植根汽车领域,纳芯微助力车用芯片国产化
纳芯微市场副总裁兼传感器产品线总监高洪连
受新冠肺炎疫情影响,2020年上半年的汽车市场极具挑战性。随着下半年需求暴增,新能源汽车中出现了一匹黑马——通用五菱miniEV成为现象级车型,日销量超1000台,成为汽车行业变革的典型代表。
在这款现象级车型中,其充电管理的诸多器件中用到的数字隔离器,为国内IC企业纳芯微独家供应,汽车产业的核心芯片国产化已经不再仅仅是一个口号。苏州纳芯微电子股份有限公司(简称“纳芯微”)是国内领先的信号链芯片及其解决方案龙头企业,汽车中的数字隔离器件和传感器芯片是其重要聚焦方向。
大势所趋
传感器与隔离器机会增多
纳芯微市场副总裁兼传感器产品线总监高洪连有着十余年集成电路设计行业技术、产品、市场等不同岗位从业经验,对传感器及集成电路在汽车电子领域的应用与市场趋势有着深入理解。在2020硬核中国芯领袖峰会上,他为与会者详细分享了自己的观点和看法。
纳芯微市场副总裁兼传感器产品线总监高洪连演讲
高洪连先生认为,2050年的碳中和目标是汽车产业技术变革的重要驱动力。2019年9月,在联合国气候行动峰会上,全球77个国家、10个地区、100多个城市宣布将在2050年实现“碳中和”——人类的二氧化碳净排放量为零。
二氧化碳排放量相对较多的燃油车,目前依旧是一个非常大的存量市场。据初步统计,中国每年燃油车的销量超过2000万辆。对于芯片行业从业者来说,存量的燃油车传感器多主要集中在动力系统、安全系统等,而排放升级、节能环保的要求将带来更多新的传感器增量需求。
详细说来,在存量的燃油市场车里,其技术路线最大的变化当属减少污染物排放和降低油耗。在发动机提高燃烧效率的方案中,采用闭环控制可以更加精准,这就为传感器带来了新的需求。
随着汽车工业制造水平持续提升,中国汽车工业市场规模不断扩大。据头豹研究院统计,在 2014年至2018年期间,中国汽车传感器行业市场规模由2014年的106.9亿元人民币上升至2018年的171.1亿元人民币,年复合增长率为 12.5%。
此外,在新能源汽车方面,电动化显著提高单车芯片使用量,带来更多隔离接口与驱动芯片需求。新能源汽车的总量虽然目前占比不高,但增速明显,且芯片用量更大。新能源汽车的架构和传统燃油车差异较大,其电子部件的占比,尤其是半导体器件的占比在不断提高。根据 Strategy Analytics 统计数据,传统燃油汽车平均单车半导体价值量为 375 美元,伴随不同程度的电动化,48V/MHEV 上升为 475 美元,FHEV/PHEV 为 740 美元,BEV 为 750 美元。
满足国六标准
纳芯微布局汽车压力传感器
在自2019年7月1日起实施的《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》、自2020年7月1日起实施的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》中,对压力传感器来说,排放升级等新变化带来的增量较为明显。
不论汽油车还是柴油车都有很多传感器。传统燃油车上压力传感器数量也是较多的,一般每辆车上通常会超过10个,中高端车的压力传感器使用量会超过20个甚至30个。
以纳芯微聚焦的压力传感器为例,在国六标准下,汽油车上新增需求主要包括GPF尾气压差传感器、碳罐的脱附压力传感器、燃油蒸发泄露传感器等。除汽油车之外,中国市场的柴油机以卡车为主。柴油车用到的传感器包含前端发动机进气压力传感器、尾气上滤网的DPF压差传感器等。
在燃油车的众多传感器需求中,纳芯微已经在不少领域布局或已有相关产品解决方案。传统车辆上的传感器聚焦在压力传感器、磁传感器等方面,而今随着越来越多舒适系统的引入,与人体相关的温湿度的需求日益增多,传感器需求也相应增多。
汽车中压力传感器的典型应用
在上述传感器中,基本上金属壳体的主要是中高压力量程的应用,纳芯微可提供陶瓷电容方案,覆盖500kPa~10MPa;塑料外壳的以MEMS技术路线为主,纳芯微可提供从5kPa的微差压方案,到400kPa的绝压方案,且ASIC能够支持多种接口,包括传统的模拟电压的比例输出,以及新的数字化的SENT、LIN等协议输出接口,实现在压力方向产品和技术的全面覆盖能力。
纳芯微自2014年进入汽车传感器市场以来,不断提高技术储备,目前在汽车压力传感器领域可提供一站式Turnkey解决方案。
1、覆盖微压、低压、中高压压力量程
· 差压MEMS覆盖5kPa~100kPa量程
· 绝压MEMS覆盖100kPa~400KPa量程
· 陶瓷电容覆盖500kPa~10MPa量程
· 恶劣介质兼容贵金属MEMS版本
2、模拟、SENT、LIN等接口全覆盖
· 支持传统模拟电压输出(绝对、比例)
· 支持SENT协议输出
· 支持LIN总线协议输出
· 支持-30V/36V的过反压保护能力
3、提供MEMS、ASIC、集成式芯片方案
· 陶瓷电容方案提供电容+套片方案
· ASIC提供裸片及封装片选项
· MEMS提供裸片及集成封装选项
4、集成MEMS压力传感器校准好出货
总之,在汽车常用的压力产品布局上,纳芯微可提供从MEMS到陶瓷电容及信号调理芯片的完整解决方案。高洪连先生介绍道,从2017年开始,纳芯微的产品陆续在前装车辆使用,并拿到不少国际顶尖厂家的平台项目。纳芯微将不断丰富产品种类,提升产品性能,以满足汽车行业最新标准。
汽车电动化转型
纳芯微数字隔离器彰显价值
随着越来越多国家和地区展现出汽车电动化转型的坚定决心,电动化的潮流势不可挡,其中中国和欧洲是主要的增长区域。2020年11月2日,国务院办公厅发布《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》,其中明确指出,到2025年,我国新能源汽车新车销量占比达到20%左右。其重要性与趋势可见一斑。
部分国家和地区
在电动乘用车市场占比的历史数据和目标值
新能源汽车对技术提出了更高的需求,主要包括高电源功率密度、高电池电压、低设计复杂度、宽温度范围、高稳定性、低射频辐射、高安全性等等。而数字隔离芯片恰好具备了高耐压、时序精准、集成度高、通讯速度快、使用寿命长、满足车规温度要求等特性,满足了新能源汽车对隔离接口芯片的严苛要求。
此外,在燃油系统上,不少混动和非混动车中均引入了48V的系统。对于汽车架构来说,48V系统的引入以及电动引擎的加入将引入隔离器的需求。因此,电动化的趋势会带动数字隔离器或者隔离相关产品在汽车行业中的快速成长。
作为国内首家汽车级数字隔离芯片提供商,纳芯微在隔离方向的产品布局可以覆盖到全品类的隔离和接口器件,在典型的BMS的应用以及OBC的应用上,纳芯微都有较为完善的产品组合。
纳芯微隔离产品分类
高洪连先生分享,纳芯微是中国目前隔离器出货量最大的公司,其隔离芯片相关产品在市场上处于领先地位,其容隔技术也是目前业界的主流技术方向。在新基建和5G的驱动下,隔离器的需求日益增多,纳芯微在占领高端替代市场的基础上,将致力于与客户及合作伙伴深入定义更多、更加符合中国市场应用的创新性产品。
2020年以来,随着国家加大力度进行智能汽车相关产业建设与政策制定,传感器和隔离器在汽车市场中的需求增长明显、地位日益凸显。以纳芯微为代表国产IC企业正在汽车领域不断发力、重点布局、稳健成长,持续推进汽车核心芯片国产化进程!
5G时代,这家国产企业的隔离IC脱颖而出!
媲美国外大厂品质,纳芯微持续扩充模拟信号链产品
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