車用芯片短缺久矣，國(guó)內(nèi)企業(yè)“自救”造芯

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李誠(chéng)）芯片短缺的陰霾籠罩著整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)，久久未見(jiàn)消散的跡象。近日有媒體消息稱，受供應(yīng)鏈問(wèn)題、芯片短缺以及疫情的問(wèn)題影響，豐田汽車將于明年1月暫停5家工廠的生產(chǎn)工作。今年以來(lái)，因受芯片短缺影響導(dǎo)致減產(chǎn)的不僅僅只有豐田，大眾、寶馬、奔馳等一重廠商受到了不同程度的影響。

12月，據(jù)AFS 公布的最新數(shù)據(jù)顯示，2021年因受芯片短缺影響，全球汽車產(chǎn)能減產(chǎn)1027.2萬(wàn)輛，其中中國(guó)市場(chǎng)減產(chǎn)198.2萬(wàn)輛，占比將近1/5。迫于汽車芯片短缺帶來(lái)的產(chǎn)能壓力，何小鵬不禁發(fā)文自嘆“抽芯斷供供更苦，舉杯銷愁愁更愁”。如今，汽車芯片短缺的情況愈演愈烈，與其受制于人，不如造芯自救，國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛投入自主造芯的隊(duì)伍，重塑汽車產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈。

芯片短缺，國(guó)內(nèi)車企持續(xù)發(fā)力

我國(guó)9成以上的汽車芯片主要依賴進(jìn)口，如今市場(chǎng)風(fēng)云變幻，芯片短缺的問(wèn)題成為了車企目前最大的焦慮，同時(shí)對(duì)我國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)也造成了巨大的影響。用芯難的窘境觸發(fā)了不少車企的“被動(dòng)”技能，紛紛部署造芯計(jì)劃，如比亞迪、吉利、蔚來(lái)等，力圖通過(guò)芯片自主可控的方式，緩解芯片短缺的問(wèn)題。

說(shuō)到國(guó)內(nèi)車企不得不提的就是比亞迪，比亞迪執(zhí)行董事表示，此次缺芯的問(wèn)題并未對(duì)比亞迪產(chǎn)生影響。那么比亞迪是如何在缺芯問(wèn)題常態(tài)化的背景下做到獨(dú)善其身的呢？雖然比亞迪以汽車業(yè)務(wù)起家，但是在電池、芯片領(lǐng)域也有一定的話語(yǔ)權(quán)，在汽車芯片短缺的影響下，比亞迪新能源汽車的銷量不降反增，接連數(shù)月拿下新能源汽車銷量冠軍，一度超越特斯拉。

其實(shí)比亞迪早在2004年就已經(jīng)投身于芯片研發(fā)領(lǐng)域，從事功率器件、控制芯片、智能傳感器的研發(fā)工作，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、工業(yè)和消費(fèi)類電子等新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中。其中IGBT是比亞迪一直引以為傲的產(chǎn)品，同時(shí)比亞迪也是唯一一家擁有完整IGBT產(chǎn)業(yè)鏈的汽車公司。

如今汽車電氣化、智能化的趨勢(shì)推動(dòng)著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，IGBT作為新能源汽車的核心技術(shù)，芯片的性能對(duì)汽車的整體性能有著直接的影響作用。比亞迪的IGBT在2018年在精細(xì)化平面柵工藝上實(shí)現(xiàn)了新的突破，進(jìn)入IGBT4.0時(shí)代。IGBT4.0與前代產(chǎn)品相比電流密度提升了1/4，芯片面積減小兩成以上，功耗也有所降低。目前比亞迪的車規(guī)級(jí)IGBT產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并應(yīng)用于自家車型中，這不僅在一定程度上降低了汽車的制造成本，還為整車價(jià)格上創(chuàng)造了一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

截至2020年底，比亞迪車規(guī)級(jí)IGBT累計(jì)裝車量已超100萬(wàn)輛。歷經(jīng)兩年的沉淀，比亞迪自主研發(fā)的高密度溝槽柵技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了重大突破，并對(duì)外官宣會(huì)即將發(fā)布一款高性能的IGBT6.0芯片。

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圖源：比亞迪

12月，比亞迪成功自主研發(fā)功率器件驅(qū)動(dòng)芯片BF1181，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并陸續(xù)向整車廠商供貨。BF1181是一款可驅(qū)動(dòng)電壓等級(jí)為1200V碳化硅MOSFET和IGBT的隔離型驅(qū)動(dòng)芯片，CMTI大于100kV/μs，驅(qū)動(dòng)峰值電流最高可達(dá)8A，可滿足大多數(shù)功率器件的電流驅(qū)動(dòng)需求，同時(shí)這款芯片還加入了智能互補(bǔ)輸入的功能，當(dāng)芯片輸出端驅(qū)動(dòng)力足夠時(shí)，可直接驅(qū)動(dòng)功率器件，當(dāng)驅(qū)動(dòng)芯片應(yīng)用于大功率應(yīng)用中，輸出驅(qū)動(dòng)力不足時(shí)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)互補(bǔ)輸入功能，與外部緩沖器連接進(jìn)一步提高芯片的驅(qū)動(dòng)能力，進(jìn)而提高該芯片與其他功率器件的適配性。

在汽車應(yīng)用中芯片的穩(wěn)定性和安全性是尤為重要的，BF1181嚴(yán)格按照車規(guī)級(jí)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)了AEC-Q100汽車級(jí)應(yīng)用驗(yàn)證。同時(shí)為提高芯片的安全性，避免在通電瞬間產(chǎn)生的尖峰電流擊穿芯片，引發(fā)安全事故，比亞迪為這款芯片在原有的1200V基礎(chǔ)工作電壓上增加了200V的電壓裕量，在實(shí)際應(yīng)用中該芯片的直流工作電壓最高可達(dá)1400V，同時(shí)還集成了一系列的安全保護(hù)功能以保證芯片工作的穩(wěn)定性。

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圖源：比亞迪

不止于功率器件，比亞迪在MCU應(yīng)用方面也有布局，在汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的推動(dòng)下車規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng)需求持續(xù)攀升，MCU產(chǎn)品也在由工業(yè)級(jí)向車規(guī)級(jí)延伸，并發(fā)布了一系列的8/32位車規(guī)級(jí)MCU，截至今年5月，比亞迪的車規(guī)級(jí)MCU量產(chǎn)裝車量實(shí)現(xiàn)1000萬(wàn)顆的突破，工業(yè)級(jí)與車規(guī)級(jí)MCU出貨量已達(dá)20億顆。同時(shí)還表示，在未來(lái)將會(huì)推出超低功耗的8位車規(guī)級(jí)MCU以及基于M4F內(nèi)核的32位高端MCU。

瑞芯微車用芯片“全家桶”

車用芯片短缺的問(wèn)題并不是靠車企的力量就可以改變的，更重要的還是需要芯片廠商的助力。近日，瑞芯微發(fā)布了一系列的車載電子解決方案，涵蓋了智能座艙RK3588M芯片、車載中控RK3568M、液晶儀表RK3358M芯片、車載AI視覺(jué)RV1126/RV1109芯片等，通過(guò)芯片為汽車產(chǎn)業(yè)賦能，加速國(guó)產(chǎn)替代的發(fā)展。

瑞芯微是一家專注于集成電路設(shè)計(jì)與研發(fā)的企業(yè)，在汽車電子應(yīng)用中有著完整的產(chǎn)品矩陣，可為整車廠商不同的需求提供所需的方案。

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圖源：瑞芯微

這是本月繼吉利汽車以來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)布的第二款汽車智能座艙芯片，RK3588為瑞芯微的新一代旗艦芯片，采用的是8nm的制造工藝，芯片內(nèi)部共含60億顆晶體管。在處理器方面采用的是8核的CPU與GPU，主頻峰值為2.4GHz，芯片算力為6 TOPs。該芯片加入了360度環(huán)視算法，可與8K分辨率的圖像傳感器連接，通過(guò)高分辨率圖像傳感器的捕捉與智能的視覺(jué)算法配合，可將汽車外部環(huán)境在車載屏幕中實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，提升行車人員對(duì)周圍環(huán)境的感知力，以保證行車安全。同時(shí)該芯片最高支持5塊屏幕的驅(qū)動(dòng)，包括了1塊車載中控顯示屏、兩塊電子后視鏡顯示屏以及兩塊后排顯示屏。多屏驅(qū)動(dòng)的功能滿足了汽車智能化多屏應(yīng)用的發(fā)展需求，在汽車應(yīng)用中可為乘車人員帶來(lái)更好的影音娛樂(lè)體驗(yàn)。

結(jié)語(yǔ)

此次汽車芯片短缺對(duì)于汽車行業(yè)來(lái)說(shuō)是一次沉重的打擊，不過(guò)細(xì)細(xì)想來(lái)，這也是國(guó)產(chǎn)汽車芯片的突圍之路，刺激了不少車企與芯片產(chǎn)商開(kāi)始正視國(guó)產(chǎn)芯片的短板，紛紛涌入芯片研發(fā)的隊(duì)伍中，為國(guó)產(chǎn)芯片的崛起做鋪墊，加速國(guó)產(chǎn)替代的發(fā)展。