 1、我国汽车半导体产业简述新能源、智能网联汽车基础技术提升工程包括突破车规级芯片、车用操作系统、新型电子电气架构、高效高密度驱动电机系统等关键技术和产品。包括基础元器件、关键生产装备、高端实验仪器、开发工具、高性能自动检测设备等基础共性研发技术创新。随着汽车“新四化”技术发展迭代，汽车芯片需求持续增长，据行业协会统计数据显示，我国汽车产量在2500万---3000万辆之间，全球占比30%居世界第一，但芯片的国产化率仅有5%，长期依赖进口。汽车半导体产品包括控制类芯片、驱动芯片、计算芯片等10大类、共计52小类的产品。在汽车行业和集成电路行业，通常将满足汽车使用要求的汽车半导体元器件称为“车规半导体”，车规半导体的基本特征简述如下。 1.1、高可靠性 车规半导体高可靠性主要体现在温度、湿度、振动和电磁干扰等方面，能够满足汽车产品在各种极端恶劣的自然环境下正常使用，综合表现为在车载使用环境下的寿命要求。按照芯片在车辆上安装位置远离热源和靠近热源两种情况划分，车规半导体工作温度适用范围为 -40~125℃和-40~175℃，相对湿度为0~100％,能够承受的振动冲击程度和电磁干扰程度比较高，设计寿命可达15~20年。国际上主要使用AEC-Q100标准进行半导体可靠性测评，其中最严格的Grade 0级工作温度范围-40~150℃ 。 1.2、高安全性 车规半导体的高安全性主要体现在产品设计符合相应的功能安全要求，当半导体系统发生故障后采取措施使系统进入安全可控模式，避免对人身和财产造成伤害，以满足汽车产品使用15年或20Km无失效。国际上主要采用ISO26262标准进行半导体产品和开发流程的功能安全认证，按照使用位置不同，车规级半导体功能安全等级要求为ASIL—B~ASIL—D级，其中ASIL—D为最安全等级，而很大一部分的消费半导体不做明确的功能安全等级要求。 1.3、高稳定性 车规半导体的高稳定性主要体现在产品大规模生产下的一致性，并实现统计意义上的“零缺陷”，国际上通常要求车规级半导体生产线通过IATF16949质量认证和VDA6.3一致认证，并具备完整的产品追溯管理系统。 1.4、其他要求 除自动驾驶系统用大算力半导体，大部分汽车半导体采用40nm及以上工艺制程即可完成生产。 2、汽车半导体产品信息 2.1、控制类芯片汽车控制类芯片类似于人的大脑，主要起运作控制的作用。汽车上控制类芯片主要是MCU（为控制单元；单片机）类芯片和SOC（包含系统的芯片）类芯片。MCU作为汽车电子系统内部运算和处理的核心，遍布悬架、气囊、门控和音响等几十种系统中。 2.2、驱动类芯片驱动力芯片一般起驱动或驱动隔离的作用，就是把输入的入额电控制信号转化成足够强大信号驱动下一级器件，适合于控制器内、外部设备或负载的强电信号，需要安培级的电力，一般是用于驱动逆变器、变频器和电源等功率器件等，可应用于汽车空调、车窗、雨刮器、电动机等设备。 根据驱动类芯片在汽车上的功能级应用，将其分为高低边驱动芯片、桥驱动芯片、预驱动芯片、LED驱动芯片、继电器驱动芯片、显示驱动芯片等。 2,3、计算类芯片 计算类芯片也称逻辑电路，是一种离散信号的传递和处理，以二进制位原理，实现数字信号逻辑运算和操作的电路，他们在汽车、计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面中被大量运用。 目前计算类芯片主要有四种：CPU、GPU、ASIC、FPGA。 CPU是一块超大规模的集成电路，是计算机的运算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU是通用类计算芯片、能适应不同应用场景、包括手机、汽车、工业制造、计算机等。其性能稳定性好、运算能力突出、功耗适中、开发周期相对较短、成本较低。 GPU是图形处理器、是一种专门在个人计算机、工作站、游戏机和一些移动设备(平板计算机、智能手机)上进行图像运算工作的微处理器，拥有很强的浮点运算能力。 ASIC芯片的计算能力和计算效率都直接根据特定的需要进行定制，所以其具有体积小、功耗低、高可靠性、保密性强、计算性能高、计算效率高等优势，缺点是ASIC不同于GPU和FPGA的灵活性、定制化的ASIC一旦制造完成将不能更改，并且设计要求高、初期成本高、开发周期长。ASIC主要应用领域是人工智能。 FPGA指现场可编程门列阵，它是在PAL、GAL、GPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。P81 2.4、存储类芯片 随着汽车智能化、网联化发展，车辆需要存储更多的视频、语音等数据信息，这使得车辆对数据存储空间的需求不断增加，因此汽车产业也逐渐成为存储芯片需要的市场增长领域。 在汽车领域，存储产品在具备较高的运输性能同时，更注重产品品质和可靠性，进入汽车供应链 Tire1、Tire2车厂前要求通过AEC Q100、IATF TS16949认证，存储寿命要求必达到5年或10年，汽车环境往往温差在100度以上，且具有抗震、耐摔等特性。 主要应用在：车载中控、后视镜、导航仪、行车记录仪等，国际主流品牌有镁光、海力士、三星、东芝等厂商，国内的供应商主要有北京君正、兆易创新、长江存储、紫光等。 2.5、通信类芯片 随着汽车智能化发展，汽车电气系统变得日益复杂。传统通信技术已经无法适应现代汽车电子系统发展，新兴通信技术应运而生，以满足车辆数据交互。通用通信类芯片主要有：CAN PHY、CANFD PHY、LIN PHY、ETH PHY、ETH SWTTCH。 这类芯片的国际品牌主要有NXP、TI、Infineon、博通、Microchip等，国内的芯特力，裕太微等。 高速通信类芯片主要有：77GHz射频芯片、蓝牙芯片、Wi—Fi芯片、基带芯片、导航芯片、UWB芯片。 2.6、模拟类器件 模拟类器件包括运算放大器、比较器、单体电池监测芯片、电池计量芯片以及一些模拟开关等。 2.7、功率类器件 功率类器件是电子装置的电能转换与电路控制的核心；主要用途包括变频、整流、变压、功率放大、功率控制等，并同时具有节能的功效包括IGBT、MOSFET、二极管、BJT及其他。 2.8、传感器类芯片 传感器类芯片是感知汽车各系统物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件压力传感器、温度传感器、惯性传感器、磁力传感器、光电传感器、陀螺仪、加速传感器、霍尔传感器、红外传感器、激光传感器、毫米波雷达芯片、图像传感器芯片。 2.9、信息安全类传感器 信息安全类芯片是一个可独立进行密钥生成、加解密的装置，内部拥有独立的处理器和存储单元，可存储密钥和特征数据，为MCU、SOC、PC等提供加密和安全认证服务。用安全芯片进行加密，密钥被存储在硬件中，被窃的数据无法解密，从而保护商业隐私和数据安全。信息安全类芯片包括T-Box安全芯片、V2X安全芯片、ESAN安全芯片及其他。 3、芯片设计软件工具和车控操作系统介绍 中国汽车芯片产业创新联盟致力于打造全流程电子设计自动化EDA（Electronics Design Automationg）  |
