百余年歷史的汽車產(chǎn)業(yè),正面臨顛覆性變革。隨著5G、AI等技術(shù)日益成熟,“新四化”浪潮席卷汽車產(chǎn)業(yè),電動化、智能化已然成為大批車企的戰(zhàn)略發(fā)展方向。身處上游的汽車半導(dǎo)體市場有望迎來新的增長周期。
能源市場變革下的隔離芯片版圖
不同于幾年前短暫的“鋰電熱潮”,新能源汽車發(fā)展已經(jīng)啟動“加速鍵”。目前中國市場在售的新能源汽車多為混合動力汽車和純電動汽車(BEV)。畢馬威(KPMG)的一份最新報告顯示,預(yù)計2030年,全球純電動汽車的市場比重有望達(dá)到24%到近40%,這意味著,新能源汽車上必不可少的隔離器件市場將迎來爆發(fā)式的增長。
隔離市場長期以來一直被國外廠商壟斷,國內(nèi)數(shù)字隔離器行業(yè)起步較晚。觀察國內(nèi)產(chǎn)業(yè),納芯微是目前國內(nèi)唯一能量產(chǎn)全品類數(shù)字隔離芯片的供應(yīng)商。2013年成立至今,納芯微始終聚焦于混合信號鏈技術(shù),早在2015年就開始布局汽車芯片的研究與開發(fā), 并于2017年成功實現(xiàn)中高量程壓力傳感器在傳統(tǒng)燃油車上的批量裝車,隨后的幾年間,納芯微推出多款信號調(diào)理芯片及車規(guī)級MEMS 壓力傳感器芯片,廣泛適用在機油壓力檢測、進(jìn)氣歧管壓力檢測、KPS曲軸通風(fēng)箱壓力檢測等場景。在新興的新能源汽車市場,該公司已推出多款適用于新能源汽車動力總成系統(tǒng)的相關(guān)隔離產(chǎn)品,涵蓋數(shù)字隔離器、隔離驅(qū)動以及隔離采樣芯片系列。
隔離的主要作用包括保護(hù)人身和設(shè)備安全,隔離噪聲對高精度電路的影響,斷開地回路。數(shù)字隔離芯片被認(rèn)為是新能源車必不可少的關(guān)鍵器件之一,其獨有的高耐壓、高穩(wěn)定性、長使用壽命性能是傳統(tǒng)隔離技術(shù)無法比擬的。據(jù)了解,納芯微數(shù)字隔離芯片系列均已通過全球最嚴(yán)苛的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)DIN VDE0884-11 加強絕緣認(rèn)證。產(chǎn)品廣泛適用于各種對安規(guī)要求極高的工業(yè)和汽車場景,如無線通信、工業(yè)自動化、智能電網(wǎng)、新能源汽車,光伏等領(lǐng)域。
截至2020年,納芯微整個數(shù)字隔離系列產(chǎn)品已實現(xiàn)全品類覆蓋,并已成功量產(chǎn)增強型隔離芯片,在隔離技術(shù)指標(biāo)上已完全具備全球競爭力。
另外,隔離驅(qū)動系列產(chǎn)品已經(jīng)在國內(nèi)車廠如比亞迪、長城汽車、長安汽車等批量裝車。隔離電流采樣運放系列如NSi1200/ NSi1300系列可以直接“pin to pin”替代原有的國外廠商方案。集微網(wǎng)記者從銷售人員獲悉,目前國內(nèi)已有超過五家重點客戶使用該系列產(chǎn)品實現(xiàn)項目導(dǎo)入。隔離式電壓檢測放大器NSi1311系列產(chǎn)品的性能也達(dá)到全球領(lǐng)先的水平,定點至少5家大型車廠的平臺型項目。
汽車產(chǎn)業(yè)向新能源傾斜的同時,也朝著輕量化和小型化的方向發(fā)展,由此導(dǎo)致的電池能量密度提升,必將增大系統(tǒng)噪聲。換言之,利用隔離器件為動力總成系統(tǒng)降噪,提高控制精度正變得越來越重要。
在2021年慕尼黑上海電子展上,納芯微展出50余款數(shù)字隔離、信號調(diào)理、傳感器以及接口芯片產(chǎn)品在家電控制、智能穿戴、汽車電子等應(yīng)用中的解決方案,其中多款自主創(chuàng)新產(chǎn)品的優(yōu)秀表現(xiàn)填補了國內(nèi)市場空白。除此之外,圍繞新能源領(lǐng)域,納芯微也重點釋出應(yīng)用在汽車電子領(lǐng)域的全方位智能產(chǎn)品布局。
汽車傳感器與調(diào)理芯片全面布局
除了隔離器件,納芯微還擁有溫度、壓力等傳感器以及信號調(diào)理ASIC產(chǎn)品系列。其中,溫度傳感器已向通信、存儲、可穿戴設(shè)備等消費電子行業(yè)批量出貨。適用于冷鏈、智能家居及汽車等領(lǐng)域的溫濕度傳感器預(yù)計在今年8月開始預(yù)量產(chǎn)。
壓力傳感器除家電、工業(yè)控制檢測等應(yīng)用領(lǐng)域,納芯微也看到了來自汽車市場的強勁拉貨需求。針對傳統(tǒng)燃油車,納芯微的MEMS壓力傳感器芯片可廣泛應(yīng)用于發(fā)動機進(jìn)氣歧管壓力檢測、燃油蒸汽壓力檢測、VBS真空助力系統(tǒng)中,相關(guān)產(chǎn)品均已在國內(nèi)車廠實現(xiàn)批量裝車。在新能源汽車領(lǐng)域,尤其像電機等需要使用更多傳感器的功能區(qū)域,該公司擁有NSPAS1絕壓傳感器芯片和NSPGM1表壓傳感器芯片等系列,可用于電池包熱失控監(jiān)控,真空助力器壓力檢測及座椅壓力檢測。
與此同時,納芯微正在重點開發(fā)包括磁和電流傳感器等產(chǎn)品系列。據(jù)透露,NSM 2011系列的集成電流路徑的電流傳感器目前處于測試驗證階段,計劃在今年第二季度正式發(fā)布。車規(guī)級版本已開始向客戶供樣,預(yù)計會在第三季度或者第四季度發(fā)布。
此外,納芯微的LIN總線接口的NSC9262汽車電容式壓力傳感器調(diào)理芯片今年已經(jīng)通過上海一家較大規(guī)模主機廠的測試。
值得一提的是,針對汽車制動系統(tǒng)等應(yīng)用,納芯微已推出NSA(C)9260X汽車級壓力傳感器信號調(diào)理芯片。該產(chǎn)品線對標(biāo)比利時的邁來芯(Melexis)、瑞薩收入麾下的Integrated Device Technology(原“IDT”),去年出貨超過500萬套。
如今,智能汽車已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向,汽車電子占整車成本比重逐漸提升,未來幾年有望突破50%,這也將帶領(lǐng)車規(guī)級傳感器行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展通道。
技術(shù)優(yōu)勢下誕生的“芯”機遇
“車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)”的產(chǎn)品口號盡管吸引人,但一款真正的車規(guī)級產(chǎn)品須執(zhí)行從設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造到測試標(biāo)定的全流程嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn),同時對過反壓保護(hù)能力、穩(wěn)定性等多個方面均有嚴(yán)格要求。因此一款車規(guī)級產(chǎn)品從研發(fā)到量產(chǎn)至少需要兩年的時間。不禁讓人好奇,納芯微是如何突圍走到今天的?
據(jù)了解,納芯微自成立之初便聚焦于傳感器信號調(diào)理ASIC領(lǐng)域,后續(xù)基于ASIC,向前拓展了完整功能的傳感器產(chǎn)品線,向后拓展了隔離與接口類產(chǎn)品。面向汽車、工業(yè)消費電子等領(lǐng)域形成了完備的產(chǎn)品組合。與此同時,該公司與其代工廠保持長期的獨家戰(zhàn)略合作關(guān)系,與后者共同優(yōu)化生產(chǎn)工藝,并獨家使用生產(chǎn)線,進(jìn)一步加強了自身競爭優(yōu)勢。
另外,在客戶實際應(yīng)用方面,納芯微能夠提供包含軟件及硬件在內(nèi)的一整套“標(biāo)定系統(tǒng)”,可助力客戶實現(xiàn)從傳感器設(shè)計到量產(chǎn)的目標(biāo)。
展望未來,納芯微將持續(xù)深化信號鏈芯片產(chǎn)品線布局,不斷提升產(chǎn)品性能優(yōu)勢。隨著全國實行國6排放標(biāo)準(zhǔn),迎合低碳汽車發(fā)展趨勢,納芯微也將積極聚焦汽車市場,比如:增強在特殊環(huán)境中使用的壓力傳感器的耐用性,推出用于尾氣再循環(huán)系統(tǒng)的壓力傳感器等。
隔離器件方面,該公司自2020年下半年開始已和國內(nèi)頭部客戶進(jìn)行定制化的開發(fā)。這些產(chǎn)品都基于本土應(yīng)用進(jìn)行創(chuàng)新,不是簡單的完全替代,也不僅僅做功能上的跟隨,而是在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)一些超越。
目前,半導(dǎo)體領(lǐng)域的國產(chǎn)化替代進(jìn)程正在加速,加上汽車半導(dǎo)體史無前例出現(xiàn)大缺貨現(xiàn)象,國外品牌供應(yīng)短缺,一定程度上都給擁有技術(shù)優(yōu)勢與成熟產(chǎn)品儲備的國內(nèi)IC廠商帶來重大的發(fā)展機遇。而在新能源汽車賽道上,傳統(tǒng)車企、新造車勢力和科技巨頭們都在摩拳擦掌,市場競爭日趨白熱化,行業(yè)洗牌加劇,半導(dǎo)體賽道也有望借此拉開實際差距。
在納芯微看來,只有堅持不斷自主創(chuàng)新,打造產(chǎn)品的差異化、極致化,才能借汽車帶來的這場“東風(fēng)”,在整合浪潮中脫穎而出。相信在不久的將來,納芯微會成為國內(nèi)汽車級芯片的頭部供應(yīng)商。