芯旺微丁晓兵:国产车规芯片的自主创新与突破


芯旺微丁晓兵:国产车规芯片的自主创新与突破

未来5-10年,新能源汽车渗透率将持续提升,半导体产业将从目前的400-500亿扩大到1300亿。

由中国科学技术协会、北京市人民政府、海南省人民政府、科技部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局联合主办的第四届世界新能源汽车大会(WNEVC 2022)于8月26-28日在北京和海南以线上线下的方式举行。其中,北京会场位于北京经济技术开发区艺创国际会展中心。

会议由中国汽车工程学会等单位主办,以“碳中和愿景下的全方位电动化与全球合作”为主题,邀请世界各国政产学研各界代表共同探讨。大会将包括20多场会议、13,000平方米的技术展览和多项同期活动。200多位政府高层领导、海外机构官员、全球商界领袖、院士和行业专家将出席会议并发表演讲。

其中,王新微电子总经理丁晓兵在8月26日举行的技术研讨会上做了精彩的演讲:《汽车仪表芯片技术的突破与产业化发展》。

以下为现场演讲实录:

很荣幸有这个机会和大家分享新网威这些年来做车规芯片的经验。我们成立于2012年,经历了多年车轨芯片的风风雨雨。公司主要做MCU,特点是四高一低(低功耗、高可靠性、高集成度、高一致性、耐高温)。我们的MCU不同于市场上的一般做法。我们创造了一个CPU的智能架构,我们称之为“功夫系统”。从8位、32位、DSP多集成的核心架构,到基于此的混合技术在MCU行业的深耕。近年来,产品主要集中在工业汽车的MCU市场。作为一种通用的MCU架构,它为容忍条件苛刻的市场找到了最终的市场组合。正是由于对这些特殊电气特性的要求,才使其得以成功商业化。现在年出货量应该超过1亿件。

2012年公司产品进入汽车后市场,与现在不同。整个汽车行业还处于电气化的初级阶段。很多车窗还是手摇车窗,很多市场是汽车后市场。2012年,整个芯片行业没有现在这么火。经过三四年的努力,到2015年月出货量达到2万辆,销售市场遍布全国,还有俄罗斯、东南亚、南非的汽车后市场。

2019年,我们发布了全系列的车规产品,基本都是围绕车身控制展开的。到2020年,我们有了量产,基本实现了车身控制上的全覆盖。现在产品用于底盘和电源。

集成电路国家重点税10%,这是对行业的重要支撑。近年来,国家对芯片行业的税率很高,高科技的工业税率为15%,重点企业可以达到。我们认为芯片行业还是有一些高端的生命科学,尤其是工业和汽车行业,比如医疗,其实是一脉相承的。一个产品从设计到量产需要3-5年。现在需要更快,因为现在整车厂的速度更快了。

从核心竞争角度,处理器角度,其实所有IP都是自研的,从8位、32位到核心共享,尤其是8位等。从单片机特性来说,其实很宽,轨迹很宽。虽然这个产品的复杂程度会和其他产品有很大的不同,但是一个复杂的产品在里面涵盖了很多IP。我们的特色IP基本都是自己做的。这种IP基本分为几类,第一处理器核,第二存储器,耐高温存储器。这一次,为什么不能很好的复制呢?其实全球半导体厂商并没有太多耐高温的技术平台,车辆也相对有限。此外,还有模拟IP和数字IP。数字IP看起来平易近人。相对来说,有很多来自DMI等的交流,在消费领域也有。

除此之外,还有质量体系,这是汽车法规体系中不同于消费类的。车规里更多的是第一条符合ISO/TS16949标准,会严格按照流程追溯到包装制造的全过程。另外全球平台,德国大众等等基本都已经在用了。

我们独立于MIPS,ARM,RISC/V架构,最终希望从简单到复杂,从单核到多核开发同一个系统,为用户实现同一套用户的知识产权积累。

32核部分,先看32F核。其功能相当于第一代和第二代计算和MIPS的规模。它的内部规模比较小,功耗比较低,短指令级比较多。32位指令级被16级取代。第二个是DSP,第三个是多核,多核在3-6核之间,这样容量在300-6000,基本覆盖了车的底盘功率,还有新的网关,然后是新的市场。

在MCU层面,质量系统要求QM级别,辅助系统要求通过AI的2022D级别。目前市场覆盖8到32个地方,包括日本瑞萨等等,都是以32个地方为主。从2019年发布32位产品开始,经过不断进化,到后年应该会开发出多核产品,主要在机箱、电源、电池方面。

我们的产品开发以MCU为核心,也覆盖其他产品线。例如,有射频和信号链。信号链产品中MCU占67%左右,AI或驾驶舱占25%,电源和存储占10%以上。我们公司的主要市场集中在MCU和相应的外围外部设备。

目前市场应用主要是车身、汽车照明、BCM驾驶舱和T-box车联网。这个有很多照明,还有一个车载电源和电机。这个主要是有一些温度要求,甚至最高150度。底盘和电源系统-B级..此外,智能驾驶舱和辅助驾驶,更大的是大计算能力。主控MCU为a -D,保证了功能安全。目前市场上采用的就是这种单片机。首先是市场开发的难度,其次是保证系统的安全性。

我们的产品不兼容P2P,很多都有自己的特点。151和141不会与市场兼容,市场上没有这些规格。我们自己有141和151,这些规格很多都是市场上有的,我们自己根据对行业的理解来定义。在客舱座位和人机交互方面有很多应用,比如TAC。在152和153,我们放了很多KF在里面,特别是T-box作为新的网关,是按照市场定义生产的。

另外,我想介绍一下有特色的146和156,这是第一代5V产品。这种产品基本上是用于汽车车身,它有一些特殊的电机或KFD应用,或者市场上的这些产品可以快速匹配。今年发布了一款名为A136的新品,其特点是体积小,最低4 倍;4制造开关标准化产品。

年底我们会发布158,也符合-B的要求,这里最多8个CAN-FD接口,12个LIN接口。现在市场上已经很难见到这种规格的产品了,所以它的应用范围要广一点。从车身到车灯、驾驶舱、仪表、热控、驾驶辅助、关口市场等等。

我们的8位产品在国内市场,客户千差万别,因为很多型号或多或少都有一些应用。但其实也不是很特别,因为一辆车有80多个MCU,有的有1-2个,有的有7-8个。这两年新车里或多或少都有MCU,荣威、红旗、东风、长安、理想、比亚迪等等。

这是一个32位的产品应用,32位的市场会更广,但是它的数量不超过8位,因为8位的小开关到车身底部,更多的到大灯。现在主要用于充电枪、TBOX、AVAS、BCM、BMS、仪表、电熔丝、OBC、ABS、EPB、EPS等核心部件。这里,你可以看看。基本上都是国产车甚至国有或独资车,纯外资车基本都用。世界上最早的应用是现代流行的充电枪。

目前MCU对我们公司的挑战,作为一个新兴品牌,遇到复杂的应用,必然需要和更多的第三方供应商合作。因为汽车行业其实是一个特殊的行业,链条比较长,不仅是产品制造业,服务业也是如此。这有点类似于15-20年前处理器的使用方式。有很多专门做处理器匹配的第三方公司,汽车领域也一样。从测试、软件开发到调试,尤其是软件开发平台,我们现在都在和其他软件平台合作。AutoSar基本和MK2是连在一起的,MK2是我们自己研发的。MK2成本很高,包括软件都是收费的,以后会选择性开发。

现在回想一下,为什么选择ChipON对企业来说面临很多挑战,比如在一个新的行业站稳脚跟,或者在行业内赚快钱。技术上,我们做我们愿意做的事情,从处理器核心,从我们的利益出发,但是利益不能当饭吃,所以当我们找到适合自己的市场,就是供应和市场的市场,CPU慢慢迭代进来。另外,平心而论,IP的自研给我们带来了巨大的收益。国内有很多完整的IP代码,用户需要自己搭建,这是有好处的。只要能保证制作,IP都可以自己解决,包括Flash IP。我们有一个团队来解决它。还有一个是在车规行业,包括MCU特性,有点像仿真,最后是大的产品矩阵。如果单靠一两款产品或者四五款产品都无法覆盖市场,为什么车企会把我们当成合作伙伴,在什么条件下成为车企的合作伙伴?我觉得除了质量,还需要有产品矩阵,所有产品都要齐全。尤其是跨国公司,其积累的产品矩阵可能达到几百到几千万个型号。更多的国内公司正面临这一挑战,并将在未来两三年内扩大产品矩阵。如果你手里有两三百种产品,就可以做出一个很好的产品矩阵,那么你在竞争的过程中就面临着更多的形成自己的产品矩阵的挑战。

另外,技术服务能力,我们有10%左右的人从事技术支持。对于车厂和Tier 1来说,现在的服务速度要求更高,尤其是去年和今年。和去年的项目相比,很快了。经过2-3个月的一系列认证,可以快速开发上车,给客服提供了很大的挑战。如何快速跟上Tier1或车厂的步伐?我感受最深的是,车辆段依然灯火通明,大量人员在加班加点。这几年市场迭代速度会越来越快,外部因素的不确定性会越来越多,要求我们自身的反应速度越来越快,所以技术服务能力要求设备更加齐全。

另外,在合作过程中,商业政策要稳定,目标要更长远。要形成稳定的战略规划,快钱才能赚快钱,长线才能赚长线。希望不要以赚短期的钱为中心,把目标放得更远,形成更深层次的战略合作和值得信赖的合作关系。这是中国汽车产业,尤其是新兴的汽车半导体产业面临的挑战。去年价格涨的那么厉害,我也呼吁汽车产业链不要只是芯片设计公司,封装厂和测试厂要稳定。在这个过程中,可以稍微增加成本,但毛利不要增加太多。

整个汽车产业链更多的是处于发展或萌芽阶段。未来5-10年,新能源汽车渗透率将持续提升,半导体产业将从目前的400-500亿扩大到1300亿。希望你们在这个过程中成为探索者、创新者,并最终突破。

这就是我要说的。谢谢你。

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲者审阅)

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