新能源电动车的本质是什么?
是使用锂电池实现电动化,是加强信息处理,实现智能化。
从传统的燃油车变为新能源电动车,最大的改变就在于此,最多的零部件变化也是在于此。
实现电动化
功率半导体就是实现电动化的核心,它能实现电能电流转换和电路的控制,是新能源电动车增量最大的器件之一。
一、IGBT以高压为主
主要用于电机电控,实现交流电和直流电的转化,主要特点是耐高压,用弱信号就能控制高电压。高压,是新能源电动车的未来方向,因为高压可以实现高功率,快速充电。
IGBT技术壁垒高,利润大。目前国外技术领先,特别是英飞凌。国内厂商正在努力追赶,主要厂商有:斯达半导、中车时代、比亚迪、士兰微、华润微等。
二、MOSFET以高频为主
这种晶体管依然占据着功率半导体市场40%左右的份额。主要用于将输入电压的变化转化为输出电流的变化,起到开关或放大等作用,主要优势是工作频率高,符合未来高频化发展的趋势。就算是传统汽车里面的电动刹车、助力转向、电动座椅等都需要电机,都需要MOSFET,它在生活中的应用更广。
国外企业主要有英飞凌、东芝。国内主要有华润微电、士兰微电、扬杰科技、捷捷微电等等。
三、SIC又是什么
功率半导体器件的7成的成本,都来自于衬底材料和外延。
SIC即是碳化硅,是制作第三代半导体新一代材料,主要就是作为衬底材料。说它新,其实1990年它就开始使用了,但是由近几年技术进步,实现可靠性和性价比的快速提升。新能源电动车上的许多器件都可以更换为SIC材料器件,可显著的降低汽车的综合制造成本。
四、补充说明
功率半导体都属于泛模拟器件,工艺要求较低、投资规模不大,不像数字集成电路一样,一投就要几百亿,同时工艺要求严格。而且广泛应用于生活场景中,并不是有很宽广护城河的行业,难于形成垄断性企业。
实现智能化
实现智能化是新能源车的最终诉求,最终目标是实现自动驾驶,实现智能化发展倒是可以从许多方面提升。
一、提高计算能力
CPU,汽车的大脑,主要负责综合运算。这是技术梯度最高的芯片,从主控芯片升级为AI芯片,这一方面主要是国际大企业在进行,如高通、英伟达、英特尔等等。而车载操作系统,是属于核心和灵魂。
二、提高感知能力
一方面不断增加摄像头,前视、后视、环视、行车记录仪、驾驶员监控等等,不断提高可视化能力。另一方面增加雷达数量,激光雷达、毫米雷达、超声波雷达。这两者是新能源电动车增量最多的部分。
三、提高通信能力
主要是通信模组,在单车智能的基础上,实现人与车、车与路、车与车之间互相通信,实现车路协同(V2X)智能驾驶与智慧交通。这方面主要是以高通和海思为主的基带芯片。
三、提高储存能力
数据需求越来越大,存储能力愈来愈重要。这一方面跟其他行业是一样的,电子信息时代、大数据时代,储存能力愈加重要。
写在最后
新能源汽车已经从电池、锂矿扩展到了汽车半导体了,汽车智能化也在悄悄进行,下一步会出现在哪里呢?
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