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英飛凌文君培:挑戰海外車廠 蔚小理新能源車的智能化程度毫不遜色

12月27-29日,第二十三屆中國國際高新技術成果交易會中國高新技術論壇在深圳舉行,主題為“推動高質量發展,構建新發展格局”,英飛凌汽車電子事業部大中華區高級總監,汽車電子事業部車身與智能網聯業務單元負責人文君培出席並發表演講。

 

文君培在演講中表示:在過去傳統的燃油車時代,國內本土的汽車企業很難有機會趕超國外的BBA這些大的車廠,因為這些國外的車企在汽車機械控制方面的積累非常深厚,我們很難在短時間內超車。新能源汽車在智能化的發展過程中,智能駕駛的自動化程度,智能座艙的創新應用,以及電子電氣架構的演變都給汽車產業構建了新的賽道。 我們看到蔚小理這些新勢力車企在智能化以及電子電氣架構方面都比傳統車企作了更多的優化和提升。

 

以下為演講具體內容:

 

在過去的壹年,大家對於微電子半導體也呈現出壹個空前的熱情,因為缺芯,所以作為壹個半導體行業的壹份子,我們經常半夜都會收到大家的關心和問候,看看我們的芯片什麽時候能夠發出來。當然今天並不在這裏探討芯片的產能問題。由於缺芯以及整個汽車生態鏈的變化,我們跟車廠有了更頻密溝通,包括新能源、智能駕駛、交互智能、新的電子電氣架構都是非常熱門的話題。

 

我今天會圍繞這些話題來給大家分享壹下,看看半導體如何賦能汽車更環保更安全更智能

 

當今全球社會面臨著非常多的挑戰,比如說人口的老齡化、社會貧富懸殊越來越大,還有非常復雜的多邊關系,我們看到氣候變暖以及資源變得更加稀缺,這些都是我們要面臨到的問題,我們也看到大的趨勢在發展,包括城市化、數字化轉型,這些挑戰與趨勢對於微電子半導體提出很多的新的要求,也給我們帶來很多的機會。我們認為有四大領域來推動這個半導體行業的快速增長。

 

第壹,由於資源的稀缺,所以我們對於能源的效率提出了更高的要求。第二,人們生活出行方式的改變,對於移動出行提出更高的要求。第三,當萬物互聯來到的時候,甚至在路上跑的車都成為互聯網的其中壹環時,我們對於我們連接的安全,數據安全性,也提出了更高的要求。第四,物聯網包括還有大數據,大數據的強大和帶來的便利, 相信大家是印象非常深刻的,譬如在整個新冠疫情的大環境下,只有中國可以做到對於所有的病例的跟蹤與監控,這點我們是很自豪的,這壹切都得益於我們構建了很完善的大數據系統。

 

那今天我也利用這個機會,稍微介紹壹下英飛凌公司。英飛凌目前是全球十大半導體公司之壹,我們在全球有超過五萬名的員工。我們有56個研發中心,超過20個生產基地。我們的產品系列和解決方案,都是針對於電氣化、數字化相關聯的應用來開展,我們在汽車電子、能源管理、驅動系統、傳感器、有線及無線連接系統、存儲領域都是市場的領先者。英飛凌在成功並購了賽普拉斯半導體之後,我們成為全球領先的汽車半導體公司, 我們擁有了壹個在業界非常寬泛的產品組合,我們的產品解決方案涵蓋工業、消費、汽車等領域,真正能夠幫助企業實現現實世界與數字世界的連接。稍微提壹下,因為英飛凌在汽車半導體裏面,我們目前是市場位居第壹,我們的產品組合包括傳感器、微處理器MCU,存儲、功率器件,有線及無線連接產品可以涵蓋車身電子、車載娛樂系統、底盤、動力總成包括輔助駕駛五個部分的汽車應用。

 

今天有很多專家提到了汽車行業的三化或者所謂的四化,就是電動化、智能化、網聯化還有壹個共享化,在談及網聯化、共享化的時候,我想要強調壹下數據安全。

 

針對這些三化或者四化的演變趨勢, 英飛凌也提出了三個核心的理念:壹是零排放,二是駕駛員變乘客,我們會認為將來的汽車變得越來越智能,三是用戶體驗,在智能汽車方面我們除了講智能駕駛,還要講到智能座艙帶給我們不同的用戶體驗。

 

新能源是大家非常關註的,新能源汽車裏面功率半導體的含量也在不斷增加,會應用在逆變器、充電、電池管理等等應用。我分享壹下目前在路上跑的,每兩輛插電式或者純電的汽車裏面,就有壹輛裝載了英飛凌的功率器件。中間這個圖就是裝載了英飛凌IGBT產品的新能源汽車,目前英飛凌半導體還是在IGBT市場處在非常領先的位置,我們有了很好的客戶基礎,第三代的功率器件像碳化矽我們也預見到未來英飛凌會繼續保持市場領先的位置。

 

碳化矽由於效率會更好,所以我們可以支持更遠的續航裏程,它的尺寸也會做得更緊湊,從而對系統成本帶來更大的優化。但是我們認為未來很長時間內矽基的方案和碳化矽會共存,所以在電驅架構上是混合的搭配。比如說後驅會使用碳化矽來支持更大裏程,而前驅我們就會使用繼續沿用我們的IGBT的方案。

 

另外講到碳化矽我還要分享壹下我們的冷切割技術,芯片最前道的工藝就是晶圓制造,目前的碳化矽切割技術是這樣的,假設它的晶圓厚度是350微米的話,四厘米的晶棒大概能切割出50片晶圓,但是如果通過我們的冷切割的技術方案,可以把它的產能提升到壹倍甚至更高。如果有機會歡迎大家到英飛凌德國的總部來參觀。大家可以看到晶圓通常是壹個平整的,但是我們可以把晶圓做出壹個弧形的薄片,因為它足夠薄,這是我們新的工藝帶來的效率和能源上面的節省。

 

講到能源方面,英飛凌也是壹個提倡社會責任的公司。我們產品研發、生產都是通過不斷的改良和創新來應對整個氣候的變化,提高效率從而達到能源的節省。對於資源的管理,我們也做出更多的承諾和實踐,我們到了2025年承諾在工廠的碳排放量會在2019年的基礎上減少70%。

 

接下來談壹下智能化,智能化壹般我們講的都會包含兩部分:壹是智能駕駛,就是所謂的由現在的輔助駕駛功能再往後面壹直到L4、L5的全自動駕駛的演變;二是智能座艙,我先講壹下智能駕駛。我們看到將來在L4、L5等級的自動駕駛系統,雷達或者激光雷達模塊和傳感器的融合,將來會占據整個半導體硬件的主占比。壹個值得信賴的自動駕駛系統需要什麽基礎?壹是需要壹個非常精準和可靠的傳感器,二是要有足夠算力,響應時間很短的處理器。三是有壹個非常可靠的通訊網絡,還有非常精準可靠的的執行端,這是指我們的驅動和功率器件,另外要有非常穩固的供電系統,最後有壹些可靠的數據存儲系統。

 

講到自動駕駛方面的細節,我就不展開了,但是不同的智能駕駛的等級,對於我們的失效模式提出不壹樣的要求,我們看到最多的就是失效安全和失效運行,系統發生故障的時候第壹個考慮就是怎麽樣獲得安全,慢慢往上升級更高的要求就是在我的系統發生故障的時候,我們不能只追求安全,壹些基本的功能還要得到保證。但是在這個基本功能很可能是降維運行。 我們提出來另外壹個觀點,高可用性,對於整個系統包括基礎的芯片層面,我們都要求當系統發生故障的時候,主要的功能都還能夠保證持續的運行,而且它不是降維實現的。這個對於用戶在行駛過程當中,用戶體驗或者是安全和信任感都帶來非常至關重要的作用。關於自動輔助駕駛,我們可以看到蔚小理領銜的本土新能源車在自動輔助功能模塊的裝車率遠高於壹些歐美的車型,這也說明本土新能源車加速智能化演進的決心。

 

剛剛分享完輔助駕駛,我接下來分享壹下我們講到的智能座艙,大家直都在講汽車就是我們另外的移動空間,這個移動空間的說法在燃油車時代是很難有說服力。舉個例子當我們把車停在停車場的時候,或者停在加油站加油的時候,我們很難壹直不熄火在車內待兩三個小時,但是現在用電池的電動車就可以實現,我們在充電的時候,就可以選擇在車裏面看完壹部電影或者其他的工作娛樂。今天的分享不再針對座艙裏面的傳統應用譬如大屏幕儀表、觸摸顯示、中控娛樂系統展開討論,我想著重會提壹下在新的智能座艙裏面類人化,更主動化的交互智能。比如說麥克風,原來的麥克風是可以拿來做藍牙電話或者做語音識別,講到語音識別,除了需要非常優化的算法之外,麥克風傳感器傳來的硬件信號是否準確和可靠非常重要。除了語音識別我們還可以做很多的應用,座艙內的降噪,以及通過監控我們的發動機的噪聲和整個路噪的情況,可以判斷出我們的汽車的狀態。   

 

我們的3D TOF圖像傳感器支持人臉識別,這可以作為壹種身份識別的應用。將來假設將來我們的共享化汽車更普遍的話,可能我們有好幾種方式來做身份識別,譬如說在車上的指紋識別以及人臉識別。3D ToF的圖像傳感器,比起二維的傳感器能夠提供更精確的細節,同時可以支持測距功能。所以我們可以支持增強式的手勢識別,而且能夠區分主駕駛員和乘客的不同手勢輸入。所謂的智能交互,我們希望它更多的是主動式的,而且是類人化的交互技能。譬如我們在座艙內拿起壹本書,或者彎腰撿東西的時候,它可以識別到而主動把燈打開。檢測到妳的頭部位置,汽車可以自動調整HUD的角度和高度。

 

剛剛講了這麽多圖像傳感器的優點,但它有壹個比較大的不足,就是整套的圖像檢測系統費用比較高,而且私密度不夠,所以這個時候我們引入了毫米波雷達,毫米波雷達可以提供基於亞毫米級的檢測精度,能夠檢測到靜態人體呼吸引起的胸腔振動,所以這個方案也是能夠支持座艙內駕乘人員生命體征的檢測,之前我們會看到的壹些新聞,小朋友被鎖在座艙內,那有了座艙內人員的生命體征檢測手段,我們就可以通過手機獲取信息,並通知駕駛員。

 

包括疲勞駕駛。並不需要等到妳眨眼睡著的時候,當妳心跳開始加速或者心跳開始變緩的時候我們的毫米波雷達第壹時間可以給出警告。

 

英飛凌的整個汽車應用解決方案新能源化和數字化的演變。這裏面羅列了壹些可能看起來是比較傳統的應用場景,但是我們通過對這些傳統的應用做了優化和創新之後,我們在成本上面,包括在用戶體驗上會帶來更好的效果。

 

除了以上談到的新能源,自動化駕駛,智能座艙以外,對於未來智能汽車,電子電氣架構上的革新也是壹個重要話題。越來越多自動駕駛和輔助功能的不斷疊加,使功能復雜度提升,對於功能安全和信息安全也提出了更高要求,但同時,我們也希望整套的電子電氣的系統成本還能夠得到節省。由此,我們正朝著Zonal Architecture區域性控制架構方向演進,從而支撐不同的應用需求。

 

在過去傳統的燃油車時代,國內本土的汽車企業很難有機會趕超國外的BBA這些大的車廠,因為這些國外的車企在汽車機械控制方面的積累非常深厚,我們很難在短時間內超車。新能源汽車在智能化的發展過程中,智能駕駛的自動化程度,智能座艙的創新應用,以及電子電氣架構的演變都給汽車產業構建了新的賽道。 我們看到蔚小理這些新勢力車企在智能化以及電子電氣架構方面都比傳統車企作了更多的優化和提升。

 

目前在路面上跑的車大部分還是分布式和功能域架構的組合,而預計未來幾年會是功能域和區域控制器的融合,而我們未來最終還是要實現中央處理器下掛幾個區域控制器的架構。目前我們已經看到個別車廠已經把傳統的車身域控制器更新為區域控制器並量產,而且有些車廠已經在開發如何把動力總成域控制器集成到區域控制器中。我們也希望能夠配合中國的主機廠在電子電氣架構的革新中做個領頭羊,從而獲取更多的發展機會。 

 

最後還是利用這個機會稍微再提壹下,英飛凌半導體在汽車行業裏面,我們做了很多的思考和研究,也希望借助技術的領先位置,能夠給同行提供更優質的服務,期待與您在快速發展的汽車行業中合作共贏。謝謝大家。