1984年,意法半導(dǎo)體(ST)在中國設(shè)立了第一個辦事處,成為首批在中國設(shè)立營業(yè)機構(gòu)的國際半導(dǎo)體公司之一。從那時起,ST在中國逐步實現(xiàn)了完整產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略部署,在內(nèi)地?fù)碛?6個辦事處,1家制造工廠以及約4,900名員工,分布在市場銷售、設(shè)計研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新中心、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理和各種支持職能。如今,中國已成為ST亞太區(qū)業(yè)務(wù)的重要部分。
其中,新能源汽車能力中心是于2019年設(shè)立的,也是ST在亞洲首個新能源汽車能力中心?!爸袊袌鲇幸恍┆毺匦裕芏嗥髽I(yè)以前并沒有汽車相關(guān)經(jīng)驗,并且本地客戶數(shù)量也相較其他地區(qū)多很多,為了更貼近中國客戶,我們成立了新能源汽車能力中心?!?意法半導(dǎo)體汽車市場及應(yīng)用部,新能源能力中心&動力總成及安全事業(yè)部高級市場經(jīng)理付志凱日前借ST參加慕尼黑電子展之際,向記者介紹道。
中國汽車業(yè)務(wù)三部曲
付志凱介紹了ST中國區(qū)汽車業(yè)務(wù)發(fā)展的三個階段。第一個階段是自2005年起,ST在中國正式開展汽車業(yè)務(wù),主要為國外的Tier1及整車廠進(jìn)行配套服務(wù)。第二個階段是從2011年起,隨著中國市場的發(fā)展,本土客戶的設(shè)計能力越來越強,一些客戶開始需要定制化一些芯片,比如發(fā)電機調(diào)節(jié)器芯片、發(fā)動機控制器芯片等,于是2011年意法開始重點加大針對本土廠商的產(chǎn)品開發(fā)工作。第三個階段是2015年開始,隨著汽車新四化潮流的興起,中國汽車市場越來越成為全球矚目焦點。幾年間,中國汽車供應(yīng)鏈也發(fā)生著巨變,車廠越來越多,供應(yīng)商也從各行業(yè)開始涌入。
“最重要的問題是加快開發(fā)速度,以往汽車技術(shù)更新?lián)Q代頻率可能要超過十年,現(xiàn)在必須要兩年內(nèi),這就對縮短開發(fā)周期,安全可靠性測試等提出了更嚴(yán)苛的要求。”付志凱說道,“為了針對中國市場客戶多樣化和需求多樣化的特點,我們的新能源汽車能力中心應(yīng)運而生?!?/p>
汽車市場的顛覆式創(chuàng)新
汽車新四化包括了電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化。ST作為基礎(chǔ)元件供應(yīng)商,主要通過提供數(shù)字化、電動化的產(chǎn)品,賦能新四化的建設(shè)。
無論是圍繞數(shù)字化還是電動化,汽車架構(gòu)都在進(jìn)行著顛覆式創(chuàng)新。從ADAS到域控制器,從車聯(lián)網(wǎng)到新能源,越來越多,越來越快的技術(shù)導(dǎo)入,使得車廠需要更廣泛的進(jìn)行參與?!半S著新能源系統(tǒng)架構(gòu)改變,車廠愿意更深入地參與其中,我們也會針對不同客戶進(jìn)行支持,參與到深層次的前瞻技術(shù)探討中,并且提供相應(yīng)的硬件參考設(shè)計,以配合車廠加速產(chǎn)品開發(fā)?!备吨緞P表示。
此外,新能源汽車能力中心還和廣大的第三方IDH配合,通過更多合作伙伴為客戶提供更多支持。比如在此次慕尼黑電子展上,ST把小鵬汽車開到了展臺上,引擎蓋上放上了ST聯(lián)合大灣區(qū)集成電路與系統(tǒng)應(yīng)用研究院以及中科意創(chuàng)所開發(fā)的基于ST產(chǎn)品的參考設(shè)計,涵蓋了包括電池管理系統(tǒng)、48V雙向DC-DC、SiC主驅(qū)電機控制、48V逆變器以及燃料電池堆控制器等方案。
付志凱在小鵬汽車前,引擎蓋上的板卡來自ST和中科意創(chuàng)共同開發(fā)的解決方案
盡管能力中心的名稱是新能源汽車,但瞄準(zhǔn)的還是整個中國的汽車產(chǎn)業(yè)。付志凱說道:“中國如今汽車技術(shù)發(fā)展是引領(lǐng)全球的,從電池安全到監(jiān)控喚醒等,所以我們可以更多的從中國發(fā)掘需求,并整理反饋到總部,從而實現(xiàn)符合中國需求的產(chǎn)品定義?!?/p>
針對汽車新趨勢的三大舉措
在2020年11月舉辦的ST投資者峰會關(guān)于汽車及分立器件(ADG)部分時,ADG總裁Marco Monti給出了ST針對汽車新趨勢的三大重要舉措,包括通過智能能源加速傳統(tǒng)汽車的創(chuàng)新、擴展ST前沿技術(shù)產(chǎn)品組合以及專注新宏觀趨勢、差異化客戶群三大趨勢。
其中包括OLED、BMS、ADAS、第三代半導(dǎo)體、48V混動系統(tǒng)、Stellar 32位Arm多核實時MCU等,符合如今汽車電子的發(fā)展方向。
ST汽車電子亮點探尋
付志凱結(jié)合中國市場自身情況,對重點技術(shù)給予了解讀。
Stellar高集成度MCU
隨著汽車電子功能越來越多,需要數(shù)十甚至上百個ECU,同時軟件也呈現(xiàn)爆炸式增長,對電子電氣構(gòu)架帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了保證數(shù)據(jù)處理及時準(zhǔn)確,網(wǎng)絡(luò)安全優(yōu)化,可擴展性以及簡化開發(fā)等,通過數(shù)個域控制,是汽車電子電氣架構(gòu)的未來最優(yōu)解。付志凱表示,域、區(qū)域控制器需要具有高計算能力和專用功能的MCU嵌入式存儲器,用于實時操作和空中軟件更新。
因此,ST開發(fā)了Stellar系列高集成度MCU。Stellar內(nèi)置Arm Cortex-R52多核處理器,有些內(nèi)核是以鎖步方式運行,有些內(nèi)核采用分核運行模式,并具有2級存儲器保護(hù)單元和低延遲的通用中斷控制器。新MCU適用于達(dá)到汽車功能性安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262的最高安全完整性等級ASIL-D的硬實時應(yīng)用。新產(chǎn)品還有多個性能強大的加速器,用于安全數(shù)據(jù)路由、數(shù)據(jù)處理和運算功能 ,支持先進(jìn)安全功能和各種通信命令與控制。
同時,Stellar引入了最先進(jìn)的硬件支持虛擬化的處理器、服務(wù)質(zhì)量設(shè)置、外設(shè)隔離,以及芯片互連層面的資源隔離等新功能。這些功能確保軟件功能隔離沒有相互干擾而且安全,獨立的應(yīng)用軟件或虛擬ECU電控單元可以在同一顆MCU芯片上共存,支持同時存在多個ASIL安全級。
付志凱表示,Stellar采用了28nm FD-SOI工藝技術(shù),兼顧了功耗及性能。同時,集成了非易失性相變存儲器(PCM)。PCM讀取速度快,具有閃存沒有的單一位可修改功能,確保無線(OTA)不關(guān)機更新,即使更新整個存儲器也不需要關(guān)機。除了更高的升級靈活性和更多的擦寫次數(shù)外,運行期間單一位動態(tài)修改(無需擦除)通過刷新位消除單一位錯誤,擴大了安全性設(shè)置,并延長了存儲器的使用壽命。
第三代半導(dǎo)體
第三代半導(dǎo)體材料具有高熱導(dǎo)率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率和高鍵合能等優(yōu)點,可以滿足現(xiàn)代電子技術(shù)對高溫、高功率、 高壓、高頻以及高輻射等惡劣條件。尤其是可以解決電動汽車在續(xù)航及充電上的不足。
如圖,目前ST在硅、SiC及GaN上都有相應(yīng)或規(guī)劃的產(chǎn)能布局
為了滿足供應(yīng)安全和成本優(yōu)化,ST正在加大力度進(jìn)行第三代半導(dǎo)體生產(chǎn)的研發(fā)及并購,2019年底,ST完成對碳化硅晶圓廠商Norstel AB的并購。2020年,ST收購了GaN創(chuàng)新企業(yè)Exagan多數(shù)股權(quán)。
付志凱表示,除了在車載充電器(OBC)上,GaN還將應(yīng)用于包括激光雷達(dá)驅(qū)動、數(shù)字音頻功放等方向。
展會亮點一覽
此次展會上,除了亮眼的小鵬汽車之外,ST還展示了多款極具特色的產(chǎn)品,包括:
汽車域控制器電源管理解決方案:域控制器作為汽車運算決策的中心,其功能的實現(xiàn)依賴于主控芯片,主控芯片算力的提升成為汽車智能化升級的核心之一,其結(jié)構(gòu)形式正由 MCU 向異構(gòu)式 SoC 芯片方向升級。為支持汽車域控制器、尤其是自動駕駛域控制器高算力SoC所要求的大電流供電需求,ST新推出了一系列電源管理芯片STPM801、STPM802、STPM098、STSHB50。
電動汽車VCU解決方案:ST的VCU方案以PowerPC架構(gòu)的車規(guī)級MCU為核心,輔以高度集成的U-chip(L9788) 芯片,能夠幫助客戶快速構(gòu)建整個系統(tǒng)。為幫助客戶快速建立滿足Autosar和功能安全需求的整車控制器,縮短客戶開發(fā)時間,ST聯(lián)合第三方設(shè)計公司上海革路電子科技有限公司,開發(fā)了VCU的參考設(shè)計。
ST 創(chuàng)新型All-In-One (O)LED 汽車尾燈驅(qū)動方案:為應(yīng)對更多發(fā)光單元和更加復(fù)雜的動態(tài)顯示效果的尾燈設(shè)計趨勢,ST新推出的尾燈驅(qū)動產(chǎn)品L99LDLH32,通道數(shù)量多并集成特有的CAN-FD Light接口,可以構(gòu)成一種全新的分布式尾燈控制方式。各個尾燈驅(qū)動與尾燈ECU之間通過CAN-FD Light接口組成一個獨立的尾燈網(wǎng)絡(luò),非常適用于空間跨度大(比如貫穿式尾燈)的尾燈布局和高像素數(shù)字化調(diào)光的應(yīng)用場合。
ST正在通過自己的創(chuàng)新、投入與承諾,并結(jié)合廣泛的合作伙伴,以及緊密的客戶合作關(guān)系,不斷降低汽車電子系統(tǒng)的開發(fā)門檻,以應(yīng)對中國汽車產(chǎn)業(yè)對于創(chuàng)新的需求與渴望。