過MCU的運算控制功能來實現。

  據iSuppli報告顯示,一輛汽車中所使用的半導體器件數量中,MCU芯片約佔30%。在汽車向智能化演進過程中,對MCU的需求增長得越來越快。IC Insights預測,未來MCU出貨量將持續上升,車規級MCU市場將在2020年接近460億元,2025年將達700億元,單位出貨量將以11.1%復合增長率增長。

  比亞迪半導體2007年進入MCU領域,從工業級MCU開始,到形成工業級通用MCU芯片、工業級三合一MCU芯片、車規級觸控MCU芯片、車規級通用MCU芯片以及電池管理MCU芯片“大家族”,累計出貨已突破20億顆。其中,在2018年第一代8位車規級MCU芯片,2019年推出第一代32位車規級MCU芯片,已累計裝車超500萬顆,是中國在車規級MCU市場上的重大突破。

  功率半導體逐步實現全產業鏈整合

  2005年,比亞迪組建團隊,開始研發IGBT(絕緣柵雙極晶體管)﹔2009年推出國內首款自主研發IGBT芯片,打破國外企業的技術壟斷﹔2018年推出的IGBT 4.0芯片,成為國內中高端IGBT功率芯片新標杆。目前,以IGBT為主的車規級功率器件累計裝車超過100萬輛,單車行駛裡程超過100萬公裡。

  與此同時,比亞迪半導體對SiC的研發也從未停止。和IGBT相比,SiC生產的芯片尺寸更小、功率器件效率更高,耐溫性也更高。作為新能源汽車下一代功率半導體器件核心,SiC MOSFET可使得電機驅動控制器體積減小60%以上,整車性能在現有基礎上再提升10%。今年7月上市的比亞迪旗艦車型“漢”,是國內首款批量搭載SiC 功率模塊的車型。SiC電控的綜合效率高達97%以上,使整車的動力性、經濟性表現非常出眾。

  光電半導體和智能傳感器持續發展

  除了MCU、IGBT和SiC,比亞迪還致力於光電半導體產品的研發與生產,不斷拓展自主研發LED光源在汽車上的應用,現已實現可見光及不可見光產品全面覆蓋。目前,車規級LED光源累計裝車超100萬輛,在汽車前裝市場上位居中國第一。

  與此同時,在嵌入式指紋芯片、掃描傳感器、CMOS圖像傳感器、電流電壓傳感器等智能傳感器領域,比亞迪半導體也發展迅速。作為嵌入式指紋市場主流供應商,各類SENSOR方案月出貨量超100萬套,在中國智能門鎖市場佔有率第一。在掃描傳感器方面,打破了線性掃描傳感器芯片由日本公司壟斷的局面,掃描傳感器芯片出貨量位居中國第一,全球第二。在圖像傳感器方面,由手機消費電子入手,逐步向車規級拓展,成功開發出了國內第一顆車規級BSI 1080P、960P圖像傳感器,正在繼續探索和豐富圖像傳感器芯片在汽車領域的應用場景。

  近年來,我國大力支持半導體產業發展,在家電、工業等領域已逐漸實現進口替代,在車規級半導體領域雖有突破,但仍處於弱勢地位。作為中國率先掌握車規級核心半導體器件的企業,比亞迪半導體正在致力於成為高效、智能、集成的新型半導體供應商。(魯亦)

(責編:黃盛、王震)

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