车规级芯片,越贵越香?



自通用汽车在1977年首次在汽车上搭载电子控制单元(ECU),实现了速度、油箱、里程和发动机等信息的显示。


二十多年后的今天,汽车开始进入电控时代,车规级芯片在汽车中的重要性不断提高,一辆车不仅可以更快地完成从始发地到目的地的驾驶,还具有娱乐、导航等辅助功能。


据报道,如今一辆燃油车至少安装40种约500颗芯片,电动汽车则需至少安装110种约1500颗芯片,高端车型甚至需安装150种以上,芯片总数达到3000+。


据业内预计,到2030年,芯片成本将会占高端汽车BOM成本的20%以上。


占造车成本20%意味着什么?


要知道,燃油车发动机仅占汽车整车制造成本的10%。


这已经完全颠覆我们对传统汽车的固有认知——四把椅子+四个轮子+发动机。


在业内看来,当汽车进入电控时代以及向电气化转型,汽车与芯片就已经密不可分。



车规级元器件为什么会这么贵?


众所周知,市面上只要提到车规级电子产品,价格普遍比较贵。


车规级的字面理解,就是主要被用于汽车产品和其他工业产品有交叉的相关零配件,比如电池、芯片、模组等,它们需要满足汽车的使用标准。


分两个部分:


AEC-Q系列认证,是公认的车规元器件的通用测试标准。


也是IC设计企业想要进入汽车电子领域,进入汽车电子零部件供应链必须获得的认证之一。


以AEC-Q100为例,只有就有7大类别共41项测试。


当然,根据DUT,至少有28项实验是必须要做的,否则不能自命不凡,声称自身产品通过了AEC-Q100认证。


测试的门槛,所有的项目加起来需要大量样品,一项实验就需要近2500颗左右,并且这2500颗的料分别属于不同批次。


要想完成全部41项测试,光样品就需要至少能量产10万枚的能力,车规级的烧钱能力由此可见一斑。参见《国产芯片怎么做车规认证?》


这也导致了AEC-Q系列认证技术难度较大,需要公司投入一定的人力物力和时间进行测试,同时越复杂的产品所需的时间越久、费用越高;另一方面,下游汽车电子客户对于产品稳定性和产品品牌要求较高,新进入企业即使通过AEC-Q系列认证仍然需要经过下游汽车电子生产企业长时间的测试和认证。


此外,还要符合零失效的供应链质量管理标准IATF 16949规范。


遵循的规范,就是国际标准化组织(ISO)在2011年制定的ISO 26262,主要用于功能安全件,比如ADAS相关的传感器和系统。



为了获得这一套准入标准,其实更花时间。


比如,2020年2月份的时候,国际标准认证机构TüVNORD北德才正式向百度Apollo颁发了IATF16949:2016质量管理体系认证符合性证书。



当然,IATF16949规范只适用于汽车整车厂和其直接的零备件制造商,而对于大多数Fabless的设计公司来说,AEC-Q系列认证这张门票便足以进入汽车领域。



车规级是否更高级?


按理说,有了双重高要求,车规级应该是配置更强,比如运算速率更快,服务内容更丰富这些。


然而,实际情况或许会很不一样,车规级的芯片使用起来,情绪一点来说,真的是谁用谁火大。


比如近年市面上最强大的车机娱乐系统芯片基本对齐高通骁龙820A的水准,体验上,也就相当于2016年的小米5s。


原因还是「车规级」的技术倾向不同。


车用电子测试最看重安全性、稳定性。比如「车规级」元器件对工作温度要求较高,比如乘客舱内测试范围为-40℃~85℃,而民用元器件则是在0℃~70℃。


拿某平板电脑和车载显示屏高温测试来说,平板电脑要求高温温度60℃,处理时间24h。



而某车载显示屏的高温测试要求是高温温度85℃,处理时间96h。


其他环境要求,诸如湿度、粉尘、发霉、水、EMC以及有害气体侵蚀等,也都往往高于消费电子产品的要求。


除了这些外,对很多车规级元器件来说,振动和冲击的要求会比消费电子产品高很多。


比如最常见的电子驻车制动卡钳,其所处的恶劣工作环境,很多消费电子产品很少遇到。




车规级芯片都用到哪去了?


由于当前技术工艺限制的影响,并不是每种需要用在汽车上的电子元件都可以达到所谓的车规要求。



之前,日本名古屋大学教授山本真义在拆解宏光MINI EV后发现:


在一些零部件方面,宏光MINI EV并没有采用车规级产品,而是采用了普通商用产品。


像充电器、逆变器、芯片、轴承这些,相对来说使用寿命会短一些,但由于相对便宜,且更换很方便,总体影响并不大。

由此,我们发现,关系到整车安全的功能芯片,上车规级。这是五菱神车对比起老头乐,是一台车的原因所在。


车规级的芯片从研发到量产至少2-3年,车规级芯片滞后于消费类产品带给我们的体验,这一现象5-10年内,会长期存在。


但正如我们在《中国智能汽车正复制手机崛起之路》所说,国内车规级产品已从“中国制造”向“中国智造”华丽升级,甚至起点也比当年的中兴酷联要高。


可以预见,迅速的研发、销售、迭代、数据反馈、软固件再迭代的闭环,以及消费者对车规级软硬件的更高期待,将让让海外品牌在抢夺国内车规级市场份额的道路上难上加难。

本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
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