汽車電子產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷一輪深刻變革，未來汽車將向安全、互聯(lián)、智能、節(jié)能的方向發(fā)展，高級(jí)汽車駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、無人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)(V2X)、新能源汽車等新產(chǎn)品和新功能層出不窮，算法芯片、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、新型MEMS傳感器等技術(shù)飛速發(fā)展，而這也為半導(dǎo)體企業(yè)帶來四大發(fā)展機(jī)遇。
機(jī)遇一：智能化推動(dòng)汽車中半導(dǎo)體的搭載數(shù)量和性能提升
汽車智能化趨勢使得汽車電子半導(dǎo)體市場的增長不再依賴于汽車產(chǎn)量的增加，而是車載半導(dǎo)體數(shù)量的增加。
ADAS系統(tǒng)需要大量CMOS傳感器、MEMS傳感器、各種原理的探測雷達(dá)來感知周圍環(huán)境，如識(shí)別交通標(biāo)志、甄別障礙物類型、測量障礙物與車身距離、計(jì)算相對(duì)移動(dòng)速度等。
目前，主流ADAS系統(tǒng)解決方案包括CMOS傳感器、微波雷達(dá)和核心計(jì)算芯片。特斯拉汽車裝配的全自動(dòng)駕駛Autopilot 2.0系統(tǒng)包括8個(gè)攝像頭、12個(gè)超聲波雷達(dá)及一個(gè)前向探測雷達(dá)。
預(yù)計(jì)處于一輛完全無人駕駛階段的汽車中，半導(dǎo)體成本將超過1000美元，而當(dāng)前每輛車中的半導(dǎo)體成本只有約350美元。
機(jī)遇二：新能源汽車對(duì)功率器件需求旺盛
新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的電氣化使得功率器件使用量大幅增加。新能源汽車動(dòng)力產(chǎn)生和傳輸過程與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)有較大差異，需要頻繁進(jìn)行電壓變換和直流/交流轉(zhuǎn)換。加之純電動(dòng)汽車對(duì)續(xù)航里程的高要求，電能管理需要更加精細(xì)化。實(shí)現(xiàn)以上功能需要大量的逆變器、變壓器、變流器，對(duì)IGBT、MOSFET 、二極管等功率器件的需求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車。
根據(jù)Strategy Analytics的數(shù)據(jù)，純電動(dòng)汽車的半導(dǎo)體成本達(dá)到704美元，相對(duì)于傳統(tǒng)汽車的350美元增加了一倍，其中功率器件成本為387美元，占比達(dá)到55%。純電動(dòng)汽車相比傳統(tǒng)汽車新增的半導(dǎo)體成本中，功率器件成本約為269美元，占新增成本的76%。
機(jī)遇三：汽車智能化帶來海量信息存儲(chǔ)需求
未來汽車將不僅是交通工具，更是信息匯總、計(jì)算和傳遞的中心，這對(duì)信息存儲(chǔ)提出了更高要求。
一是車載信息娛樂系統(tǒng)(IVI)存儲(chǔ)需求不斷提高。IVI系統(tǒng)的顯示器尺寸越來越大、分辨率越來越高，承載的信息也更加復(fù)雜和豐富，對(duì)存儲(chǔ)空間和速度提出更高要求。存儲(chǔ)器產(chǎn)品一般是在消費(fèi)電子應(yīng)用成熟之后才向汽車領(lǐng)域推廣。近年來汽車內(nèi)存更新?lián)Q代頻率顯著提高。普通汽車上使用的DDR2內(nèi)存從消費(fèi)電子到汽車系統(tǒng)的推廣經(jīng)歷了5年時(shí)間，而LPDDR4內(nèi)存在2015年剛在手機(jī)上使用，2016年已開始進(jìn)行汽車產(chǎn)品驗(yàn)證，預(yù)計(jì)2017年即可進(jìn)入市場。
二是ADAS系統(tǒng)存儲(chǔ)需求不斷提高。ADAS系統(tǒng)需要大存儲(chǔ)空間和高存儲(chǔ)速度支撐系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力。尤其是圖像傳感器的數(shù)量和分辨率不斷提升，產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。汽車存儲(chǔ)芯片龍頭企業(yè)美國美光公司已推出可用于ADAS系統(tǒng)的240GB車載固態(tài)硬盤。
機(jī)遇四：汽車電子成為半導(dǎo)體新技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力
汽車電子領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品可靠性和壽命的極高要求使得只有成熟的半導(dǎo)體技術(shù)才會(huì)在汽車領(lǐng)域推廣，新興技術(shù)很少首先使用在汽車領(lǐng)域。近年來，汽車逐漸成為電子信息系統(tǒng)的新興載體，推動(dòng)新興車用半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展。
一是汽車電子驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)向固態(tài)化發(fā)展。目前主流激光雷達(dá)為機(jī)械結(jié)構(gòu)，價(jià)格非常昂貴，早先應(yīng)用于遙感、軍事、測繪等領(lǐng)域。固態(tài)激光雷達(dá)使用MEMS反射鏡替代機(jī)械結(jié)構(gòu)控制激光束的發(fā)射角度和方向，成本大大降低，具備進(jìn)入民用汽車領(lǐng)域的價(jià)格優(yōu)勢。
二是汽車電子驅(qū)動(dòng)毫米波雷達(dá)向低成本CMOS工藝發(fā)展。毫米波雷達(dá)早先應(yīng)用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、近程雷達(dá)、火控雷達(dá)等軍用領(lǐng)域。無人駕駛和ADAS的應(yīng)用需求推動(dòng)汽車上裝備毫米波雷達(dá)來提升汽車輔助駕駛性能，并促進(jìn)毫米波雷達(dá)技術(shù)的不斷進(jìn)步，成本不斷降低。毫米波雷達(dá)芯片主要基于SiGe工藝，未來成本更低的CMOS工藝將成為技術(shù)主流。
三是新能源汽車推動(dòng)新型SiC功率器件應(yīng)用。新能源汽車是SiC功率器件的優(yōu)勢應(yīng)用領(lǐng)域。SiC功率器件相比于傳統(tǒng)Si基器件具有耐高溫、耐高電壓、可高速開關(guān)、開關(guān)損耗和導(dǎo)通電阻更低等特性，使得功率系統(tǒng)體積更小且能耗更低。然而SiC技術(shù)尚沒有Si技術(shù)成熟，價(jià)格非常高，市場占有率還很低。未來新能源汽車對(duì)電能精細(xì)管理的需求將驅(qū)動(dòng)SiC器件技術(shù)快速進(jìn)步。
(作者朱邵歆博士、工程師，供職于中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院、工業(yè)和信息化部賽迪智庫集成電路研究所)