“电源管理+信号链”双核驱动,美芯晟车规芯片落地提速

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在汽车电动化、智能化驱动下,国内各大汽车企业紧抓发展新机遇的同时,也在加快供应链的国产化进程,其中,特斯拉中国及比亚迪汽车的国产化率已分别达到95%、90%,不过在以车规级芯片为代表的核心器件领域,国内市场仍高度依赖国际供应商。

面对庞大的市场需求,国内半导体产业链企业已在积极布局车规级市场,其中美芯晟科技(北京)股份有限公司(以下简称“美芯晟”)在“电源管理+信号链”双核驱动下,快速挺进汽车电子领域,正构建车载无线充电、CAN SBC/CAN transceiver总线接口,以及雨量/光亮度传感器等产品矩阵,成为汽车电子国产替代的又一生力军。

汽车半导体千亿级市场放量,国内亟需构建安全供应链

根据中汽协数据,2022年我国汽车产销量分别为2702.1万辆、2686.4万辆,分别同比增长3.4%、2.1%,连续14年稳居全球第一,其中,该年度新能源汽车产销量分别为705.8万辆、688.7万辆,分别同比增长96.9%、93.4%,连续8年全球第一;预计2023年将提升至约900万辆,继续引领全球。

伴随汽车产销量的持续增长,我国汽车行业对半导体的需求也日益增大。

根据WSTS及SIA数据,2022年全球汽车半导体市场规模达341亿美元,同比增长29.2%;行业预测,预计到2025年,全球汽车半导体市场规模将突破800亿美元。其中针对中国市场,Gartner分析认为,半导体市场规模有望从2021年的超140亿美元提升至2025年的接近220亿美元。

但如此庞大的市场,我国汽车产业至今仍高度依赖国际供应商,本土企业所能支持的比重仍较低。根据行业统计,目前全球前20大汽车半导体供应商清一色为欧、美、日企业,特别是英飞凌、恩智浦、瑞萨、德州仪器、意法半导体5家企业,占据了全球约50%的汽车半导体市场份额,而国内企业市占率仍较低,根据广汽集团党委书记、董事长曾庆洪介绍,至2022年,我国汽车芯片自给率不足10%,国产化率仅为5%。

随着汽车电动化的加速发展,我国汽车芯片的自给风险更为凸显。Gartner数据显示,在新能源汽车领域,轻度混合动力汽车的半导体价值量将从传统燃油车的约370美元/辆提升至475美元/辆,插电式混合动力汽车为740美元/辆,纯电动车型为750美元/辆。另外,在汽车智能化的助推下,还会产生更多的增量器件需求,汽车半导体的单车价值量也有望进一步提升至1500美元/辆。

由于自给率不足,国产化率低,我国汽车芯片供应体系极易受到全球市场波动的影响。2020年初,国际大厂因疫情减产,导致自2020年下半年开始全球出现“车芯慌”,我国汽车行业也同步遭受罕见的汽车芯片缺货涨价危机,部分车规级芯片现货市场价格一度是正常价格的数千倍之高,严重制约了我国汽车产业转型升级进程。截至目前,在消费电子持续去库存的背景下,汽车芯片仍处于供应紧张状态,富昌电子数据显示,截至今年Q1,车规级IGBT、高压Mosfets等产品交期仍高达50周,部分以太网、USB等通信产品甚至需要52周。

单车半导体价值量持续攀升,正促使国内车企加快构建安全的芯片供应链。如何助力我国汽车产业平稳、健康、快速发展,已成为国内半导体产业链企业的新使命。

“电源管理+信号链”双核驱动,中国汽车电子再添实力派设计企业

伴随国家对国内半导体产业支持力度的不断加大,在消费电子甚至是工业领域,本土企业已形成一定竞争实力,部分细分领域甚至处于行业领先水平,不过在车规级领域,由于高寿命、宽温环境适应能力、高稳定性等要求,且需要漫长的验证过程,因此国内具备车规级芯片供应能力的企业并不多。

在自主可控趋势下,部分拥有核心技术的企业开始瞄准汽车市场,特别是从2020年下半年延续至今的汽车芯片短缺潮,加速了本土企业深耕车规级市场,加速国产替代的决心,美芯晟也是其中之一。

资料显示,美芯晟是一家专注于高性能模拟及数模混合芯片研发和销售的集成电路设计企业,核心研发团队拥有深厚的模拟及数模混合集成电路设计、工艺开发经验,在多技术领域核心技术自主可控。

美芯晟起家于电源管理芯片,经过10多年的技术积累,除了掌握高效桥式整流器技术、数字化ASK/FSK解调技术、高精度低压差Power LDO及正/反向电流检测技术、原边检测及恒流控制技术、PWM转模拟调光技术等多领域核心技术外,还建立了自有工艺研发团队,掌握了700V-BCD高压集成工艺和100V-BCD器件工艺,为照明驱动产品的快速迭代和传感器产品的设计研发夯实基础,成为业内极少拥有自主工艺开发平台能力的设计公司。

基于创新性技术形成了5W~100W发射和接收全系列无线充电产品解决方案,提供从市电到锂电池之间全闭环的有线快充+无线充电双路完整的解决方案。值得注意的是,美芯晟多款产品已处于国际领先水平,并成为国内少有的具备同时开发无线充电接收端和发射端全系列功率段产品能力的芯片设计企业和无线充电领域主要供应商。

除了如上领域,美芯晟还在高集成光传感领域取得突破,陆续推出环境光与接近传感器、光学入耳检测传感器、高精度光学表冠传感器等信号链光传感产品,逐步构建起“电源管理+信号链”的技术布局,为其向包括汽车电子在内的全领域发展打下坚实基础。

截至目前,美芯晟在消费级、工业级领域已形成大规模量产能力,技术成熟、经验丰富,面对车规级高要求,美芯晟基于现有成熟产品线进行布局,为提升芯片和方案的稳定性、可靠性和安全性,美芯晟把消费类产品已经成熟的IPs选择车规工艺和车规封装线通过AEC-Q100认证后,应用于汽车电子,如车载无线充电、LED车灯照明、供电单元(如LDO)、雨量/光线感应芯片等。

在将原有技术体系升级到车规体系之时,美芯晟也在针对汽车电子需求持续研发创新,其中CAN Transceiver芯片是用于CAN接口通讯的收发器芯片,内置信号发射和接收链路,支持5Mbps的灵活数据传输速率,满足车载环境下低功耗与高速通讯需求。

同时基于车载供电单元、通信物理层单元、诊断监控单元及部分输入输出接口的通用化需求,美芯晟还开发了系统基础芯片(System Basis Chip, 简称SBC),其中,与理想汽车合作开发的CAN SBC芯片,集成供电、总线收发、诊断监控、唤醒管理等功能,将是国内领先的车规级CAN SBC芯片,开启国产替代。未来,美芯晟将继续加大与品牌车企的合作,持续开发CAN SBC、CAN/LYN发射接收芯片,以及HV DC-DC/HV LDO芯片等车规级产品。

车规级产品矩阵初长成,IPO上市加速量产装车

依托丰富的创新技术以及成熟的量产经验,美芯晟在汽车电子领域的多个研发项目进展迅速,产品已陆续落地,将国产替代真正落到实处。

近期美芯晟官宣无线充电发射端芯片通过AEC-Q100认证并获颁证书,同时该款芯片入选工信部的《国产车规芯片可靠性分级目录》。

据了解,无线充电系列芯片符合最新的WPC Qi规范并支持USB-PD3.2(认证)和UFCS等多种私有快充协议,采用了美芯晟专利的Q值检测技术设计,实现以极低功耗、更加精准地进行异物检测,提高系统可靠性,增加行车安全性。

在车灯照明领域,为解决车载阅读灯、尾灯基于分立元器件恒流方案存在的电流精度低、抗干扰能力弱、无过温保护、无过流保护等痛点,美芯晟的LED车灯照明驱动芯片,仅需外部电阻就可实现稳定的恒流输出,同时具有LED开路、短路保护功能以及报警功能,安全高效、灵活简洁、低成本等应用价值凸显。

在高集成度的汽车接口芯片领域,美芯晟同时解决了SBC芯片信号输出稳定和高集成度的技术壁垒,即将推出的车规级CAN SBC芯片集成了CAN总线接口、系统模式和失效安全功能控制、电源管理等功能,具有高集成度、高可靠性、高速率以及完备的失效安全模式等特性,将领跑汽车系统基础芯片国产替代新赛道。

不仅如此,美芯晟也在同步研发车规级雨量检测、光线感应芯片,其中,光传感器采用自研的光电工艺、镀膜技术和图像算法,不仅能够实现高灵敏度的光强度和色温测量,而且能够实现低功耗接近检测和高精度旋转角度识别等功能,助力国内汽车产业提升环境感知能力以及安全驾驶能力。

为了加速汽车电子领域布局,构建完善的产品矩阵,美芯晟已启动科创板IPO上市,拟募集资金10亿元,分别投向无线充电、信号链、有线快充及LED智能照明等项目,尤其在无线充电将投向车载无线发射芯片及解决方案、汽车雨量/光照传感器、汽车接口芯片/SBC芯片、全系列汽车LED照明芯片等汽车电子领域的项目将加大投入。

随着汽车电子领域产品不断丰富,美芯晟“电源管理+信号链”的双核驱动力,也将在车规级领域展现出来,未来,随着募投项目逐步落地,其在汽车领域的产品力也将更为丰富,行业影响力也将迅速提升,加速汽车芯片自主可控。

责编: 邓文标
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