汽車無(wú)線通信芯片—車規(guī)AEC-Q100認(rèn)證

1. 無(wú)線通信芯片介紹

隨著信息、計(jì)算和芯片技術(shù)的迅速發(fā)展，外界信息交互需求日益增長(zhǎng)，車內(nèi)電子系統(tǒng)數(shù)量不斷增加，汽車電子系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，各個(gè)系統(tǒng)間的信息傳遞需要通信網(wǎng)絡(luò)的有力支撐。根據(jù)通信連接形態(tài)的不同，汽車通信應(yīng)用分為無(wú)線通信和有線通信。無(wú)線通信主要用于實(shí)現(xiàn)V2V（汽車與汽車互聯(lián)）、或者V2X（汽車與用戶設(shè)備互聯(lián)，或汽車與其它設(shè)備，如通信基站和衛(wèi)星的通信等連接）。有線通信主要用于車內(nèi)設(shè)備之間的各種數(shù)據(jù)傳輸。

汽車通信示意圖

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無(wú)線通信按照傳輸距離可劃分為廣域網(wǎng)通信和局域網(wǎng)通信。廣域網(wǎng)通信包括移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信、衛(wèi)星GNSS通信；局域網(wǎng)通信包括V2X直連通信、藍(lán)牙、Wi-Fi、UWB等。無(wú)線通信支持通信速率從1Mbps到數(shù)Gbps。

2. 各類無(wú)線通信芯片

（1）移動(dòng)蜂窩芯片

蜂窩移動(dòng)通信（Cellular Mobile Communication）采用蜂窩無(wú)線組網(wǎng)方式，在終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間通過(guò)無(wú)線通道連接起來(lái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶在活動(dòng)中可相互通信。主要特征是終端的移動(dòng)性，并具有越區(qū)切換和跨本地網(wǎng)自動(dòng)漫游功能。蜂窩通信從20世紀(jì)80年代至今，已經(jīng)發(fā)展到第五代（5G）。

與手機(jī)移動(dòng)通信類似，汽車移動(dòng)通信通過(guò)接入通信基站實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)送和接收。移動(dòng)蜂窩芯片是負(fù)責(zé)車與基站通信的芯片，其根據(jù)移動(dòng)通信制式劃分為2G/3G/4G/5G移動(dòng)蜂窩芯片。目前，汽車移動(dòng)通信應(yīng)用比較廣的是4G，5G的滲透率也正在快速提升。相比于舊的版本，5G通信芯片在傳輸速率、低延時(shí)、可靠性等性能上都有較大提升。

2G/3G/4G/5G移動(dòng)蜂窩芯片對(duì)比

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移動(dòng)蜂窩通信芯片按照數(shù)據(jù)收發(fā)流程對(duì)應(yīng)的功能，分為基帶芯片和射頻芯片，基帶芯片負(fù)責(zé)信號(hào)調(diào)制/解調(diào)，主要分為5個(gè)子模塊：CPU處理器、信道編碼器、數(shù)字信號(hào)處理器、調(diào)制解調(diào)器、接口模塊。蜂窩基帶芯片通常與應(yīng)用處理器集成在SoC中。射頻芯片負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收，將無(wú)線電信號(hào)通信轉(zhuǎn)換成一定的無(wú)線電信號(hào)波形， 并通過(guò)天線諧振發(fā)送出去。射頻芯片分為射頻前端和射頻收發(fā)器，其中射頻前端包括功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、濾波器、射頻開(kāi)關(guān)（Switch）、天線調(diào)諧開(kāi)關(guān)（Tuner）等。移動(dòng)蜂窩通信芯片制程上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)5nm量產(chǎn)，正在向3nm/2nm節(jié)點(diǎn)發(fā)展。

移動(dòng)蜂窩芯片根據(jù)整車實(shí)際需要，一般需要1顆芯片可選擇被集成到TBOX、車機(jī)或車身獨(dú)立網(wǎng)關(guān)等控制器中。移動(dòng)蜂窩芯片的應(yīng)用賦予汽車網(wǎng)聯(lián)化功能，實(shí)現(xiàn)了車輛信息娛樂(lè)和遠(yuǎn)程控制，極大的改善用戶體驗(yàn)，其主要功能應(yīng)用包括OTA升級(jí)、高精地圖下載/導(dǎo)航、緊急呼叫、遙控泊車、遠(yuǎn)程診斷、互聯(lián)網(wǎng)娛樂(lè)應(yīng)用等功能。

（2）V2X直連通信芯片

V2X直連通信主流采用C-V2X技術(shù)，包含LTE-V2X技術(shù)和NR-V2X技術(shù)，是基于LTE/NR蜂窩網(wǎng)通信技術(shù)演進(jìn)形成的車用無(wú)線通信技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)車輛與周圍的車、人、基礎(chǔ)設(shè)施等全方位連接和通信，滿足低時(shí)延、高可靠等特殊嚴(yán)苛的技術(shù)要求，賦能汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化變革，V2X可以感知到視距外行人、車輛、交通信號(hào)燈等信息，協(xié)助感知、高精定位、規(guī)劃、決策、控制等，提高車輛的智能化等級(jí)。

V2X通信示意

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V2X直連通信芯片是用來(lái)對(duì)遠(yuǎn)車、路及其他交通參與者信息進(jìn)行處理交互的芯片。V2X直連通信芯片包括外掛和集成兩種，目前除以色列Autotalks外，主流路線均選擇將V2X直連通信與蜂窩通信功能集成。全球一般采用5.9GHz ITS頻段作為V2X直連通信頻段，中國(guó)于2017年分配了5905-5925MHz作為L(zhǎng)TE-V2X專用通信頻段，目前國(guó)內(nèi)尚未規(guī)定NR-V2X專用頻段

V2X直連通信芯片可根據(jù)整車實(shí)際需要，集成到TBOX或者智能座艙域控制器中，一般為1顆。LTE-V2X主要實(shí)現(xiàn)基本安全應(yīng)用、交通效率類提升和部分自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)，通過(guò)提供增強(qiáng)的行車環(huán)境感知能力，避免大多數(shù)碰撞事故。NR-V2X面向更高需求的應(yīng)用，通過(guò)更靈活的設(shè)計(jì)，支持低時(shí)延和高可靠性要求的V2X業(yè)務(wù)，最終支撐實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛。NR-V2X是LTE-V2X的技術(shù)增強(qiáng)和補(bǔ)充，并在將來(lái)與LTE-V2X長(zhǎng)期共存、針對(duì)不同用例提供服務(wù)。

（3）藍(lán)牙芯片

藍(lán)牙技術(shù)由美國(guó)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟制定并發(fā)布，可實(shí)現(xiàn)短距離內(nèi)設(shè)備之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的短距離數(shù)據(jù)交換。藍(lán)牙技術(shù)采用2.4GHz頻段通信，傳輸速率最大超過(guò)20Mbps，具有功耗低、自組網(wǎng)和成本低的優(yōu)勢(shì)，適合覆蓋距離在300米以內(nèi)、數(shù)據(jù)傳輸量較小的通信。

藍(lán)牙芯片是一種集成藍(lán)牙功能的電路集合，主流制程一般為28nm，包括無(wú)線射頻單元、基帶域鏈路控制單元、鏈路管理單元等，通過(guò)無(wú)線連接將固定和移動(dòng)信息設(shè)備組成個(gè)人局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間無(wú)線互連通信。根據(jù)藍(lán)牙傳輸標(biāo)準(zhǔn)劃分，藍(lán)牙芯片可分為常規(guī)藍(lán)牙芯片及BLE（低功耗藍(lán)牙）芯片。

①常規(guī)藍(lán)牙芯片泛指支持藍(lán)牙協(xié)議在4.0以下的芯片，采用SBC編碼格式，常被用于傳輸音頻、文件等場(chǎng)景，功耗較高。

②BLE芯片指支持藍(lán)牙協(xié)議4.0或更高的模，采用LC3編碼格式，常被用于設(shè)備匹配、數(shù)據(jù)同步、定位等場(chǎng)景，具有低功耗及低延遲優(yōu)勢(shì)。

車載藍(lán)牙系統(tǒng)以藍(lán)牙芯片為底層硬件基礎(chǔ)，一般集成在車機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)無(wú)線短距通信與用戶手機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)免提通話、車載藍(lán)牙娛樂(lè)、藍(lán)牙車輛遠(yuǎn)程狀況診斷、汽車藍(lán)牙防盜和車輛進(jìn)出控制等功能。

①藍(lán)牙免提通話功能利用手機(jī)作為網(wǎng)關(guān)，通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線音頻傳輸實(shí)現(xiàn)手機(jī)到藍(lán)牙耳機(jī)或者藍(lán)牙音箱的聲音無(wú)線轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)解放雙手，降低交通肇事隱患的目的。

②車載藍(lán)牙娛樂(lè)功能利用車載音響播放藍(lán)牙立體聲流媒體音樂(lè)，提升用戶車內(nèi)娛樂(lè)體驗(yàn)。

③藍(lán)牙車輛遠(yuǎn)程狀況診斷功能依靠藍(lán)牙遠(yuǎn)程技術(shù)對(duì)車輛相關(guān)功能模塊具體運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)利用設(shè)定算法判斷系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障的原因與故障類型，將故障診斷代碼上傳到車載運(yùn)行系統(tǒng)存儲(chǔ)器中。

④汽車藍(lán)牙防盜功能指汽車處于設(shè)防狀態(tài)時(shí)，藍(lán)牙感應(yīng)功能會(huì)自動(dòng)連接汽車車主監(jiān)控終端，一旦車輛狀態(tài)出現(xiàn)變化或者遭受盜竊，將會(huì)自動(dòng)報(bào)警；

⑤車輛進(jìn)出控制功能利用藍(lán)牙定位感知特性支持智能手機(jī)數(shù)字鑰匙功能，實(shí)現(xiàn)鎖定和解鎖車門。

（4）WIFI芯片

WIFI芯片情況表

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Wi-Fi 是基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線短距通信技術(shù)，由Wi-Fi 聯(lián)盟所持有。Wi-Fi從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了多個(gè)版本。目前，中國(guó)汽車行業(yè)Wi-Fi設(shè)備仍然以Wi-Fi 5產(chǎn)品為主，Wi-Fi6將有望從2022年開(kāi)始逐步提升。下一代的版本是Wi-Fi7，預(yù)計(jì)2024年正式發(fā)布。

相比藍(lán)牙，Wi-Fi具有傳輸距離遠(yuǎn)、速率快、同時(shí)連接設(shè)備多、受眾范圍大等優(yōu)點(diǎn)。Wi-Fi芯片的主要參數(shù)或評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：

·Wi-Fi版本/標(biāo)準(zhǔn)

·工作頻段及對(duì)應(yīng)帶寬

·MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) or SISO(Single-Input Single-Output)

·是否支持實(shí)時(shí)雙頻

·OFDMA

·發(fā)射功率

·封裝方式和尺寸

·低功耗

·工作溫度

·可靠性，是否滿足AECQ100 或其它汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

·安全性設(shè)計(jì)，包括功能安全I(xiàn)SO26262

·支持信息安全

車載Wi-Fi目前的主要功能是面向座艙內(nèi)的駕乘人員提供無(wú)線接入服務(wù)，用于信息娛樂(lè)、移動(dòng)辦公等。根據(jù)整車實(shí)際需要，可選擇被集成到TBOX、車機(jī)/座艙域控制器、網(wǎng)關(guān)等控制器中。

（5）GNSS 導(dǎo)航芯片

GNSS導(dǎo)航定位系統(tǒng)包括美國(guó)GPS系統(tǒng)、俄羅斯Glonass系統(tǒng)、歐洲Galileo和中國(guó)“北斗”系統(tǒng)，在頻段上，GNSS包括L1：1575.42MHz、L2：1227.6MHz和L5：1176.45MHz三種頻段，其中，L2一般用于軍用場(chǎng)合。

GNSS導(dǎo)航芯片是導(dǎo)航終端的核心，其定位精度、功耗、體積等方面的性能直接影響導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行表現(xiàn)。GNSS芯片包括基帶芯片和射頻芯片，射頻芯片負(fù)責(zé)接收信號(hào)，基帶芯片負(fù)責(zé)對(duì)接收到的基帶信號(hào)進(jìn)行解碼，主流GNSS芯片均采用基帶和射頻芯片集成的方式。GNSS芯片配合算法共同決定了GNSS系統(tǒng)的導(dǎo)航定位精度，目前，主流GNSS芯片均支持GPS/Glonass/Galieo/北斗多模和L1/L5雙頻制式，主流制程一般在14nm-28nm，定位精度已提升至亞米級(jí)甚至厘米級(jí)。

汽車GNSS芯片主要用于導(dǎo)航定位、緊急援助、車隊(duì)管理（包括保險(xiǎn)）以及智能駕駛，一般集成在V2X（OBU）、TBOX或車機(jī)中，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的快速發(fā)展，基于衛(wèi)星的定位可為多傳感器數(shù)據(jù)融合提供重要基礎(chǔ)和支撐，GNSS芯片在汽車領(lǐng)域的滲透率不斷提升。

（6）UWB芯片

UWB，為超寬帶無(wú)線通信技術(shù)（Ultra Wide Band），通過(guò)發(fā)送和接收具有納秒或皮秒級(jí)以下的極窄脈沖來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，從而在3.1~10.6GHz頻段上具有500MHz以上量級(jí)帶寬。UWB通信具有穿透力強(qiáng)、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室理想情況可以實(shí)現(xiàn)10cm左右的高精度定位，實(shí)際環(huán)境精度能達(dá)到亞米級(jí)。

UWB芯片作為實(shí)現(xiàn)UWB功能應(yīng)用的核心電路集合，目前其主流制程一般在28nm。UWB頻率帶寬較大，脈沖波形非常窄，決定了UWB芯片內(nèi)部射頻及模擬模塊需要支持更高的帶寬；同時(shí)，由于UWB 芯片是利用電磁波的飛行時(shí)間來(lái)做測(cè)距，時(shí)間戳要解算得非常準(zhǔn)確，芯片信號(hào)處理部分不能引入過(guò)多的非固定延遲；此外，UWB芯片應(yīng)用需要有大量工程實(shí)例算法迭代，開(kāi)發(fā)難度較大。UWB芯片主要評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：速率脈沖模式、頻段、功耗、面積、成本等

由于在高精定位、低功耗和安全性方面優(yōu)于其他技術(shù)（Wi-Fi和藍(lán)牙），UWB正在成為智能汽車多場(chǎng)景功能落地的關(guān)鍵技術(shù)支撐，一輛汽車大約需要用5個(gè)UWB芯片，可應(yīng)用于車輛無(wú)鑰匙進(jìn)入等場(chǎng)景的定位輔助、智能尾門功能、汽車?yán)走_(dá)活體檢測(cè)、自動(dòng)泊車輔助等，目前多個(gè)車企均配備了基于UWB 技術(shù)的新一代數(shù)字化車鑰匙。

3.無(wú)線通信芯片全球市場(chǎng)格局

（1）移動(dòng)蜂窩芯片

因價(jià)格及應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)展，當(dāng)前汽車移動(dòng)蜂窩通信芯片主要以4G為主，5G芯片滲透率正在快速提升。根據(jù)世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC）主辦方GSMA發(fā)布《2022中國(guó)移動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展》報(bào)告顯示，2021年中國(guó)新增的5G連接超過(guò)2.85億，5G連接總數(shù)占全球5G連接的75%；預(yù)計(jì)到2025年，中國(guó)5G連接總數(shù)將從2021年的4.88億增至8.92億。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，中國(guó)5G芯片市場(chǎng)規(guī)模將從2020年的2.41億美元增長(zhǎng)到2027年的75.09億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到63.4%。中國(guó)5G市場(chǎng)的領(lǐng)先也為4G/5G在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用和普及提供了良好的發(fā)展環(huán)境，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)，到 2025 年在5G快速建設(shè)與產(chǎn)業(yè)鏈成熟度快速提升的推動(dòng)下，中國(guó)車聯(lián)網(wǎng)滲透率或提升至77%左右的水平，市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到接近萬(wàn)億級(jí)別。預(yù)計(jì)2025年TBOX裝備率將達(dá)85%，5G通信芯片的占比將從2%提升到約29%。

移動(dòng)蜂窩基帶芯片方面，行業(yè)技術(shù)壁壘高、研發(fā)周期長(zhǎng)、資金投入高，經(jīng)過(guò)從2G到5G多年發(fā)展后，多家知名企業(yè)相繼退出，市場(chǎng)高度集中。從4G基帶芯片市場(chǎng)占比看，高通仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，三星、華為海思、紫光展銳、聯(lián)發(fā)科、中興微電子等實(shí)力較強(qiáng)。目前5G基帶芯片設(shè)計(jì)廠商僅有美國(guó)高通、聯(lián)發(fā)科、三星、華為海思、紫光展銳，呈現(xiàn)寡頭壟斷的格局。移動(dòng)蜂窩射頻芯片方面，國(guó)際企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)，Skyworks、Qorvo、博通和 Murata 四家公司占據(jù)了85%的市場(chǎng)份額，其余15%的市場(chǎng)為高通、聯(lián)發(fā)科，紫光展銳、卓勝微等企業(yè)。

（2）V2X直連通信芯片

自2017年以來(lái)，國(guó)家出臺(tái)了一系列政策支持車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，2019年中國(guó)V2X市場(chǎng)規(guī)模達(dá)200億美元，預(yù)計(jì)到2023年，中國(guó)V2X市場(chǎng)規(guī)模有望突破500億美元，增速高于全球水平，其主要得益于汽車產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展以及車載移動(dòng)終端的增長(zhǎng)需求。到 2025 年，新車基本實(shí)現(xiàn)智能化，高級(jí)別智能汽車實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，新一代車用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（5G-V2X）基本滿足智能汽車發(fā)展需要。

高通、華為海思、大唐宸芯、Autotalks、中興通訊、紫光展銳等均已推出或規(guī)劃相關(guān)V2X芯片，高通在技術(shù)和成熟度上處于領(lǐng)先。

（3）藍(lán)牙芯片

2015~2019年，中國(guó)汽車藍(lán)牙芯片年復(fù)合增長(zhǎng)率為16.1%，預(yù)計(jì)到2023年，車用藍(lán)牙設(shè)備年出貨量達(dá)到1.15億，93%的新出產(chǎn)汽車（包含轎車、卡車和SUV等）都會(huì)將藍(lán)牙作為標(biāo)配，車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)將采用藍(lán)牙連接，助力提升車載娛樂(lè)體驗(yàn)。而在汽車制造和后裝解決方案市場(chǎng)，藍(lán)牙也將全面滲透，至2023年，全球道路上行駛的汽車中將有半數(shù)以上搭載藍(lán)牙。另外，隨著藍(lán)牙在智能手機(jī)中的滲透率達(dá)到100%和藍(lán)牙導(dǎo)向功能的加入，未來(lái)將有越來(lái)越多的汽車制造商采用手機(jī)來(lái)取代目前的汽車鑰匙。預(yù)計(jì)2023年，密鑰卡、傳感器和其他車載應(yīng)用等其他用例將占藍(lán)牙汽車全部出貨量的24%。

藍(lán)牙芯片廠商的經(jīng)營(yíng)模式分為IDM模式和Fabless模式。其中90%以上的藍(lán)牙芯片廠商的經(jīng)營(yíng)模式為Fabless模式。高端藍(lán)牙芯片產(chǎn)品由歐美藍(lán)牙芯片大廠壟斷，代表性企業(yè)包括Nordic、Dialog、TI、ST、Cypress、Silicon Lab等，該類企業(yè)技術(shù)及資源實(shí)力雄厚，且具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，在全球低功耗藍(lán)牙芯片市場(chǎng)份額占據(jù)較高的市場(chǎng)份額，企業(yè)平均毛利率在45%以上。中國(guó)藍(lán)牙芯片行業(yè)參與者多集中在低端藍(lán)牙芯片市場(chǎng)，包括海外廠商、傳統(tǒng)集成電路企業(yè)、初創(chuàng)企業(yè)，代表性企業(yè)包括泰凌微、匯頂科技、桃芯科技、紫光展銳等。

（4）WiFi芯片

萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量飛速增長(zhǎng)，短距無(wú)線網(wǎng)絡(luò)也同樣得到飛速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全球WIFI芯片市場(chǎng)規(guī)模為44億顆，同比上漲4.76%，年均復(fù)合增長(zhǎng)速度為6.92，還處于穩(wěn)定增長(zhǎng)階段。

當(dāng)前在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，主要還是以Wi-Fi5產(chǎn)品為主。隨著Wi-Fi6技術(shù)和應(yīng)用的不斷完善，2020年后，Wi-Fi6的滲透率在快速地提升。根據(jù) Gartner預(yù)估，Wi-Fi6到2023年的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到52億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為114%，中國(guó)聯(lián)通預(yù)計(jì)到2025年Wi-Fi6產(chǎn)品的滲透率將達(dá)到90%以上，市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到220億美元。

目前，在Wi-Fi的市場(chǎng)領(lǐng)域，主要還是國(guó)際產(chǎn)商占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位，國(guó)內(nèi)公司主要是華為海思進(jìn)入市場(chǎng)的前列。

WIFI芯片主要參與者

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（5）GNSS導(dǎo)航芯片

國(guó)家不斷出臺(tái)相關(guān)政策引導(dǎo)北斗導(dǎo)航應(yīng)用的發(fā)展，2022年，工信部出臺(tái)《關(guān)于大眾消費(fèi)領(lǐng)域北斗推廣應(yīng)用的若干意見(jiàn)》，指出要培育北斗大眾消費(fèi)新應(yīng)用，重點(diǎn)突破系列關(guān)鍵技術(shù)，加快推進(jìn)高精度、低功耗、低成本、小型化的北斗芯片及關(guān)鍵元器件研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，形成北斗與5G、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)融合的系統(tǒng)解決方案。預(yù)計(jì)從2021年到2031的十年間，全球GNSS接收機(jī)的年出貨量將持續(xù)增長(zhǎng)，從2021年的18億臺(tái)套增長(zhǎng)至2031年的25億臺(tái)套，其中亞太地區(qū)仍將是最大市場(chǎng)。（資料來(lái)源：《EO and GNSS Market Report（“地球觀測(cè)”和“全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”的市場(chǎng)報(bào)告）》）

國(guó)外導(dǎo)航芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早，技術(shù)積累深厚，已發(fā)展成為較為穩(wěn)定和成熟的產(chǎn)業(yè)。美國(guó)GPS系統(tǒng)起步較早，博通、高通、德州儀器、SiRF等美國(guó)公司積累了大量技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，市場(chǎng)占有率較高，如SiRF公司的GPS芯片產(chǎn)量占全球GPS芯片出貨量的70%、博通的導(dǎo)航元器件銷售額位列世界前三。與此同時(shí)，歐洲在導(dǎo)航芯片領(lǐng)域也有較強(qiáng)的實(shí)力，U-blox占據(jù)歐洲高端GNSS芯片大部分市場(chǎng)份額。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)共有包括華大北斗、北斗星通、華為海思、紫光展銳、千尋在內(nèi)的40余家企業(yè)從事GNSS芯片的研發(fā)，國(guó)內(nèi)主要GNSS導(dǎo)航芯片廠商基于傳統(tǒng)導(dǎo)航芯片領(lǐng)域不斷向汽車領(lǐng)域滲透。

（6）UWB芯片

根據(jù)ABI research的數(shù)據(jù)，全球出貨的所有UWB設(shè)備總數(shù)將從2019年的1.09億臺(tái)增長(zhǎng)到2025年的10億臺(tái)以上。到2025年，全球總共將有36億臺(tái)UWB設(shè)備出貨。

目前，整個(gè)UWB產(chǎn)業(yè)鏈處于發(fā)展早期階段，從當(dāng)前的UWB芯片競(jìng)爭(zhēng)格局看，美國(guó)射頻巨頭Qorvo旗下的Decawave占據(jù)了95%以上的市場(chǎng)份額，蘋果、恩智浦也開(kāi)始涉足UWB芯片領(lǐng)域，在汽車領(lǐng)域得到快速應(yīng)用。國(guó)內(nèi)如紐瑞芯科技、長(zhǎng)沙馳芯半導(dǎo)體、精位科技均推出了商用UWB芯片，但目前主要針對(duì)消費(fèi)電子領(lǐng)域應(yīng)用，在汽車電子領(lǐng)域應(yīng)用較少。

4. 國(guó)產(chǎn)通信類芯片發(fā)展情況

（1）移動(dòng)蜂窩芯片和V2X直連通信芯片

國(guó)內(nèi)蜂窩通信技術(shù)以及芯片能力技術(shù)儲(chǔ)備較充分，在國(guó)際上位居前列。汽車領(lǐng)域的蜂窩通信集成SoC市場(chǎng)呈開(kāi)放競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，典型的汽車蜂窩聯(lián)網(wǎng)芯片平臺(tái)包括高通推出的驍龍4G汽車平臺(tái)和5G汽車平臺(tái)，海思巴龍和麒麟設(shè)計(jì)能力追平國(guó)際水平，短期受限于生產(chǎn)制造影響國(guó)內(nèi)供應(yīng)，長(zhǎng)期看風(fēng)險(xiǎn)可控，同時(shí)，紫光展銳也在積極規(guī)劃研發(fā)與高通對(duì)標(biāo)的汽車芯片。

無(wú)論是高通還是國(guó)內(nèi)自主移動(dòng)蜂窩芯片，均已經(jīng)被多個(gè)國(guó)際汽車廠商采用，相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)商用。國(guó)內(nèi)移動(dòng)蜂窩芯片在設(shè)計(jì)上存在較強(qiáng)的應(yīng)用潛力，但從長(zhǎng)期發(fā)展來(lái)看，受限于當(dāng)前國(guó)際形勢(shì)以及全球半導(dǎo)體產(chǎn)能短缺影響，需要解決制造方面的問(wèn)題。

在V2X直連通信芯片方面，目前國(guó)內(nèi)均采用與移動(dòng)蜂窩芯片集成的方式，國(guó)內(nèi)華為、大唐已經(jīng)推出量產(chǎn)的LTE-V2X直連通信芯片，處于國(guó)際前沿水平。

（2）藍(lán)牙芯片

中國(guó)藍(lán)牙芯片行業(yè)參與者多集中在低端藍(lán)牙芯片市場(chǎng)，利潤(rùn)空間較小，中國(guó)本土低端藍(lán)牙芯片供應(yīng)商通過(guò)購(gòu)買CEVA協(xié)議棧，或采用CEVA成熟IP，針對(duì)國(guó)際大廠產(chǎn)品做兼容，協(xié)議棧的兼容性以及應(yīng)用層的經(jīng)驗(yàn)不多。為打破高端藍(lán)牙芯片市場(chǎng)壟斷局面，部分中國(guó)本土藍(lán)牙芯片廠商積極布局高端藍(lán)牙芯片市場(chǎng)，以桃芯科技、恒玄科技、珠海炬芯和紫光展銳為代表的中國(guó)本土企業(yè)有望打破中國(guó)高端藍(lán)牙芯片市場(chǎng)被歐美廠商壟斷局面。

（3）Wi-Fi芯片

目前，Wi-Fi芯片的競(jìng)爭(zhēng)很激烈，很多本土設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)Wi-Fi芯片的企業(yè)成立時(shí)間短，更多的選擇從消費(fèi)類或工業(yè)IoT市場(chǎng)出發(fā)，能提供車規(guī)類Wi-Fi芯片的比較少，是***要解決的主要領(lǐng)域之一。

車用Wi-Fi芯片更多應(yīng)用于車內(nèi)熱點(diǎn)AP，手機(jī)連接投屏，軟件升級(jí)等座艙的功能應(yīng)用，工作環(huán)境相對(duì)寬松，車企及零部件企業(yè)可考慮評(píng)估工業(yè)類的芯片，在零部件組件上增加防護(hù)措施，進(jìn)而考慮選擇工業(yè)類的Wi-Fi芯片。

以下是部分國(guó)內(nèi)Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)芯片企業(yè)及產(chǎn)品。

部分國(guó)內(nèi)Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)芯片企業(yè)及產(chǎn)品

※資料來(lái)源：公開(kāi)資料、編寫單位提供

（4）GNSS導(dǎo)航芯片

國(guó)際主流芯片廠商發(fā)展較早，利用相對(duì)優(yōu)勢(shì)打開(kāi)雙模芯片市場(chǎng)。***廠商在早期面臨人才不足、核心技術(shù)被高通、博通等公司壟斷的困境。

經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，華大北斗、北斗星通、華為海思、紫光展銳等國(guó)內(nèi)企業(yè)逐步突破技術(shù)瓶頸后來(lái)居上，芯片和解決方案能力已經(jīng)在全球范圍嶄露頭角總體性能達(dá)到甚至優(yōu)于國(guó)際同類產(chǎn)品，全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)應(yīng)用，從產(chǎn)業(yè)鏈源頭支撐中國(guó)北斗GNSS系統(tǒng)建設(shè)。當(dāng)前，北斗導(dǎo)航芯片全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)，模塊累計(jì)銷量已突破8000萬(wàn)片，高精度板卡和天線銷量已占據(jù)國(guó)內(nèi)30%和90%的市場(chǎng)份額，并輸出到100余個(gè)國(guó)家和地區(qū)，在“一帶一路”沿線國(guó)家開(kāi)拓市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)華大北斗主要從事導(dǎo)航定位芯片、衛(wèi)星定位、定位算法的研發(fā)工作，主要面向汽車互聯(lián)和智能終端等領(lǐng)域，目前華大北斗的GNSS芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)的定位精度。紫光展銳推出了高性能、高集成度、全國(guó)產(chǎn)自研的雙頻衛(wèi)星定位導(dǎo)航授時(shí)芯片，支持GPS/北斗/GLONASS/Galileo等全球主流導(dǎo)航系統(tǒng)，具有小尺寸、低功耗、抗干擾等特性，且支持車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。此外，北斗星通、武漢夢(mèng)芯科技等均推出了基于國(guó)內(nèi)北斗定位系統(tǒng)的GNSS導(dǎo)航芯片，我國(guó)在GNSS導(dǎo)航芯片上已基本實(shí)現(xiàn)自主可控，全球競(jìng)爭(zhēng)力加速提升。

國(guó)產(chǎn)GNSS芯片概覽

※資料來(lái)源：公開(kāi)資料、編寫單位提供

（5）UWB芯片

在汽車UWB芯片上，車規(guī)級(jí)UWB芯片關(guān)鍵技術(shù)基本被國(guó)外壟斷，國(guó)內(nèi)廠商目前大部分采用恩智浦通信協(xié)議轉(zhuǎn)用的方式，未來(lái)需要重點(diǎn)突破。

無(wú)線通信芯片需要通過(guò)的車規(guī)AEC-Q100認(rèn)證

對(duì)于車載通信芯片，通常需要符合AEC-Q100的相關(guān)認(rèn)證要求。這意味著在設(shè)計(jì)和制造這些芯片時(shí)，遵循了AEC-Q100的測(cè)試方法和指南，能夠確保產(chǎn)品在汽車環(huán)境中的穩(wěn)定運(yùn)行，滿足可靠性和耐久性的要求。

此外，值得注意的是，AEC-Q100認(rèn)證并非僅適用于射頻芯片，它還涵蓋了汽車電子系統(tǒng)中的其他元器件。因此，車輛制造商在選擇車載通信芯片時(shí)，通常會(huì)優(yōu)先考慮符合AEC-Q100認(rèn)證的產(chǎn)品，以確保整個(gè)汽車電子系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。

車規(guī)認(rèn)證之AEC-Q100

汽車電子委員會(huì)(AEC- Automotive Electronics Council)由克萊斯勒(Chrysler) 、福特(Ford) 和通用汽車公司(General Motors)成立，旨在制定電氣元件的通用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。第一版AEC標(biāo)準(zhǔn)是1994年推出的，100針對(duì)集成電路，101針對(duì)分離元件，102針對(duì)光電元件，104針對(duì)MCM模塊，200針對(duì)被動(dòng)元件。

AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)地位

AEC-Q100作為目前應(yīng)用最為廣泛和基本的車規(guī)級(jí)，它近乎強(qiáng)制，而功能安全并非強(qiáng)制，僅為建議性。

AEC-Q100 環(huán)境運(yùn)行溫度范圍標(biāo)準(zhǔn)

溫度范圍是AEC-Q100核心標(biāo)準(zhǔn)之一。

AEC-Q100 關(guān)鍵測(cè)試類別包括：

1） AcceleratedEnvironment Stress （加速環(huán)境壓力）

2） Accelerate LifetimeSimulation （加速壽命仿真）

3） Packaging/Assembly （封裝/組裝）

4） Die Fabrication （芯片制程）

5） ElectricalVerification （電氣驗(yàn)證）

6） Defect Screening （不良品篩選）

7） Cavity PackageIntegrity （腔體封裝完整性）

華碧實(shí)驗(yàn)室AEC-Q100測(cè)試流程及說(shuō)明

AEC-Q100認(rèn)證流程

AEC-Q100環(huán)境壓力測(cè)試

AEC-Q100 加速壽命模擬測(cè)試

AEC-Q100封裝完整性測(cè)試

華碧實(shí)驗(yàn)室是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的集檢測(cè)、鑒定、認(rèn)證和研發(fā)為一體的第三方檢測(cè)與分析的新型綜合實(shí)驗(yàn)室，擁有豐富的車規(guī)級(jí)電子認(rèn)證經(jīng)驗(yàn)，已成功幫助300多家企業(yè)順利通過(guò)AEC-Q系列認(rèn)證，通過(guò)AEC-Q100對(duì)每一個(gè)芯片個(gè)案進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量與可靠度確認(rèn)。