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备受业界瞩目的2023慕尼黑上海电子展已落下帷幕,在展会现场,我们感受到了1,650家展商和110,642名专业观众相聚一堂积极交流的产业蓬勃发展之势,也感受在越来越多的细分重点领域国内外厂商创新技术与产品的同台竞技之激烈,或许在政策与资源的持续投入与迭代之下,新一轮的科技battle已悄然酝酿并逐渐百花争鸣。重新回顾与审视差距与机遇,小慕带大家一同见识下国内外的优秀展品,看看产业玩家们都趋之如骛的市场技术“风向标”。
2023慕尼黑上海电子展现场图
半导体发展的下一个核心驱动力,汽车BMS、MCU、VCU那些事
近期全球模拟半导体前沿展商德州仪器公布其第二季度财报,在高管们在与分析师的电话会议上表示“该公司汽车市场以外的客户继续削减新芯片订单”,汽车成为近一个季度唯一的亮点,其他业务却表现不佳。值得一提的是,日前另一家芯片大厂恩智浦公布的二季度财报也显示,除汽车芯片业务以外,其他业务基本都在继续下滑。因此,汽车芯片作为半导体发展的下一个核心驱动力,各家企业都纷纷加码。受新能源汽车产销两旺的影响,汽车电子化程度持续提升,行业即将迎来一次全产业链级别的大发展机遇。众所周知在新能源汽车三级模块体系和平台架构中,整车控制器(VCU)、电机控制器(MCU)和电池管理系统(BMS)是重要的三大核心技术,对整车的动力性、经济性、可靠性和安全性等有着重要影响。作为我国乃至全球的汽车产业重地,上海产业规模达万亿,因此在本届慕尼黑上海电子展上,针对电动汽车半导体技术的pk,包括BMS、MCU与VCU等领域,看点十足。为了赋能汽车电动化与智能化趋势,全球半导体市场的几大主要玩家之一意法半导体展现的全新多合一动力域控制器,集成了Traction Inverter、VCU、BMU、OBC、DCDC等器件,给整车带来的优点是成本的降低,可靠性的提高,功率密度提高;在智能出行上,ZCU是汽车中央计算机与传统的基于信号的电子控制单元之间的桥梁,ST的ZCU方案基于ST全面的汽车级产品,支持基于DDS协议的SOA架构,跨域融合,支持远程固件更新FOTA;在电源能源上,意法半导体推出的30kW直流转化的数字电源方案适用于汽车充电模块。2023慕尼黑上海电子展现场图
从展示产品的应用范围来看,全球半导体市场的另一重磅玩家ADI在汽车BMS产品上的研发经验颇丰,针对汽车应用上展示了ADBMS1816、ADBMS1818、 ADBMS6832等多款有线与无线BMS芯片,能够在15+年的使用寿命内确保行业高精度,同时产品在设计时也确保每级系统的安全性,并通过业内高标准的汽车网络安全认证。其中值得一提的是,ADBMS6832无线BMS芯片消除了传统汽车有线线束系统的机械挑战和成本,满足行业严苛的安全要求,同时为 OEM 提供超高的灵活性以实现电动汽车的量产。
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作为全球微控制器供应商,瑞萨电子则展示了面向新能源汽车、ADAS与自动驾驶(AD)、汽车智能网关与域控制器以及智能驾驶的先进解决方案,包括了内嵌旋变解码器到数字转换器单片机RH850C1M-A2以及专用PMIC的新能源汽车整体电机控制解决方案、基于R-Car V4H提供低功耗单芯片ADAS/AD解决方案,并使用汽车摄像头实现高精度和高速的自定位预测的运动物体应用程序构建与语义分割演示;基于高性能76-81GHz雷达收发器RAA270205的用于ADAS/AD的雷达系统方案,以及RH850/U2x区域ECU虚拟化解决方案平台、配备IDS/IPS自动检测和过滤安全参考方案、车载无线充电解决方案和汽车电池管理系统BMS等。
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MPS芯源同样在新能源汽车方面为自动驾驶,车内娱乐,摄像头及车载雷达方面给出了创新的设计方案,例如在自动驾驶方面,MPS推出了SOC参考实际方案,提供带有功能安全的ASIL-D等级的时序控制&电压检测芯片,摄像头添加了疲劳驾驶监测功能,支持BUCK(3A)&BUCK-Boost(1.2A)两种DCDC拓扑,毫米波雷达高达2.5MHz开关频率,且支持展频。
汽车半导体市场空间广阔,我国作为汽车生产大国占据四分之一市场,根据IHSMarkit数据,预计到2026年将达到676亿美元,2019-2026年年复合增长率为7%,我国作为汽车制造大国,汽车产量蝉联全球第一,对汽车半导体需求同样旺盛,近些年本土的厂商们在汽车电子领域同样成果斐然。
例如车规级MCU产品的创新应用在汽车市场上推动了安全性、智能化、节能环保和电动汽车技术等领域的发展,它们为汽车提供了更高的性能和功能,提升了驾驶体验,同时也推动了整个行业的创新和进步。芯旺微电子携KungFu内核车规级MCU产品在汽车市场的创新应用成果,为展会观众带来了一场精彩纷呈的国产车规芯片应用方案展,场景涵盖汽车EPS、汽车Efuse、汽车中控屏、汽车风机、汽车空调压缩机、汽车前灯、转向灯、Tbox、VCU、汽车仪表、无线充电器、充电机、EPB以及方向盘等各个方面。
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随着汽车电气化和智能化的推进,对可靠性和安全性有着更高要求的车规芯片需求大大增加。在汽车电子展区,纳芯微展示了全面的车规产品布局,涵盖汽车三电系统、热管理、汽车照明等系统解决方案。例如在热管理系统上,纳芯微的NSM3012有抗外部共模磁场的功能,可以有效的抵御新能源汽车的强磁场干扰,为电子水阀处理器提供一个准确的角度信息;而其提供的OBC/DCDC半导体解决方案,专业且全面,其内部集成信号感知、隔离接口、功率驱动,可丰富产品满足多元需求。
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矽力杰半导体展示了其BMS AFE芯片SA63122和BMS AFE通信桥接芯片SA63000,据了现场工作人员介绍在功能安全管理认证体系的护航下,这两款芯片均严格按照ISO 26262功能安全开发流程设计研发,系统应用皆满足ISO 26262安全级别ASIL-D要求。此外,SA63122更是率先在国内获得ASIL-D认证的车规级BMS AFE芯片,典型采样精度达到了±1mV,不仅能够给汽车电池的安全运行保驾护航,也可以为储能系统提供安全保障。
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N32A455系列车规级MCU是国民技术面向汽车电子市场推出的车规级MCU产品,通过AEC-Q100车规高可靠性考核,采用40nm车规级工艺制程、搭载Arm Cortex-M4内核 + FPU,具有高处理性能、丰富的模拟外设与通信接口资源,以及硬件级安全和车规级高可靠性等优势特点,在智能车灯控制、电机控制、车身控制、虚拟仪表、智能座舱等汽车电子市场用途广泛。
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新能源“东风”下抢滩登陆第三代半导体市场
绿色低碳战略不断推进,根据国际能源署的《2023年电力市场报告》,尽管全球电力需求持续提速上升,但全球与发电相关的碳排放量在2023~2025年间将趋于平稳,可再生能源和核能将满足90%以上的增量电力需求,其中,可再生能源在全球电力结构中的占比将从2022年29%上升到2025年35%。
新能源“东风”下,半导体技术作为推动绿色能源转型的重要工具,越来越受到科研和产业界的瞩目,特别是第三代半导体材料,以其优越的物理特性和应用前景,正在给可再生能源领域带来变化,也成为全球半导体技术研究前沿和各国产业竞争的新焦点,其市场应用逐步开启,产业规模也不断壮大。展会上无论是国外厂商还是本土厂商,都在积极展示第三代半导体布局并大秀“肌肉”,以近两年产业链发展逐渐走向成熟的碳化硅为例,据行业媒体的不完全统计,展会现场近30余家国产碳化硅企业组团亮相,逾50家公司展示了碳化硅产品。
展会现场,Qorvo推出的第4代SiC FET产品系列扩充其1200V产品系列,能够灵活满足电动车总线电压提高到800V的工程师的需要,有助于设计师为每个设计选择适合的SiC产品。客户还可以根据特定的热力工况和运行条件混合搭配第四代产品,以实现价格和性能的组合。据悉,Qorvo提供额定电压为650-1700V的SiC FET产品和二极管,用于传统的开关模式功率应用,工作频率为几十到几百千赫,功率水平通常大于1kW。
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意法半导体同样在展示了交流和直流充电桩系统,采用颠覆性的SiC碳化硅技术,确保电动汽车(EV)充电的可靠性能和能效。此外,基于成熟的创新技术,并以丰富的太阳能应用经验为后盾,意法半导体还为30~50KW光伏逆变器提供解决方案,通过在升压部分使用H系列IGBT和H/G系列SIC二极管,可以帮助实现非常高的效率并减小元件尺寸。
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事实上,在第三代半导体领域的积极布局上,本土厂商也不遑多让。例如瑞能半导体展出了包括碳化硅器件组合,Si-MOSFET, 可控硅与功率二极管,IGBT 等功率分立器件,以及各类型功率模块如双极性功率模块,碳化硅模块,IGBT模块。瑞能持续研发并推出多种碳化硅(SiC)半导体器件,累计出货量累计达4000万颗,丰富的产品系列能覆盖光伏储能,工业以及新能源汽车应用的方方面面,更可以针对客户的需求提供定制化的解决方案。
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泰科天润在本次展会上展出1200V 80mΩ SiC MOSFET、650V60A混合单管和2000V系列产品,1200V 80mΩ SiC MOSFET具有更低的导通电阻,更低的开关损耗,更高的开关频率,更高的工作温度,Vth典型值超过3V。
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专注于碳化硅、氮化镓功率半导体的研发和制造的三安半导体,现场展示了包括SiC MOSFET、SiC Schottky二极管和GaN HEMT等关键器件,其中自主开发的SiC MOSFET产品和工艺平台备受瞩目。三安半导体还强调了其在碳化硅、氮化镓功率半导体领域的技术创新成果,不仅在国内外市场获得成功,还为行业发展带来新机遇。2023慕尼黑上海电子展现场图
扬杰科技展出了多款硅基与碳化硅基的产品,通过早地实现布局,涉足碳化硅产品研发设计多年,形成了多项专利等知识产权,已成功开发并向市场推出SiC模块及650V SiC SBD、1200V系列SiC SBD全系列产品。
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基本半导体也发布其第二代SiC MOSFET产品、工业级碳化硅功率模块——Pcore2 E2B模块以及门极驱动芯片系列新品, 进一步完善产品阵容。基本半导体第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圆平台进行开发,比上一代产品在比导通电阻、开关损耗以及可靠性等方面表现更为出色。
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瀚薪在展会上则推出新一代650V/1200V更低内阻的碳化硅MOSFET平台,650V达到13mΩ,1200V达到18mΩ,同时还有1700V 500mΩ的新产品应用于光储充辅源方案。此外,瀚薪推出了拥有自主专利的顶部散热封装—T2PAK,T2PAK封装体的尺寸加大,能够应用于更高功率操作的器件。2023慕尼黑上海电子展现场图
飞锃半导体携新一代SiC二极管、SiC MOSFET、SiC功率模块亮相,还展示了包括第二代650V 30/45/60Ω SiC MOSFET、第三代1200V 15/30/40/80Ω SiC MOSFET,该系列产品可采用15V栅极驱动电压、具有出色的开关和导通特性、通过高可靠性验证、以及优秀的体二极管反向恢复特性,可广泛应用于充电桩、光伏&储能、车载OBC/DCDC等领域。此外,现场飞锃还展示新的1700V 800Ω SiC MOSFET,在光伏储能系统的辅助电源、工业电机驱动系统、新能源系统等领域具有广泛的应用潜力。
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总体而言,随着整个电子产业积累越来越多的经验,无论是国外大厂还是本土的新芯力量们,都在从产品创新、技术升级、构建稳定供应链体系等方面深下苦功夫,力求进一步将这些积累转化为未来的技术与商业壁垒,从而赢得市场。同时,小慕也相信竞争之下,整个电子半导体产业也将愈发蓬勃,期待在不久后的慕尼黑华南电子展上,看到更多优秀厂商的角逐大湾区。
2023慕尼黑华南电子展
2023华南国际智能制造、先进电子及激光技术博览会(LEAP Expo)旗下成员展——慕尼黑华南电子展(electronica South China)将于10月30-11月1日在深圳国际会展中心(宝安新馆)举办。立足粤港澳大湾区,辐射华南、西南及东南亚市场,聚焦新能源汽车、储能、数据中心、智能座舱、智能家居、可穿戴医疗、工业、边缘AI、智能传感等热门技术应用,汇聚国内外知名企业,吸引行业优质买家及精英,为蓬勃发展的华南地区电子产业带来创新与活力,为经历复苏献力。
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