onsemi:全球领先的汽车功率半导体、SiC 与图像传感器厂商
onsemi 是全球重要的汽车半导体厂商之一,在 Silicon Carbide 碳化硅功率器件、汽车功率模块、MOSFET、IGBT、电源管理、CMOS Image Sensor、ADAS 视觉传感器以及汽车模拟与混合信号芯片领域拥有较强的市场地位。
与主要依靠 Automotive MCU 或中央计算 SoC 的汽车芯片厂商不同,onsemi 的核心优势集中在两个方向:
一个是 Intelligent Power 智能功率,
另一个是 Intelligent Sensing 智能感知。
这两个方向正好对应新能源汽车的电动化和 ADAS 智能驾驶两大长期发展趋势。
onsemi 的汽车产品可以应用于 Traction Inverter 主驱逆变器、On-Board Charger、DC/DC Converter、电池系统、汽车摄像头、ADAS、车身电子、汽车照明、底盘安全、Zonal Architecture 区域控制架构以及 Automotive Ethernet 等系统。
2025 年汽车市场约占 onsemi 总收入的 51%,说明 Automotive 已经是这家公司最重要的终端市场。
公司背景
onsemi 的正式公司历史始于 1999 年。当年 Motorola 将其 Standard Products Semiconductor Business 标准产品半导体业务分拆,成立独立公司 ON Semiconductor。
2021 年,公司重新进行品牌调整,将 ON Semiconductor 简化为今天使用的 onsemi。
不过,onsemi 的技术历史远远早于 1999 年。Motorola 很早就参与汽车无线电、汽车电子控制以及汽车半导体开发,因此 onsemi 从成立之初就继承了相当深厚的汽车电子技术基础。
2016 年,onsemi 又完成对 Fairchild Semiconductor 的收购。
Fairchild 是世界半导体产业历史上最重要的公司之一,在晶体管、Planar Process 平面工艺以及早期集成电路发展中具有重要地位。
这次收购进一步扩大了 onsemi 在功率半导体、MOSFET、IGBT 和模拟器件等领域的技术实力。
onsemi 还通过收购 Aptina Imaging 等企业加强图像传感器业务,使公司逐渐形成今天非常有特色的 Power + Sensing 产品组合。
目前 onsemi 总部位于美国亚利桑那州 Scottsdale,公司成立于 1999 年,在全球二十多个国家开展业务,拥有大约 26,000 名员工、19 个制造基地、43 个设计中心以及多个 Solution Engineering Center。
汽车是 onsemi 最大的市场
汽车业务对于 onsemi 的重要性非常高。
根据公司 2025 年年度报告,onsemi 2025 年收入约为 59.95 亿美元,其中 Automotive 汽车市场约占公司总收入的 51%,Industrial 工业市场约占 28%,其他市场约占 21%。
这意味着 onsemi 一半以上的业务已经直接来自汽车市场。
从产品部门来看,onsemi 目前主要分为三个大型业务部门:
Power Solutions Group,简称 PSG;
Analog and Mixed-Signal Group,简称 AMG;
Intelligent Sensing Group,简称 ISG。
2025 年 PSG 大约贡献公司收入的 47%,产品包括 SiC、MOSFET、Power Module 和其他分立功率器件;
AMG 大约贡献 38%,包括 Analog、ASIC、Gate Driver、Isolation、Ultrasonic 和其他混合信号产品;
ISG 大约贡献 15%,主要包括 CMOS Image Sensor、Image Signal Processor、Single Photon Detector 和其他传感器产品。
这种业务结构非常适合未来汽车,因为新能源汽车和智能汽车同时需要越来越多的 Power Semiconductor 和 Sensor。
EliteSiC 碳化硅功率半导体
EliteSiC 是 onsemi 最重要的汽车半导体品牌之一。
SiC,全称 Silicon Carbide,也就是碳化硅,是一种 Wide-Bandgap Semiconductor 宽禁带半导体材料。
与传统 Silicon 硅功率器件相比,SiC 可以在更高电压、更高温度和更高开关频率下运行,同时降低能源转换过程中的损耗。
对于新能源汽车而言,这一点非常重要。
电动车动力电池中储存的电能最终需要经过 Inverter 逆变器转换以后才能驱动汽车电机。
如果功率半导体效率提高,即使只是降低几个百分点的能源损失,也可能改善整车续航、散热、逆变器体积和系统重量。
onsemi 的 EliteSiC 产品包括 SiC MOSFET、SiC Diode、Bare Die 和 SiC Power Module,可以用于新能源汽车 Traction Inverter、On-Board Charger、DC/DC Converter 以及其他高压功率转换系统。
Traction Inverter 主驱逆变器
Traction Inverter 是新能源汽车最关键的电子系统之一。
动力电池输出的是 DC 直流电,而新能源汽车使用的驱动电机需要经过精确控制的电能,因此需要 Inverter 将电池输出转换成适合电机工作的电流和电压。
这个过程中需要功率器件每秒进行大量高速开关操作,因此功率半导体的效率、开关速度、温度和可靠性都会直接影响汽车性能。
onsemi 为汽车 Traction Inverter 提供 EliteSiC SiC MOSFET、SiC Power Module、VE-Trac IGBT Module 以及 Gate Driver 等产品。
现代新能源汽车动力电池常见 400V 和 800V 架构,而汽车主驱逆变器的功率可以达到 40kW 至 250kW 以上。
onsemi 的汽车逆变器产品覆盖从 Silicon IGBT 到 Silicon Carbide MOSFET 的不同设计选择。
对于高性能和高效率电动车,SiC 已经成为非常重要的技术路线。
EliteSiC M3e
onsemi 正在不断推出新一代 EliteSiC 产品,其中 M3e 是针对汽车 Traction Inverter 优化的新一代 SiC MOSFET 技术之一。
M3e SiC MOSFET 可以提供 Bare Die 形式,让汽车 Tier 1 和功率模块制造商根据自己的逆变器设计开发定制化模块。
对于大型汽车制造商来说,这一点非常重要,因为不同汽车平台对逆变器功率、封装尺寸、冷却系统和成本要求并不完全相同。
onsemi 同时开发 SiC Die 和 Packaging 封装技术,希望从单纯销售功率晶体管进一步向针对汽车系统优化的功率解决方案发展。
VE-Trac 汽车功率模块
除了 EliteSiC,onsemi 还有一个非常重要的汽车功率模块产品系列:VE-Trac。
VE-Trac 专门针对 Electric Vehicle Traction Inverter 设计,可以提供不同结构的 IGBT 或 EliteSiC MOSFET 功率模块。
功率模块会把多颗功率器件以及相应的连接、散热和封装结构整合在一起。
相比汽车厂商自己采购单颗 MOSFET 再设计复杂的功率模块,完整模块能够缩短开发周期,同时改善散热和可靠性。
在电动汽车市场中,功率模块已经成为 onsemi 与 Infineon、STMicroelectronics、ROHM 等功率半导体企业直接竞争的重要产品类别。
On-Board Charger 与 DC/DC Converter
新能源汽车除了主驱逆变器,还需要 On-Board Charger,简称 OBC,以及高压 DC/DC Converter。
OBC 的作用是把外部 AC 交流电转换成电池可以接受的 DC 直流电,从而给汽车动力电池充电。
DC/DC Converter 则负责在汽车不同电压系统之间进行能源转换。
例如高压动力电池可能工作在 400V 或 800V,而车灯、娱乐系统、控制器以及大量汽车电子设备仍然需要 12V、48V 或其他低压电源。
这些系统同样大量使用 MOSFET、SiC、Diode、Gate Driver、电源管理和隔离器件,因此都是 onsemi 的重点汽车市场。
onsemi 的汽车电动化产品可以支持从 400V 到 800V 的动力电池架构,包括 BEV 纯电动汽车、PHEV 插电混动以及 MHEV 轻混汽车。
Hyperlux 汽车图像传感器
如果说 EliteSiC 代表 onsemi 的 Intelligent Power,那么 Hyperlux 则代表其 Intelligent Sensing 战略。
Hyperlux 是 onsemi 新一代 CMOS Image Sensor 平台,其中一个非常重要的应用就是 ADAS 和 Autonomous Driving 汽车视觉系统。
现代汽车正在安装越来越多摄像头,包括 Front Camera 前向摄像头、Surround View 环视摄像头、Rear Camera 后视摄像头、Mirror Replacement Camera 电子后视镜以及 In-Cabin Camera 车内摄像头。
这些摄像头真正负责把光转换成数字图像的核心器件就是 CMOS Image Sensor。
在 ADAS 系统中,汽车摄像头需要面对比手机摄像头更加复杂的光线环境。
例如汽车可能从黑暗隧道突然驶向强烈阳光,也可能在夜间面对汽车 LED 大灯和交通信号灯,因此汽车图像传感器必须拥有非常高的 Dynamic Range 动态范围。
Hyperlux AR0823
AR0823AT 是 Hyperlux 系列比较具有代表性的汽车图像传感器之一。
它是一款约 8.3 Megapixel 的 Automotive CMOS Image Sensor,可以用于汽车 Front Camera 等 ADAS 应用,并支持最高约 150dB HDR 和 LED Flicker Mitigation。
HDR,也就是 High Dynamic Range,可以让传感器同时捕捉非常亮和非常暗的区域。
LED Flicker Mitigation 则非常重要,因为现代交通灯、汽车大灯和电子道路标志大量使用 LED。
LED 实际上可能以人眼察觉不到的频率闪烁,如果摄像头曝光时间刚好与闪烁周期冲突,交通灯或者道路标志在摄像头画面里可能突然消失或者出现条纹。
因此,LFM 已经成为 Automotive Image Sensor 的重要功能。
ADAS 前向摄像头
Front Camera 是今天 ADAS 最重要的传感器之一。
摄像头可以识别车道线、交通标志、汽车、行人、自行车以及道路环境,并支持 Lane Keeping、Traffic Sign Recognition、Adaptive Cruise Control、Automatic Emergency Braking 和 Collision Avoidance 等驾驶辅助功能。
相比普通消费级摄像头,ADAS Camera 对可靠性要求非常高,因为它不仅用于拍摄视频,而是直接为安全控制系统提供信息。
因此汽车图像传感器需要考虑温度范围、功能安全、低光性能、HDR、LED Flicker、长期可靠性以及功耗。
onsemi 的 Hyperlux 平台正是针对这些需求设计。
In-Cabin Camera 车内摄像头
汽车摄像头不仅向外看,也越来越多地向车内看。
In-Cabin Camera 可以用于 Driver Monitoring System,简称 DMS,检测驾驶员是否疲劳、分心或者离开驾驶位置,也可以用于 Occupant Monitoring,识别乘员位置以及车辆内部状态。
onsemi 提供多款 Hyperlux 和其他 Automotive Image Sensor 用于这些应用,包括 AR0341AT、AR0823AT、AR0147AT 等不同分辨率和规格的产品。
随着欧美和其他地区逐步增加 Driver Monitoring 安全要求,车内摄像头正在成为越来越常见的汽车配置,这也扩大了 Automotive Image Sensor 的市场规模。
汽车摄像头数量正在增加
传统汽车可能只有一个倒车摄像头,而现代高端汽车可能安装十几个甚至更多摄像头。
如果未来 L2+、L3 甚至更高级别自动驾驶逐渐普及,一辆汽车需要持续获得 360 度视觉信息。
因此 Automotive Image Sensor 的增长不仅来自全球汽车销量,还来自每辆汽车使用传感器数量增加以及单颗传感器分辨率不断提高。
这正是 onsemi 在 Automotive Chip 市场非常有特点的地方:
它一方面通过 EliteSiC 受益于 EV 电动化,
另一方面又通过 Hyperlux 受益于 ADAS 和自动驾驶。
Automotive Power Management 汽车电源管理
一辆现代汽车内部存在大量不同电压和不同功率的电子系统,因此需要大量 Power Management Semiconductor。
onsemi 的产品包括 MOSFET、Voltage Regulator、Gate Driver、Power Switch、Protection Device、Motor Driver、LED Driver 和各种 Analog & Mixed-Signal IC。
例如一个 ADAS Camera Module 除了 CMOS Image Sensor,还需要电源转换、电源保护、通信接口以及其他辅助芯片。
Traction Inverter 除了 SiC MOSFET,同样需要 Gate Driver、电源和隔离器件。
因此 onsemi 的商业模式并不是只销售一颗汽车芯片,而是围绕系统提供多种半导体组件。
汽车 LED Lighting
LED Lighting 也是 onsemi 的重要汽车应用。
现代汽车的 Headlight 前大灯、Daytime Running Light 日间行车灯、Tail Light 尾灯、Interior Lighting 内饰照明以及氛围灯越来越多采用 LED。
汽车 LED 与普通家用 LED 不同,需要在汽车复杂的电压环境和温度条件下稳定运行,因此必须使用专门的 LED Driver、Voltage Regulator、Protection Device 和 Power Semiconductor。
随着汽车设计越来越强调灯光造型和 Adaptive Lighting,自适应照明也开始与 ADAS 系统结合,汽车照明已经从单纯照亮道路逐步发展成为安全、通信和品牌设计的一部分。
Zonal Architecture 区域架构
Software-Defined Vehicle 的发展正在改变汽车电子架构。
传统汽车拥有大量分散 ECU,每一个 ECU 负责一个或者几个功能,因此汽车内部存在大量长距离铜线。
随着汽车电子系统复杂程度提高,线束越来越重,也越来越难设计和维护。
未来汽车正在转向 Zonal Architecture。
汽车可以按照物理区域划分,每一个 Zonal Controller 管理附近的传感器、电机、车灯和其他设备,再通过高速网络与中央计算机通信。
这种架构能够减少线束数量和重量,同时方便软件集中管理和 OTA 更新。onsemi 已经把 Zonal Architecture 列为其汽车业务的重要应用方向。
Automotive Ethernet
区域控制架构同时需要新的车内通信方式。
传统汽车大量使用 CAN 和 LIN,但是摄像头、Radar、Zonal Controller 和中央计算平台需要越来越高的数据传输速度,因此 Automotive Ethernet 的重要性正在快速提高。
onsemi 已经进入 10BASE-T1S Automotive Ethernet 市场,并通过公司的 Treo Analog and Mixed-Signal Platform 开发相关产品。
10BASE-T1S 特别适合连接大量边缘节点,例如传感器、执行器以及区域控制系统,从而帮助简化未来 Software-Defined Vehicle 的网络架构。
Treo Analog and Mixed-Signal Platform
Treo 是 onsemi 新一代 Analog and Mixed-Signal 技术平台。
该平台采用 65nm BCD,也就是 Bipolar-CMOS-DMOS 工艺,把 Analog、Digital 和 Power 功能组合到同一技术平台中,可以用于开发 Power Management IC、Sensor Interface、Communication Device 和各种汽车混合信号芯片。
Treo 支持从约 1V 到 90V 的宽电压范围,因此特别适合汽车这种同时存在低压数字电路和较高电压执行器的环境。
例如 Parking Assist 泊车辅助系统使用的 Ultrasonic Sensor 超声波传感器,就可以通过 Treo 平台把高性能模拟前端、控制以及通信功能进一步集成。
从长期来看,Treo 有望成为 onsemi 在 Automotive Analog 和 Mixed-Signal 市场的重要技术基础。
车身电子与底盘安全
现代汽车内部还有大量与 AI 没有直接关系,但数量非常庞大的芯片。
例如 Power Window 电动车窗、Power Seat 电动座椅、Door Lock 门锁、Mirror 后视镜、Wiper 雨刷、Pump 水泵、Fan 风扇、HVAC 空调以及各种小型 Motor,都需要功率驱动、MOSFET、Motor Driver 和保护芯片。
Steering 转向、Braking 制动以及其他 Chassis & Safety 系统则需要更加可靠的 Power、Sensing 和 Control Semiconductor。
onsemi 将 Body Electronics 和 Chassis & Safety 都列为主要汽车业务领域。
这些芯片单颗价格可能远低于大型 AI SoC,但是一辆汽车需要的数量非常大,因此仍然构成汽车半导体的重要市场。
onsemi 与 Infineon、ST 和 Texas Instruments 的区别
onsemi 与 Infineon、STMicroelectronics、Texas Instruments、NXP 和 Renesas 都是重要汽车半导体供应商,但各自的传统技术优势有所不同。
Infineon 在 AURIX Automotive MCU、SiC、IGBT 和汽车功率半导体方面拥有非常完整的布局;
STMicroelectronics 同时拥有 Stellar MCU、SiC、VIPower、MEMS 和 BMS;
Texas Instruments 的优势集中在 Analog、Power Management、Radar 和 Embedded Processing;
NXP 则拥有 S32 Automotive Processor、MCU、Radar 和 Automotive Networking。
onsemi 最鲜明的特点则可以概括为两个词:Power + Sensing。
在 Power 方面,它拥有 EliteSiC、VE-Trac、MOSFET、IGBT、Power Module 和 Gate Driver。
在 Sensing 方面,它拥有 Hyperlux CMOS Image Sensor 和其他汽车视觉传感器。
这使 onsemi 同时处在新能源汽车和智能驾驶两条增长曲线上。
IDM 与制造能力
onsemi 不是单纯的 Fabless 芯片设计企业,而是拥有自己的半导体制造能力。
公司目前拥有全球性的晶圆制造、设计和工程网络。
根据 onsemi 官方资料,公司拥有 19 个制造基地、43 个设计中心以及 8 个 Solution Engineering Center。
汽车客户非常重视长期供应、质量控制和制造稳定性,因此制造能力对于汽车半导体企业非常重要。
特别是 SiC,由于从晶体材料、Wafer 到 Device 和 Module 整个制造过程都具有较高技术难度,供应链能力会直接影响产品成本和交付能力。
这也是 onsemi 长期投资 SiC 技术和制造能力的重要原因之一。
onsemi 的汽车芯片优势
onsemi 的第一个核心优势是 Silicon Carbide 和 Power Semiconductor。
电动汽车功率越来越高,400V 和 800V 架构不断发展,SiC 可以提高系统效率和功率密度,因此 EliteSiC 成为公司汽车业务的重要增长平台。
第二个优势是 Automotive Image Sensor。
ADAS 和自动驾驶需要越来越多摄像头,而 Hyperlux 正是针对高动态范围、LED Flicker、低光环境以及功能安全开发的汽车视觉平台。
第三个优势是产品之间可以形成系统组合。
一个新能源汽车平台可能同时使用 onsemi 的 SiC、MOSFET、Gate Driver、Power Management、Image Sensor、Analog IC 和 Networking 产品。
第四个优势是汽车业务规模已经非常大。
2025 年汽车市场占 onsemi 总收入约 51%,说明汽车不是公司的边缘业务,而是公司战略的核心。
面临的竞争
汽车功率半导体市场竞争非常激烈。
在 Silicon Carbide 和 Traction Inverter 市场,onsemi 需要面对 Infineon、STMicroelectronics、ROHM 等大型功率半导体企业。
在 Automotive Image Sensor 市场,则需要面对 Sony、OmniVision 以及其他 CMOS Image Sensor 企业。
同时,汽车厂商正在持续要求更低成本、更高效率、更小封装以及更稳定供应,这意味着企业不仅需要先进芯片设计,还必须控制制造、封装和质量成本。
因此 onsemi 的竞争重点已经从销售单颗器件逐渐发展为提供针对 Traction Inverter、ADAS Camera、Zonal Architecture 等具体汽车系统优化的 Semiconductor Solution。
电动汽车与智能汽车带来的长期机会
传统燃油汽车已经使用大量半导体,但新能源汽车和智能汽车需要更多。
Electrification 增加了 Traction Inverter、OBC、DC/DC Converter、电池、电机以及热管理系统中的 Power Semiconductor 数量。
ADAS 增加了 Camera、Radar 和其他 Sensor。
Software-Defined Vehicle 又增加了 Automotive Ethernet、Zonal Controller、Power Distribution 和各种智能接口芯片。
因此汽车产业实际上正在同时推动 Power Semiconductor、Sensor、Analog、Networking 和 Computing 多个半导体市场增长。
onsemi 恰好集中布局其中的 Power 和 Sensing 两个关键方向。
总结
onsemi 是全球 Automotive Chip 产业中非常重要的功率半导体和智能传感器厂商,其汽车战略可以概括为 Intelligent Power + Intelligent Sensing。
在汽车电动化领域,onsemi 通过 EliteSiC SiC MOSFET、VE-Trac Power Module、IGBT、MOSFET 和 Gate Driver 参与 Traction Inverter、OBC、DC/DC Converter 以及其他新能源汽车高压系统。
在汽车智能化领域,公司通过 Hyperlux CMOS Image Sensor 参与 Front Camera、Surround View、Driver Monitoring 和 ADAS 等汽车视觉系统,并进一步通过 Treo Analog & Mixed-Signal Platform、Automotive Ethernet、Ultrasonic Sensor 和 Power Management 产品进入 Software-Defined Vehicle 和 Zonal Architecture。
2025 年 onsemi 实现约 59.95 亿美元收入,其中汽车市场约占 51%,已经成为公司最大的终端市场。
公司 Power Solutions Group、Analog & Mixed-Signal Group 和 Intelligent Sensing Group 分别覆盖功率、模拟以及传感三个关键汽车半导体领域。
与主要竞争汽车中央 CPU 或 AI SoC 的 NVIDIA、Qualcomm 和 Mobileye 不同,onsemi 更多负责把中央计算系统与真正的汽车物理世界连接起来:
SiC 控制电能,
MOSFET 驱动负载,
Image Sensor 看见道路,
Analog Chip 测量信号,
而 Power Management 为整个电子系统提供能源。
对于研究 Automotive Chip、Automotive SiC、Power Semiconductor、Traction Inverter、Automotive Image Sensor、ADAS、EV、Zonal Architecture 和 Software-Defined Vehicle 产业链的用户来说,onsemi 是一家非常值得长期关注的核心汽车半导体企业。
