直面汽车“四化”新机遇,杰华特力争成为一站式车用模拟芯片提供商

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中国汽车产业电动化、智能化的快速发展,对本土供应链起到了积极的推动作用,优势产业得以进一步提升市场份额,后进产业也获得越来越多的上车机遇,半导体产业即为其中之一。

根据产业链统计数据,近年我国汽车芯片的国产化率整体已提升至10%左右,其中,功率半导体提升最为明显,根据集微咨询(JW Insights)数据,截至2023年H1,功率模块国产化率已超58%,但在模拟芯片等领域,国产化率仍较低。

作为汽车产业链自主可控的一部分,工信部提出2025年汽车芯片国产化率提升至20%的发展目标,此举受到了一众车企的积极响应。如东风汽车集团,计划于2025年将车规级芯片国产化率提升到60%。汽车市场新变局正带动包括模拟芯片在内的国产芯片快速上车,杰华特微电子股份有限公司(简称:杰华特)等一批先行布局汽车市场的芯片企业正迎来新的增长极。

汽车“四化”重塑供应链新格局

根据中汽协数据,我国新能源汽车销量已从2020年的136.7万辆提升至2023年的949.5万辆,年复合增速超过90%,并连续9年世界第一,预测2024年销量有望超1150万辆,继续引领全球汽车产业新变局。

伴随汽车电动化、智能化、网联化、共享化快速发展,正冲击原有的供应链体系。传统燃油车的供应链体系由国际企业所构建,他们在底盘、发动机、变速箱领域具备领先优势;而汽车电动化后,不再需要发动机和变速箱,对所必需的‘三电系统’,国内企业发展速度远快于国际企业,目前技术水平已处于领先地位。

“在车机交互、人车交互等智能应用领域,国内车企的心态也发生了很大变化,不再像国际车企挤牙膏式升级配置,而是积极拥抱新变化,努力推动新体验。”在杰华特汽车市场应用总监谢建宇看来,这些新变化,让车企更乐于在硬件方面加大成本投入,并保持极快的产品迭代速度。

同时,受过去3年汽车芯片缺货潮影响,为了确保中国新能源汽车产业的快速、稳定、高质量发展,国家也在积极推动汽车供应链的本土化发展,其中,国产化率极低的芯片领域,已成为重点扶持对象之一。

作为汽车9大类芯片之一,模拟芯片广泛应用于汽车电座舱、底盘、动力等场景,根据Oppenheimer统计数据,模拟电路在汽车芯片中占比约29%,其中53%为信号链芯片,47%为电源管理芯片。

伴随“四化”加速,汽车市场对模拟芯片的需求量呈持续增长状态,根据世界半导体贸易统计协会、IDC等机构统计数据,2020年汽车领域模拟芯片市场规模约142亿美元,2021至2025年的复合增长率预计达13.2%,远高于同期中国模拟芯片市场5.15%的年复合增速。

新机遇下,国内一批模拟芯片企业率先启动车用场景产品的研发与应用,其中,杰华特凭借在工业、通信领域的技术积累,于2020年正式进入汽车赛道,并快速构建“高可靠性电源应用中的MOSFET的驱动技术”“电池主动均衡控制管理技术”等技术体系,获得数十项汽车芯片核心专利,为杰华特全面进军车规级市场打下了坚实基础。

自研工艺平台敲开车用市场大门

行业周知,汽车电子市场大、附加值高,但投资回报慢、进入门槛高,成为此前阻碍国内芯片企业涉足汽车领域的重要影响因素。正所谓,“工欲善其事,必先利其器。”面对汽车“四化”新机遇,杰华特首先从自身技术优势入手。

资料显示,杰华特并非传统意义上的Fabless公司,而是国内少数同时具备自主工艺制造技术和多产品线设计开发能力的模拟集成电路企业,即“虚拟IDM”模式,除了具备电路、版图设计能力,杰华特还兼具工艺技术开发实力,可基于晶圆厂产线资源进行自有工艺的开发和改进,从而实现芯片更优性能、更高可靠性与效率,研发的产品也更适应于汽车电子等新兴应用领域。

凭借工艺研发团队的持续精进,杰华特构建了0.18微米的7~55V中低压BCD工艺、0.18微米的10~200V高压BCD工艺、 以及0.35微米的10~700V超高压BCD工艺等3大类工艺平台,自决定进军新能源汽车新赛道开始,杰华特就开始对如上3大工艺平台进行全方位升级改造。

其中,第三代中低压BCD工艺平台于2020年底启动升级,至2021年底完成改造,该工艺平台支持超大电流应用设计,性能达到业界先进水平,同时在工艺模块条件、提升制程品质等方面符合汽车电子应用规范,达成汽车电子芯片产品国内设计与生产的闭环,实现对汽车电子要求最高的大电流芯片覆盖。

针对国内没有可支持新能源全电压范围需求的高压工艺平台这一痛点,杰华特也于2020年年中开始对高压BCD工艺平台进行升级,并于2022年底完成优化改造,该平台的推出,不仅弥补了国内相关工艺的空白,还将杰华特的电池管理业务顺利拓展到新能源领域所需的高电压、高可靠性产品线。

随后,杰华特又于2021年年中启动超高压BCD工艺平台,并于2022年年中实现第三代平台迭代,该平台的提升,使得杰华特具备12吋晶圆工艺节点的能力,同时通过器件结构优化,进一步提升关键器件的性能。

针对以新能源汽车为代表的新兴领域需求,杰华特仍在持续提升“虚拟IDM”能力,据谢建宇介绍,“我们更先进的90nm工艺制程BCD平台也已经完成开发,该工艺平台能进一步提高车规级芯片的效率和功率密度,同时减少体积。”

在工艺迭代升级之时,杰华特还同步建立了覆盖可靠性标准AEC-Q100、功能安全标准ISO 26262等车规级标准体系,并以此为基础,将产品矩阵从高电压向大电流方向延伸,“我们也会布局信号链产品线,通过多产品线以及设计能力提升,给客户带来更多的价值。”

力争成为一站式车用模拟芯片提供商

得益于独具特色的“虚拟IDM”能力,杰华特面向汽车市场的各项研发项目陆续进入收获期,自2022年起,杰华特产品线持续取得突破性进展,推出了多款重磅车用模拟芯片产品。

其中,JWQ7065备受市场关注,这是国内首颗50A车规级高效率智能功率模块(DrMOS),具有高效率、高可靠性、高精度电流上报及芯片温度上报等特点,支持为多核CPU、GPU、DSP、NPU及SoC等应用方案提供50~300A大电流。

谢建宇表示,“杰华特在生产工艺方面处于行业先进地位,并结合公司过去在PC服务器领域的丰富经验,顺势推出了国内首款车规级DrMOS。”历经2023年的进一步扩充,目前杰华特已形成30A~90A DrMOS产品矩阵。

DC/DC类电源管理芯片也是杰华特针对汽车市场重点布局的产品线,JWQ5103即为其中代表之一,该芯片采用优化EMI(电磁干扰)的汽车级40V 3A封装方案,可较好解决车用场景中的电磁干扰问题,同时得益于自研工艺平台技术,JWQ5103在高频、高效、低噪声等特性上明显优于同类产品,适用于娱乐导航、摄像头、仪表、网关等超20个车用场景。

杰华特同步开发了多款车规级线性稳压器(LDO)芯片,可应用于智能座舱、辅助驾驶等领域。

事实上,作为车规级模拟芯片新玩家,杰华特正在加速完善其产品矩阵。据谢建宇介绍,基于持续迭代的工艺平台以及高质量管理体系,“我们致力于提供全套模拟电源管理方案,DC/DC和LDO已基本实现全产品覆盖;应用场景也逐步从智能座舱、智能驾驶进入到智能车身和底盘等领域。”当前,杰华特仍在继续丰富和补齐汽车产品线。

值得注意的是,杰华特也在极力避免同质化竞争,更高频率、更高功率密度、更小体积、更高性价比正成为杰华特产品迭代的新方向,谢建宇表示,“高附加值、国内较为紧缺、开发难度较高的产品线同时也是公司的核心竞争力。”比如功能安全ASIL D PMIC,用于自动驾驶控制器的系统供电。

展望未来,“公司力争为汽车行业提供优质的一站式服务,而不是只解决部分问题,助力客户的供应链管理和产品创新。”谢建宇同时称,公司将持续拓宽汽车赛道,推动汽车电子业务营收比重快速提升,期望成为补齐国内汽车产业芯片短板的重要一环。

责编: 邓文标
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