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什么是汽车芯片? 汽车芯片的核心特性, 汽车芯片是如何分类的?

当下芯片已经被看作科技产品迭代的风向标,也是开启未来的关键“钥匙”。一旦芯片缺失,那么带来的影响是相当严重的。

汽车芯片,也称为车规级芯片(Automotive-grade Chip),是指应用于汽车电子系统中的集成电路芯片,具有高可靠性、高安全性、高耐温性等特点,能够满足汽车在各种极端环境下的长期稳定运行。

什么是汽车芯片?

汽车芯片是专为汽车环境与系统设计的电子芯片,是汽车实现智能化、电动化、网联化功能的核心器件。它们通常嵌入在车载控制系统、感知系统、通信系统或执行系统中,承担信息采集、计算处理、逻辑控制、信号传输等关键任务。

汽车芯片的核心特性

特性 要求说明
可靠性高 平均无故障时间(MTBF)必须极长,寿命通常超过10年
耐高温 工作温度范围一般为 -40°C 到 +125°C,部分要求达到150°C以上
抗干扰能力强 能承受车内强电磁干扰和电压波动
安全性强 满足功能安全标准(如 ISO 26262)
一致性和稳定性好 保证批量一致性,避免失效

汽车芯片的分类:

芯片的主要分类?各类芯片的主要功能?处理器类芯片和逻辑芯片的区别

如果按西方的分类标准,应该是:

Global Automotive Semiconductor Market Segmentation:

By Component:

  • Processors
  • Analog IC
  • Sensors
  • Discrete Power Device
  • Memory Device
  • Lightning Device

By Vehicle Type:

  • Light Commercial Vehicle (LCV)
  • Heavy Commercial Vehicle (HCV)
  • Passenger Car

By Fuel:

  • Gasoline
  • Diesel
  • Electric/Hybrid Electric Vehicle (EV/HEV)

By Application:

  • Power Electronics
  • Chassis
  • Safety
  • Body Electronics
  • Comfort/ Entertainment Units
  • Others

中国的分类标准是什么?

完全可以按照英文的划分,中文划分和英文差不多。

按照功能划分,汽车芯片大致可以分为三类:

  1. 第一类负责算力和处理,比如用于自动驾驶感知和融合的AI芯片,用于发动机/底盘/车身控制的传统MCU(电子控制单元);
  2. 第二类负责功率转换,如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等功率器件;
  3. 第三类是传感类芯片,用于自动驾驶各种雷达,以及气囊、胎压检测等等。
为什么说车规级芯片是现代汽车的神经元?
为什么说车规级芯片是现代汽车的神经元?

中国汽车芯片的分类标准主要参考芯片在汽车电子系统中的功能和应用场景。虽然目前中国尚未形成完全统一的强制性国家标准,但业内普遍按照功能、应用领域、技术复杂性等维度对汽车芯片进行分类。以下是主流的分类方式:


一、按功能分类(最常见的分类标准)

1. 控制类芯片(MCU/CPU)

  • 功能:承担整车和各子系统的控制功能。
  • 应用:发动机控制单元(ECU)、变速箱控制单元、车身控制模块(BCM)等。
  • 代表企业:英飞凌、瑞萨、NXP、地平线、芯驰科技、中科蓝讯等。

2. 计算类芯片(SoC、AI芯片)

  • 功能:处理高级计算任务,如智能驾驶、图像识别等。
  • 应用:自动驾驶域控制器、座舱系统。
  • 代表企业:高通英伟达、地平线、黑芝麻智能、寒武纪等。

3. 通信类芯片

  • 功能:负责车内与车外的数据通信。
  • 应用:V2X、5G/4G模块、以太网、CAN/LIN总线等。
  • 代表企业:华为海思、中兴微电子、移远通信等。

4. 功率类芯片(功率器件/模块)

  • 功能:电源转换、功率控制,承受高电压/电流。
  • 应用:电驱、电池管理系统(BMS)、充电系统等。
  • 常见类型:IGBT、MOSFET、SiC等。
  • 代表企业:斯达半导、比亚迪半导体、闻泰、英飞凌等。

5. 传感类芯片

  • 功能:获取外部信息或环境信号。
  • 应用:ADAS传感器(如雷达、摄像头)、胎压监测(TPMS)、IMU等。
  • 类型:毫米波雷达芯片图像传感器、压力/温湿度/光学传感器等。
  • 代表企业:豪威科技、森思泰克、赛微电子等。

6. 存储类芯片

  • 功能:存储操作系统、驾驶数据、地图等信息。
  • 类型:DRAM、Flash、EEPROM等。
  • 代表企业:兆易创新、长江存储、合肥长鑫等。

二、按应用域(“五域”架构)分类(适用于智能网联汽车)

随着汽车电子电气架构从分布式向域控制架构演进,芯片也可以按照汽车电子的五大应用域分类:

  1. 动力域(Powertrain)
  2. 底盘域(Chassis)
  3. 车身域(Body)
  4. 智能座舱域(Cockpit)
  5. 自动驾驶域(Autonomous Driving)

三、按技术维度分类(少数报告采用)

  • 制程工艺:如 180nm、55nm、16nm、7nm 等。
  • 封装类型:如BGA、QFN、WLCSP。
  • 车规等级:是否满足AEC-Q100、ISO 26262等车规认证标准。

总结表格:

分类方式 具体类别 应用示例 代表企业
功能分类 控制类MCU 发动机ECU、BCM 瑞萨、英飞凌、芯驰
功能分类 计算类SoC 自动驾驶控制器 地平线、英伟达
功能分类 通信芯片 V2X、以太网 华为、中兴微
功能分类 功率芯片 电驱、电控 斯达半导、比亚迪
功能分类 传感器芯片 摄像头、毫米波雷达 豪威、森思泰克
功能分类 存储芯片 车载存储、地图数据 长江存储、兆易创新

汽车芯片与消费电子芯片的区别

为什么汽车芯片很重要?

汽车芯片非常重要,原因如下:

1. 控制汽车的核心系统

现代汽车已不再是纯机械设备,而是高度电子化的“智能平台”。汽车芯片控制着关键系统,包括:

  • 发动机控制单元(ECU):管理燃油喷射、点火时机等,提高燃油效率和动力性能。
  • 变速器控制:优化换挡逻辑,提升驾驶体验。
  • 刹车系统(如ABS、ESP):提升安全性。
  • 电池管理系统(尤其在电动车中):确保电池安全、高效运行。

2. 支撑智能化功能

智能汽车依赖大量芯片实现高级功能,例如:

  • 自动驾驶系统:需要强大的计算芯片(如NVIDIA、Mobileye的芯片)处理摄像头、雷达、激光雷达的数据。
  • 辅助驾驶(ADAS):如车道保持、自动刹车等功能都依赖芯片
  • 车联网(V2X):实现车辆与人、车、路之间的信息交互。

3. 实现车内娱乐与信息系统

  • 中控屏幕、导航、音响系统、语音识别等都依赖专门的芯片,如SoC(系统级芯片)。
  • 高端汽车可能有多达上百个电子控制单元,统筹运行。

4. 电动车对芯片需求更高

  • 电动车采用“电子驱动”为核心,电控系统更加复杂。
  • 电池管理、能量回收、热管理等都需要芯片精准控制。

5. 全球供应链的重要组成部分

  • 芯片短缺会直接影响整车产量。例如2020–2022年全球汽车芯片短缺,导致多家车厂减产甚至停产。

总结:汽车芯片是现代汽车的大脑和神经系统,没有它,智能化、电动化、安全性等关键功能都无法实现。

 

  • 汽车芯片是“智能汽车的心脏与大脑”:
  • 没有芯片,汽车无法实现自动驾驶、车联网等高阶功能;
  • 芯片短缺会导致整车生产停摆;
  • 芯片水平决定整车性能与竞争力。
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