智駕網(wǎng) 2024-05-27 10:45
英飛凌:碳化硅時代,汽車MCU仍大有可為
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這場開在充滿藝術氣息客堂里的交流會,藏著汽車半導體的盛宴。

2018年,特斯拉的Model 3成為全球第一款搭載全碳化硅(SiC)功率模塊逆變器的車型。


得益于SiC具備高溫操作和低損耗等特性,可以縮小用于冷卻的散熱片,擴大內部空間——Model 3的車身比Model S減小了20%。


這只是第三代半導體“上車”的故事起點。


敏感的市場意識到,這個發(fā)展多年卻不溫不火的半導體材料,終于以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導體材料,在新能源汽車時代迎來新一輪爆發(fā)。


只是,外界有所不知:英飛凌已經(jīng)站在第三代半導體的春天里,恭候多時了。


早在2012年,英飛凌即宣布交付了第1億顆TriCore MCU,總計被五十多個汽車品牌選用,這意味著幾乎每兩輛車中就有一輛采用TriCore MCU。2022年,TriCore MCU出貨量已超過10億。


5月22日,英飛凌在北京摩卡藝術中心舉辦了“2024英飛凌媒體日”活動。


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多位英飛凌高管現(xiàn)身于此次媒體溝通日,對英飛凌各業(yè)務板塊展開了思考和解答——


英飛凌科技全球高級副總裁及大中華區(qū)總裁、英飛凌科技消費、計算與通訊業(yè)務大中華區(qū)負責人潘大偉、英飛凌科技高級副總裁、汽車業(yè)務大中華區(qū)負責人曹彥飛、英飛凌科技高級副總裁、工業(yè)與基礎設施業(yè)務大中華區(qū)負責人于代輝和英飛凌科技高級副總裁、英飛凌無錫總經(jīng)理范永新,圍繞低碳化和數(shù)字化長期發(fā)展趨勢,分享了英飛凌在過去一年的整體業(yè)務發(fā)展、第三代半導體領域重點布局情況。


潘大偉認為,未來十年是低碳化、數(shù)字化“雙輪驅動”發(fā)展的時代。


目前,英飛凌有三個主要領域的增長飛輪,分別聚焦在出行、能源和物聯(lián)網(wǎng)。


財報顯示,英飛凌在2023財年營收高達163.09億歐元,其中,汽車電子事業(yè)部實現(xiàn)51%的營收、電源與傳感器。


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系統(tǒng)事業(yè)部實現(xiàn)23%的營收、安全互聯(lián)系統(tǒng)和零碳工業(yè)功率事業(yè)部各占13%的營收。


英飛凌是全球功率系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)領域的半導體當之無愧的引領者,一是體現(xiàn)在功率系統(tǒng)、二是體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)。


而之所以能在功率半導體方面連續(xù)多年穩(wěn)居全球第一的核心原因,在于其產品組合覆蓋了所有的關鍵材料和技術、包括硅、碳化硅以及氮化鎵。


這場開在充滿藝術氣息客堂里的交流會,藏著汽車半導體未來的盛宴。


“從MCU到SOC,MCU到底會不會在汽車上消失?”


這是隨著汽車電子電氣架構高度集成化之后,業(yè)內對MCU何去何從最關心的問題。  


但根據(jù)TechInsights發(fā)布的數(shù)據(jù),在2023年汽車半導體市場上,英飛凌以13.7%的市場份額穩(wěn)居全球第一。


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值得一提的是,這也是英飛凌在2023年首次拿下全球汽車市場MCU市場份額第一。


尤其在汽車微控制器領域,2023年英飛凌汽車MCU銷售額較上年增長近44%,占全球市場的28.5%。


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從英飛凌市場規(guī)模來看,MCU用量仍在不斷增加,在域控制的架構下,MCU發(fā)揮的作用一時半會還不會交給單顆SoC來實現(xiàn)。


對MCU需求和增長的問題又可以分為幾個維度來回答。


曹彥飛表示:“新能源車相比傳統(tǒng)的燃油車或傳統(tǒng)意義上的汽車而言,在半導體含量上是大幅度增加的,甚至很多是成倍地增加。有相關的數(shù)據(jù)顯示,在所謂的電氣化領域,尤其是動力總成,以及在智能化以及自動駕駛領域,從現(xiàn)在的L2,到L2+,到將來的高階自動駕駛,乃至網(wǎng)聯(lián)化和自動化,再加上各種舒適的電子化功能所帶來的需求,使得這個半導體含量是非常大幅地增加或者成倍地增加。”


但他也坦然承認:“的確域控的數(shù)量會減少,相對一些低端的或者和控制器集成在一起的小MCU會減少?!?br style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>


但總的來看,整體汽車智能化對半導體含量、傳感器、微控制器的需求都在大幅增加,并且能抵消低端微控制器的減少。所以,在MCU涵蓋的業(yè)務板塊,曹彥飛仍很有信心:“往未來幾年看,在行業(yè)里英飛凌汽車電子業(yè)務板塊大概是兩位數(shù)的年復合增長率,我們還是比較樂觀的?!?br style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>


此信心來源于乘聯(lián)會和中國汽車工業(yè)協(xié)會日前給出的強有力數(shù)據(jù)。


數(shù)據(jù)顯示,2023年,中國汽車產銷量突破3,000萬輛,中國汽車制造業(yè)營業(yè)收入超過10萬億人民幣,中國汽車出口量達到491萬輛,中國新能源乘用車滲透率突破35%,2030年有望超過70%。


如果說,是智能化、電動化、網(wǎng)聯(lián)化浪潮帶動了汽車經(jīng)濟的發(fā)展,那MCU則扮演著撬開汽車高效運行的一把鑰匙。


英飛凌再次強調了其明星產品AURIX產品取得的成功:目前,AURIX在全球市場的交付數(shù)量已經(jīng)達到約10億件,使用AURIX的汽車品牌數(shù)量超過50家,2023財年產品缺陷率小于百萬分之0.15。


其中AURIX 產品服務于中國和全球市場,使用AURIX汽車品牌數(shù)量超過50+。  


據(jù)稱,英飛凌最新的MCU TC4xx系列將在2024年開始量產。其主頻已經(jīng)上到500MHz,相較于Aurix TC3系列新加了許多功能,包括支持2路CAN FD和兩路PCIE的接口,提供兩路5G帶寬以太網(wǎng),以適用多種應用場景。比如用于自動駕駛多域融合控制器,也可以用于電驅多合一系統(tǒng),或者是底盤域控制器,同時制動或轉向系統(tǒng)也是Aurix TC4的應用場景。


所以外界會有很多疑問:“既然主頻都上到1GHz了,英飛凌做不做得到大算力SoC芯片?”


但英飛凌是做MCU出身,更善于的領域是做實時處理。


一位英飛凌內部人士向智駕網(wǎng)回復說:“SoC并不是我們擅長的領域,我們更愿意做SoC旁邊守護安全的角色?!?/p>


對此,曹彥飛也特別提到了AURIX TC4x。因為有著更強的算力,更強的接口等能力,更能適應將來車身的電動架構,包括車身的底盤、支架、座艙等熱門應用上。


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▲英飛凌AURIX發(fā)展歷程:TriCore? 內核架構自從1999年誕生,先后經(jīng)歷了4代單核版本的單片機,AURIX 是基于 TriCore 內核的多核架構單片機


過去近十年里,英飛凌的汽車MCU產品,也在持續(xù)迭代性能。


從TC178x到TC2xx、T4Dx,算力從最早的2 DMIPS/MHz發(fā)展到8000 DMIPS/MHz的水平。MCU方面的性能在不斷提升,也逐步催生出一種主頻、算力要比一般MCU更高的MPU。


MPU一般需要外接RAM和FALSAH,可以運行較大的操作系統(tǒng),支持復雜任務處理。不過MCU和MPU的界限較為模糊,MCU的性能在不斷提高,總體來說對于實時性要求較高的場景會較多使用MCU。


英飛凌在FY24Q1業(yè)績說明會中表示,過去兩年里,客戶下了比實際需要更多的訂單,最大增長驅動因素來自汽車MCU,甚至比碳化硅部分還要大。


就目前而言,碳化硅價格仍舊高昂,在車內成本所占比例幾乎與電池相差不大,這也是為何馬斯克決定拋棄碳化硅的原因。


但也不乏眾多車企主動擁抱碳化硅。


5月初,英飛凌與小米汽車雙方達成了協(xié)議供應多款產品。


公告中稱,英飛凌將為小米SU7提供碳化硅HybridPACKTM Drive G2 CoolSiCTM功率模塊及芯片產品直至2027年。HybridPACK Drive是英飛凌的電動汽車功率模塊系列,自2017年以來累計出貨近850萬顆。


據(jù)官方介紹,第一代(G1)HybridPACK Drive于2017年推出,采用的硅EDT2技術,可在750 V等級中提供100 kW至180 kW的功率范圍。


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碳化硅和氮化鎵這兩種材料是目前應用最為廣泛的第三代半導體,相比主流的硅基材料,碳化硅和氮化鎵擁有高崩潰電壓、高功率、高頻、耐高溫等特性,是推動電動車、5G、衛(wèi)星通訊不可或缺的材料。


在碳化硅方面,根據(jù)市調機構YOLE分析,2021年時市場規(guī)模為10.9億美元,2023年市場規(guī)模為12.8億美元,最主要的應用就是做為電動車的逆變器,取代傳統(tǒng)的硅基產品。


尤其是在800V高壓技術的推動下,碳化硅已經(jīng)被許多電動車公司采用,除了率先應用的特斯拉,比亞迪、小鵬、蔚來等大陸汽車公司都推出采用800V電壓運行的電動車,以實現(xiàn)從零到時速一百能在三秒內達成,同時達成快充、長續(xù)航里程的性能。

2023年的碳化硅市場如一條洶涌的大河。


去年上半年,全球范圍內已經(jīng)有40款搭載碳化硅技術的車型投入量產并開始交付,全球碳化硅車型銷量超過了120萬輛。


而在下半年,800V車型中的碳化硅車型滲透率逐月遞增,從15%一路攀升至45%,全年國內上險的乘用車主驅碳化硅模塊滲透率也達到了約10.7%。 


任何技術的發(fā)展都有一定周期,或者說,技術只是不同時代下的產物。周期無論如何變動,總會伴隨著技術的持續(xù)提升同時,也一定伴隨著成本改善。


新技術落地生根的過程,本身就是粗劣、鋒利和有缺陷的,而價值正在此中誕生。


只不過,面對現(xiàn)實與未來的挑戰(zhàn),英飛凌毅然地選擇繼續(xù)鞏固它在全球汽車半導體市場的領先地位。


半導體周期固然動蕩,但只有更多堅持長期主義的公司存在,才有可能成就整個行業(yè)。

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