科普| 一輛汽車到底需要多少芯片？

從應(yīng)用的角度，汽車上小到胎壓監(jiān)測系統(tǒng)TMPS、攝像頭，大到整車控制器、自動駕駛域控制器，都離不開各式各樣的芯片?？梢哉f汽車的智能化就是芯片的智能化。
如果說手機(jī)芯片是手機(jī)的“大腦”，那么汽車芯片也就相當(dāng)于是汽車的大腦。其中汽車芯片主要可以分為“功能芯片”、“功率半導(dǎo)體”和“傳感器”這三大類。
功能芯片（MCU）也稱為“微控制單元”，汽車?yán)锩娴碾娮涌刂葡到y(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)、動力總成系統(tǒng)、車輛運動系統(tǒng)等各種系統(tǒng)功能想要正常運行的話，均需要用到這類型的功能芯片才能得以實現(xiàn)，目前最流行的“自動駕駛系統(tǒng)”也離不開功能芯片。
汽車功率半導(dǎo)體主要運用在汽車動力控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、燃油噴射、底盤安全等系統(tǒng)當(dāng)中，其中傳統(tǒng)燃油車一般將它運用在啟動與發(fā)電、安全等領(lǐng)域；新能源汽車則需要大量功率半導(dǎo)體來實現(xiàn)車輛頻繁的電壓變換需求，此外，電動車的許多零部件中也少不了功率半導(dǎo)體的加持。
汽車傳感器是汽車計算機(jī)系統(tǒng)的輸入裝置，它的作用是把汽車運行中各種工況信息，如車速、各種介質(zhì)的溫度、發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)工況等，轉(zhuǎn)化成電信號輸給計算機(jī)，以便汽車處于最佳工作狀態(tài)。例如氧傳感器、胎壓傳感器、水溫傳感器、電子油門踏板位置傳感器等等。

綜上所述，汽車芯片對于一輛車來說是非常重要的，在功能芯片、功率半導(dǎo)體和傳感器這三大類型中，傳感器是市場份額最小的，如果沒有傳感器汽車甚至連油門都踩不動，現(xiàn)在，相信大家理解為什么缺少芯片就造不出來汽車。
一輛汽車需要多少芯片？

以往制造一輛傳統(tǒng)汽車一般需要用到500-600顆左右的芯片，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，如今的汽車逐漸由機(jī)械式轉(zhuǎn)向電子式的方向發(fā)展，汽車做得越來越智能，那么所需要的芯片數(shù)量自然就更多了。據(jù)了解，2021年平均每輛車所需芯片數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了1000顆以上。
除了傳統(tǒng)汽車以外，新能源汽車才是芯片“大戶”，這種車需要大量的DC-AC逆變器、變壓器、換流器等部件，而這些對IGBT、MOSFET、 二極管等半導(dǎo)體器件的需求量也有大幅增加，一臺好些的新能源汽車需要芯片可能達(dá)到2000顆左右，需求量十分驚人。
中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長李邵華指出，目前全球半導(dǎo)體行業(yè)的芯片規(guī)模在3000億美元～4000億美元之間。其中，車用芯片大概為400億美元左右，占比不到10%，顯然會造成車企在排產(chǎn)或者爭搶訂單時的弱勢局面。
從技術(shù)要求上來看，車規(guī)級芯片著實令大多數(shù)芯片企業(yè)望而卻步。消費電子芯片技術(shù)迭代非常快，而車規(guī)級芯片幾乎都是十多年前的技術(shù)，可技術(shù)雖然“過時”，但門檻卻并沒有因此降低。相反，車規(guī)級芯片對于性能指標(biāo)、使用壽命、可靠性、安全性、質(zhì)量一致性的要求之高，是消費電子芯片難以匹敵的。
相比于消費芯片及一般工業(yè)芯片，汽車芯片的工作環(huán)境更為惡劣：溫度范圍可寬至-40℃~155℃、高振動、多粉塵、電磁干擾等。由于涉及人身安全問題，汽車芯片對于可靠性及安全性的要求也更高，一般設(shè)計壽命為15年或20萬公里?！败囈?guī)級”芯片需要經(jīng)過嚴(yán)苛的認(rèn)證流程，包括可靠性標(biāo)準(zhǔn) AEC-Q100、質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS 16949、功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262等。
車規(guī)級芯片的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、長周期，將入行門檻一再拔高，這也直接導(dǎo)致了只有綜合能力或垂直整合能力非常強(qiáng)，并有本事將規(guī)模優(yōu)勢發(fā)揮到極致的芯片企業(yè)，才能將車規(guī)級芯片納入生產(chǎn)清單。放眼全球，這樣的車規(guī)級芯片企業(yè)也就恩智浦、英飛凌、西門子等少數(shù)幾家，僧多粥少，這也是導(dǎo)致汽車芯片供不應(yīng)求的另一原因。

我國正在努力建立起一個完善的汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)，解決我國汽車行業(yè)接下來發(fā)展中的短板。國內(nèi)車企中的比亞迪、上汽以及不少半導(dǎo)體企業(yè)已先后入局車規(guī)級芯片領(lǐng)域。