汽车芯片巨头恩智浦全面布局电气化
来源:汽车商业评论  (钱亚光)    2022-11-02 15:43

10月25日,恩智浦与合作伙伴达成了一系列合作协议。长城设立联合创新实验室,共同推动汽车智能架构;与中汽创智科技有限公司围绕4D成像雷达开展战略合作;与蔚来、小鹏汽车在电气化领域深化合作升级。

在电气化领域,到目前为止,恩智浦是全球为数不多的可以把客户的几乎每一个电控单元都能以整体系统思维的方式呈现给客户并和客户互动。

产品包括MCU微处理器、模拟前端、栅极驱动器、安全电源管理以及车载网络、传感器等,可以把这些产品有机地结合在一起,在产品研发、创新、供货、支持保障、技术支持上给客户整体的体验。

在此推演之上,恩智浦推出了S32系列产品,涵盖车控、车身、网关、新能源、智舱、智驾各部分MCU/MPU的需求。



此前,长城与恩智浦在ADAS、电气化、车载网络等方面已有长期合作。而这一次,双方成立联合创新实验室,聚焦新一代电子电气架构的共同研发和定义。

恩智浦资深副总裁兼大中华区主席李廷伟表示:“恩智浦很高兴与长城汽车加深合作,以S32汽车处理器平台强大的产品力为基石,共同释放下一代电子电气架构的创新潜能。”


恩智浦将与中汽创智聚焦于77GHz 毫米波雷达产品线,覆盖角雷达、前向雷达、长距离雷达等全系列,并共同开发4D成像雷达的创新应用,还将支持中汽创智在智能底盘、新能动力、智能网联等领域的应用。



小鹏汽车现有平台上已大规模采用恩智浦电池管理芯片产品,在此基础上,恩智浦最新一代高精度18串ASIL-D电池管理模拟前端IC解决方案将在小鹏汽车实现全球首发,并计划在2023年实现量产。

在与蔚来汽车的合作中,恩智浦将凭借产品的高度集成、高能效以及ASIL-D的安全性优势支持蔚来高端车型的三电系统选型,助力蔚来汽车实现从IGBT到碳化硅的过度与升级。



恩智浦全球副总裁、新能源及驱动系统产品线总经理李晓鹤表示:“我们发现新能源车企在创新的过程中,车厂遇到了下面的挑战:首先,是降低整个生命周期的成本和排碳量;其次,尽可能延长续航里程,加快充电,让车在使用的感受上与传统车类似;第三是软件定义汽车;最后是适应几年后百万级汽车平台的打造。”


适应产业链的变化

以前在一个平台要用大概4年时间来做开发,现在整车开发周期缩短到2年,汽车芯片一般需要3-6个月进行汽车功能安全认证,要达到最高的ASIL-D级则需要一年左右的时间,难以与新的开发周期匹配。

所以,主机厂开始与原来Tier 2或Tier 3的电池或芯片厂商直接协同联合开发,甚至在一些关键领域采用垂直整合的自研模式。汽车产业链由主机厂、Tier 1、Tier 2等多层级链状结构转向多头网状结构。

“所以最重要的是增强和最终客户(车企、电池厂)的互动,明白客户的电子电气需求,最终要解决什么问题;第二是要有长期的系统级的创新规划,形成从系统创新到产品创新再到IP创新的链条。不等客户提要求,就基本可以预测客户在几年后的需求,才可能以半导体研发的周期去适应现在的市场变化速度。” 李晓鹤表示。

不过,在新的电子电气架构下面,车企的需求有很强的独立性和差异化,而芯片是一个开发成本动辄数十乃至上百亿美元的资金密集型产业,百万片的盈亏平衡线绝非一两家车企的体量能够支持。

如何在芯片产品的通用化,与车企的差异化追求之间,实现平衡?

在目前产品当中,恩智浦打造具备高复用性的基础内核,一方面能够加快产品迭代速度,另一方面也可在此通用性的内核之上为车企提供一些定制化的产品。

但李晓鹤也表示,未来不排除将提供一些定制化的芯片。但将基于三个前提:在技术上具备通用性;在商业上有具备共同的基础;基于高通用性的IP打造。

新架构下的新布局

在燃油车时代,电子电气架构的技术路线基本定型。Tier 1根据车企的整车设计需求给出具体的设计,并整合相应的控制、网关和线束布局。

但进入电动智能化时代后,电子电气架构从分布式向集中式,最终向中央计算平台演进的技术路线,但目前尚未有一家T1能够提供具有普适性的电动智能汽车的电子电气架构设计。

主机厂与芯片供应商的合作早已不拘泥在一个产品之上,而是在更大的整车系统级层面展开。 “电子电气架构最大的变化就是一直在变动,大家的路线各有不同,是一个百花齐放的状态。”恩智浦大中华区汽车电子市场总监周翔表示。 各家车企根据自身产品功能定位和技术能力,电子电气架构的域控制的排布方式,域融合的选择类型,通讯网络类型都大有不同。于是与底层核心零部件——芯片厂商合作就成了主机厂求快求新的必然选择。

周翔表示,从整车的电子电气架构来看,恩智浦的相关产品主要围绕着S32这个系列。S32是恩智浦基于Arm的内核打造的一整套MCU平台。S32G是现在恩智浦量产的针对汽车网关的SoC;S32Z和S32E是专门针对实时处理和动力域控系统的;S32R是针对雷达的专用的MCU;S32K更多是针对小的域控和小的子节点;S32N采用5纳米的技术,这是恩智浦未来的产品演化系列。

恩智浦的MCU是拥有非常完整的产品组合,是针对从小节点到域控到中央网关和到未来的中央计算或者说自动驾驶这样整套的产品系列。与之配套的是电源管理IC PMIC、以太网以及CAN、LIN,恩智浦将其做成了一整个系统。


电动化下的新需求

主机厂与Tier 2芯片商再进一步的合作不仅限于仍在变动中的智能化领域,在已较为成熟的电动化产业中仍有潜力可进一步挖掘,比如在电池管理系统中就大有可为。

李晓鹤表示,目前电池管理系统的硬件水平已经基本拉平,并且已经开始在软件部分引入AI机器学习的方式。未来真正决定管理精准程度的,是建模和模型维护的软件系统能力。

电池系统的定义不能孤立在车身之外,它的演进其实是软件和数据的演进,软件数据的演进则取决于整车的电子电气架构。未来,当超算越来越普及的时候,连接单元也越来越发达,因为它要和云能产生连接。

域控制器的软件会向上集成,即在电池包里的软件会越来越少,而大部分的软件与处理能力会进入域控制器甚至超算单元中,并进行合理分层。

在分层中,恩智浦与客户一起通过打造更智能的电池管理芯片,从而帮助客户降低电池包里的软件量,适应整体电气架构的迁徙过程。在不同的节点上,无论是在云连接、在域控制器的软件向上集成,还是在电池包的智能化、集成化方面,恩智浦都做了相应的工作。

在第一生命周期当中,让电池更有效地被利用,提高电驱的效率;提高电池的寿命,提高SoC的精度,每次充电后车可以行驶得更远。

通过电池管理系统的软硬件优化,电池能效将可能提升5-10%。换而言之,在不增加电池电量的情况下,进一步增加用户的续航里程。

电池的生命周期成本中排碳优化,会直接决定企业在新能源中的竞争力、成本和利润。这样的优化包括用光通讯BMS的方式,降低线束的数量,解决组装的复杂性并实现自动组装,通过高集成度的智能化芯片组,降低外围BOM的数量。

另外,通过云计算增强SoH的精度,用云连接能够更好地做OTA的软件更新。最后也是很重要的一点是如何能够让电池更好地被二次利用。同时,电池在二次利用的时候,储能用得越好,前期的总应用成本越低。

为了能更好地提升电驱的效率,恩智浦和客户一起来打造高效的基于IGBT和碳化硅的高效的逆变器解决方案。在全球前20的新能源厂商中,已经有9家采用了恩智浦高效逆变器的方案,而且恩智浦和8家主要的功率模块厂商都有配合。

“虽然是硬件起家,但我们要给客户尽可能的提供一个便利的架构,将系统内所有的硬件进行联合系统优化,提供可支持量产的驱动器功能安全手册软件,以及云平台。”李晓鹤表示,“本质上,我们要搭建一个基础设施,让客户在上面发挥他们的软件创新能力。”


做好本地化支持

在全球新能源车市场中,中国市场几乎占据了一半的比例。恩智浦希望尽可能地增强和中国客户的互动。为此,恩智浦在中国设有相当大的应用工程和产品团队,这包括系统验证、产品测试等。

此外,恩智浦坚持长期深耕中国市场,已经在中国建立起完善的本土系统团队与客户直接进行对接,坚持与本土车厂共同定义需求,共同开发新产品,并坚持做好本地化服务。对恩智浦而言,最重要的一定是能够通过领先产品和本土服务帮助中国的客户创造价值,并实现电气化时代的可持续发展。

近年来,恩智浦开始不断扩大其在中国的软件服务团队。建成了“端到端”的本地研发体系,研发工程师人数超过1600人,可支持本地定义、设计和开发。

“现在很多新能源汽车的头部客户都在中国,恩智浦因此在中国建立起完善的本土系统团队与客户直接对接,也有了在中国进行定义和开发的新产品。”李晓鹤表示,“对于我们来讲,最重要的是能够用我们的产品和服务帮助中国客户创造价值。”

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