芯技术高质量,新能源汽车领域巨头特斯拉
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汽车制造业的新一代版图中,以电动化、智能化著称的新能源汽车是当下的热门。芯片半导体与新能源汽车的结合,奠定了特斯拉在新能源汽车领域行业的霸主地位,成为当代汽车的赢家,当下能够挑战特斯拉权威地位的品牌屈指可数。
处理数字信号与处理物理能源是特斯拉电动车的两大底牌。新能源的背后就是半导体,其一是太阳能的获取,其二是功率半导体在新能源控制技术的影响,其三就是异构芯片FSD在新能源的应用。
MCU芯片作为汽车电子系统内部运算和处理的核心,是汽车从电动化向智能化深度发展的关键。在汽车向智能化演进的过程中,MCU的市场需求量急剧增长,车规级MCU单值也呈倍数级增长。
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L5 ADAS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。
处理物理能源:是信息论在电池电控的应用,四两拨千斤的功率半导体,用少量信息处理控制巨量电流,极大地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。
太阳能是特斯拉缺省电力来源。光伏的本质:半导体能源,基于半导体工艺硅片和光电转换效应将光能转换为电能,同样也符合”泛摩尔定律“的指数级成本降低,其供应链和产业规律也和半导体产业完全类似。
特斯拉是高速行驶的“智能手机”,是插电行走的“服务器”。
特斯拉不仅仅是新能源汽车的革命,更是汽车含硅量跃迁性的提升,单车用的半导体成本是手机的几十倍以上。从功率半导体,CIS,存储器到半导体设备材料,整个产业链都会受益。
1、功率芯片是特斯拉的“大脑”。汽车动力系统=电池+电驱(电机+电控),电控接收整车控制器的指令,以控制整车的运动。电控中主要是逆变器,逆变器主要是SiC/IGBT模块,所以IGBT模块相当于汽车动力系统的“CPU”。
2、摄像头CIS是特斯拉的“眼睛”。数量上,倒车后视,环视,前视,转弯盲区等Level3以上的辅助驾驶需要18颗摄像头。单功能上LFM防闪烁,低光可靠性,HDR宽动态对像素也提出要求,纯800万像素的摄像头就需要5颗。
3、存储器Flash是特斯拉的“记忆”。特斯拉自研FSD芯片存储单元的数量与性能大幅提升,是无人驾驶迈向更高层次重要保障。电动汽车整体含硅量提升,利好产业支撑环节半导体设备,5G+AIOT+汽车电子驱动全球半导体设备进入新一轮上行周期。
4、显示器面板是特斯拉的“触觉”。中控显示屏平均达17寸,高于燃油车8寸的平均尺寸,为市场平均应用尺寸面积的4倍以上。汽车的电子化应用趋势将带动LCD车载屏的面积增长需求。
5、FPGA芯片是特斯拉的“心脏”。FPGA和ASIC未来在ADAS系统、马达控制、激光雷达、车载信息娱乐系统和驾驶员信息系统均有较多应用。FPGA市场为9.5亿美元,占比整个半导体仅2.44%,提升空间巨大。上游晶圆代工将受益于下游产品需求提高。
发展新能源汽车必须掌握核“芯”技术,上下游产业链协同合作,共同促进汽车电动化、智能化的快速发展。电动化是车规级半导体增长的源动力,新能源汽车单车半导体价值量是传统燃油车的2倍以上并逐年递增;智能化为车规级半导体创造巨额市场增量,带动了感知层、决策层、执行层等多样化的芯片需求。