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#研究报告#什么是车规级芯片?

栏目:研究报告 作者:ZML 时间:2022-06-12 23:58:50

一、什么是车规级芯片?车规级芯片,是指完全满足所有“车规认证”要求,并通过第三方认证机构认证的汽车芯片。与消费级芯片相比,车规级芯片需要面对更为苛刻的应用环境,对其可靠性、安全性要求极其严格。车规级认证技术难度较大,需要投入一定的人力物力和时间进行测试,同时越复杂的产品所需的时间越久、费用越高。对于新进入企业来说,即使通过车规级认证,仍然需要长时间的客户导入过程。通常认为车规级芯片需要通过AEC-Q系列、功能安全标准ISO 26262的认定。AEC-Q系列认证是车规级芯片的基本门槛。克莱斯勒、福

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一、什么是车规级芯片?
车规级芯片,是指完全满足所有“车规认证”要求,并通过第三方认证机构认证的汽车芯片。与消费级芯片相比,车规级芯片需要面对更为苛刻的应用环境,对其可靠性、安全性要求极其严格。
车规级认证技术难度较大,需要投入一定的人力物力和时间进行测试,同时越复杂的产品所需的时间越久、费用越高。对于新进入企业来说,即使通过车规级认证,仍然需要长时间的客户导入过程。
通常认为车规级芯片需要通过AEC-Q系列、功能安全标准ISO 26262的认定。
AEC-Q系列认证是车规级芯片的基本门槛。克莱斯勒、福特和通用汽车为建立一套通用的零件资质及质量系统标准而设立了汽车电子协会(AEC)。虽然不是强制性的认证制度,但目前已成为公认的车规元器件的通用测试标准。
ISO 26262标准是汽车供应链厂商的准入门票,为汽车电子电气系统的整个生命周期中与功能安全相关的工作流程和管理流程提供指导。此标准定义了汽车安全生命周期和ASIL两个关键概念。


二、什么是ASIL?

ASIL全称为汽车安全完整性等级,ASIL评级是汽车电控系统的安全防线,是芯片供应商进入汽车领域的准入门槛,其高标准高要求也成为肃清汽车市场的有力依据。
1、ASIL等级评估-汽车电控系统的安全防线
随着汽车智能化程度越来越高,对功能安全的要求也与日俱增。ASIL等级评估是ISO 26262标准对E/E系统进行功能安全评判时非常重要的步骤之一,用来表示汽车安全等级。
主要从严重度S、暴露度E和可控性C三个维度进行具体评估,根据综合得分可将ASIL划分为ASIL-A、B、C、D四个等级,其中ASIL D是安全保障的最严苛等级,只有构成最高危害组合(即:S3+E4+C3)时,才能达到ASIL D等级。
按要求,不同汽车系统需要达到的安全等级不同:
ASIL A:后灯等部件;
ASIL B:后视摄像头、车头灯、刹车灯、视觉ADAS等;
ASIL C:巡航控制等;
ASIL D:安全气囊、防抱死制动系统、动力转向系统等。
2、ASIL技术要求-汽车行业立足“试金石”
ASIL认证作为目前国内外汽车行业的准入标准,对产品的开发流程管理、安全架构设计、安全编码和安全测试等方面有极苛刻的要求。
ASIL等级越高,危害事件造成不合理的风险就越大,对功能安全性的设计要求也就越高,其中高要求主要包括对故障的覆盖率、设计流程的可追溯性以及设计软件的可信赖证明等等,比如安全等级如果达到D级,则意味着整个系统范围内单点故障率必须小于1%。
除此之外,高的ASIL等级也会增加相应开发成本,延长开发周期,所以ASIL认证也是众多车企和供应商能否在汽车行业长远立足的“试金石”。
3、ASIL芯片-应用范围广,未来汽车供应链厂商的准入门票
ASIL认证不是简单的一次性测试,而是遍布在整个芯片开发周期中,其应用范围覆盖多个系统,比如ASIL D标准不仅适用于ADAS或者自动驾驶系统,还适用于各种安全相关系统,如刹车系统、转向助力系统等等。
对于OEM厂商来说,ASIL芯片是实现“满足安全标准+高算力”的最优解,未来ASIL芯片应用空间也会进一步扩大。在半导体领域,除了AEC-Q检测标准以外,通过ASIL认证已成了时下汽车供应链厂商们的准入规则,特别是IC从业者如果想要进入汽车电子领域,生产车辆功能安全领域芯片产品,必须要通过ASIL认证,才能被整车企业和Tier1采用。
风险提示:
1、 自动驾驶发展不及预期;
2、 上游晶圆紧缺加剧;
3、宏观经济环境下行。



我们认为电车的本质即是对能量和信息的应用:
利用能源(信息论):功率半导体电控对锂电池的应用,实现电动化;
利用信息(控制论):数字、模拟芯片对信息的处理,实现无人驾驶;

本框架基于能力和详细的处理应用,分为两大板块10个环节:
1、电车之脑(CPU、FPGA、ASIC)华为MDC 特斯拉FSD英伟达Xavier高通
2、电车之心(MOSFET)华润微、立昂微,新洁能,闻泰科技,扬杰、捷捷
3、电车之心(IGBT)华虹、比亚迪、中车、斯达半导、新洁能、士兰微、华微
4、电车之心(第三代半导体)CREE、三安集成、山东天岳、天科、闻泰
5、电车之耳(V2X射频模拟)卓胜微、思瑞浦、紫光展锐、圣邦股份
6、电车之眼(CMOS摄像头)韦尔股份、晶方科技、联创电子、舜宇欧菲
7、电车之忆(DRAM、NAND、NOR)长存长鑫、兆易创新北京君正、聚辰
8、电车之屏(LCD、OLED)京东方、TCL科技、维信诺、深天马
9、电车之灯(LED车灯)三安光电、华灿兆驰
10、电车之杖(超声波/毫米波雷达
最后还有产业链的上游支撑:封测(长电科技、通富、华天)、设备(北方华创、屹唐、华峰)、制造(中芯、华虹)、IP(芯原)、材料(中环、沪硅、立昂)




风险提示:宏观经济环境下行;中美关系恶化;上游晶圆持续紧缺;国产替代不及预期;新能源汽车/电动市场发展不及预期电车智能互联发展不及预期;自动驾驶发展不及预期

正文如下























































































































电动车有两颗”大脑“:一个处理数字信号:是控制论在无人驾驶的应用,其本质是多反应+少预测的特斯拉FSD,其L5ADAS的算力将高于智能手机几个数量级,用CPU、GPU、FPGA、射频、存储芯片组成庞大异构算力实时运算将电车唤醒,车载含硅量也将是数量级的提升。一个处理物理能源:是信息论在电池电控的应用,四两拨千斤的,用少量信息处理控制巨量电流,极大的提高能效和控制精度,其背后需要一系列的半导体器件(SiC、GaN、IGBT、Mosfet)来实现半导体对电能的有效控制。

       
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