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专访泰矽微熊海峰:国产车规触控芯片的上下求索之路

发布时间:2022-08-29 06:29:41 来源:火狐体育新地址 作者:火狐体育手机进入

内容简介:  集微网报道,MCU市场遭“冰火两重天”,砍单潮与缺芯潮并行,背后原因直指供需关系。消费电子市场需求转向低迷,而汽车电动化、智能化变革加速,持续带动车用MCU的需求旺盛,业内人士纷纷预计到2023年下半年,汽车MCU的供应仍将保持紧张,车规MCU大厂英飞凌在最新一季的财报会议上也指出,其汽车MCU业务明年收入将超过20亿欧元,并在未来5年翻番。  过去两年多以来,汽车新技术不断渗透,对车用MCU的需求激增,而供应端,这一市场将近90%的份额都集中于恩智浦、Microchip、瑞萨、ST、英飞凌和TI六大芯片巨头。当时疫情之下,汽车制...

  集微网报道,MCU市场遭“冰火两重天”,砍单潮与缺芯潮并行,背后原因直指供需关系。消费电子市场需求转向低迷,而汽车电动化、智能化变革加速,持续带动车用MCU的需求旺盛,业内人士纷纷预计到2023年下半年,汽车MCU的供应仍将保持紧张,车规MCU大厂英飞凌在最新一季的财报会议上也指出,其汽车MCU业务明年收入将超过20亿欧元,并在未来5年翻番。

  过去两年多以来,汽车新技术不断渗透,对车用MCU的需求激增,而供应端,这一市场将近90%的份额都集中于恩智浦、Microchip、瑞萨、ST、英飞凌和TI六大芯片巨头。当时疫情之下,汽车制造商的错误预判使得这些海外大厂的供货严重紧张,加之地缘政治的影响等,国内汽车制造商产能遭重创。

  为助力中国汽车产业的发展壮大,长远构建稳定安全的国产芯片供应链,国产芯片厂商迎来了千载难逢的“国产替代”发展机会,近两年也确实有一批国产车规MCU芯片厂商相继入局并崭露头角,上海泰矽微电子有限公司(简称“泰矽微”)正是其中十分有代表性的一员。

  泰矽微创始人兼CEO熊海峰对集微网表示,“传统的国产替代是特指Pin-to-Pin的兼容替代,强调的是‘替’,这在当下依然有效,也激发出来非常多的商业机会。国产替代的另外一层更深层次的含义所强调的则是‘国产’,国产被赋予了更多意义与期待,尤其是关于创新和突破的期待。更具有生命力的‘国产替代’聚焦于创新与差异化而非跟随。这是挑战,更是机遇,因为历史赋予了国产创新者尝试和探索的机会。”

  立足自身优势,奔赴更有生命力的“国产替代”,泰矽微在创立之初就提出“MCU+”的概念。熊海峰表示:“我们想避开传统通用MCU的兼容产品开发思路,转而从具体的垂直市场需求精准切入,通过产品差异化创造竞争优势和不可复制性。当然,这也源于我们具备其需要的三大条件:一是从产品定义到架构设计再到芯片全正向设计的能力,选择走差异化路线就注定没有那么多现成的详细规格书可以参照甚至照搬的,一切都需要原创;二是算法开发能力,无论是触控,还是马达驱动,调光调色,或者是锂电电量计运算等等都离不开成熟算法的配合,三则是精准的客户开发能力和完备的客户支持生态体系。这三个基本条件每个都成为一部分潜在进入者的门槛。”

  这样的理念深入到泰矽微对汽车产品线的市场考察和设计定义中。历时2年,今年3月,泰矽微正式量产了首个车规系列MCU芯片TCAExx-QDA2,包含TCAE11A-QDA2和TCAE31A-QDA2两款芯片,深入汽车智能触控领域。

  对于为何首选车规触控芯片这一细分市场,熊海峰表示:“触控芯片是一个典型的MCU+方向,因为除了通用MCU功能,要实现车内一系列的智能触控应用,还需加上传感器接口电路、触控专用数模外设以及针对于不同触控应用场景的专用算法定制,在此基础上还要从软硬件全方面入手解决各种抗干扰问题,非通用MCU所能为。”

  更重要的是,该领域是绝对的增量市场。触控或压力按键MCU作为专用MCU 的一种,是汽车智能化发展关键的元件之一,不仅覆盖新能源汽车,还包括传统燃油汽车。进入智能汽车时代,汽车的属性正在从传统的机械硬件逐渐转变为智能移动终端,座舱领域率先开启新的人机交互方式,向“第三生活”空间迈进,集设计美学、科技感、舒适性于一体。由此,原先的机械按键被淘汰,智能表面、智能触控成为刚性需求,包括阅读灯、门把手、座椅调节、方向盘、空调、中控、档位调节、尾门按键、尾门脚踢、智能B柱等等,这些应用都使得对触控芯片的需求陡增。熊海峰表示,“每辆车上触控MCU的用量将从目前的平均4-5颗快速增长到20-30颗”。

  目前,车规触控MCU这一细分领域,主要被英飞凌、Microchip两家头部厂商所垄断,且持续性供不应求,国内玩家在车规电容触控按键领域一直缺位。因此,泰矽微触控MCU系列产品的量产发布不仅填补了该类车规芯片的本土供应链缺口,为后续汽车智能按键和智能表面应用的爆发提供了有力保障。同时,凭借其创新的产品和解决方案,泰矽微有望实现“入局即破局”。

  具体到产品创新,其中,TCAE11A-QDA2是对标英飞凌和Microchip电容触控的替代产品,它集成了基于两种原理的电容触控通道,搭配使用可获得更好的抗干扰能力,已有基于TCAE11A的应用产品成功通过业内最为严苛的大众TL81000 EMC规范中最高等级指标的测试。而TCAE31A-QDA2芯片在原先传统的电容触控基础上创新性地融合了压力触控技术,形成压力+电容触控双模SoC方案,实现3D touch功能,赋能更多汽车人机交互创新应用和可靠性设计。目前全球尚未有类似集单芯片集成产品面世,它填补的不单单是国产空白,也成为了全球首推。

  防水效果好:水流容易造成电容误触但难以造成压力触控的误触,压力和电容采用“与”的方式,水滴或水流同时触发的概率显著降低。另外,通过两种方式产生触发的精确时间和波形形态进行二次软件算法滤波与判断,可完全杜绝由于水造成的可能的误触现象。

  降低误触:压力+电容触控可消除由于静电、干扰以及无意触碰等导致的误触现象,大大提高可靠性。

  EMC测试更易通过:压力检测是差分输入,内在对共模干扰有很好的抑制作用,加上电桥等效阻抗低,接收干扰的功率低,抗电磁干扰的性能优异。电容电极类似天线,较容易受到干扰,EMC较难通过,但实现成本低。通过结合压力和电容可以发挥两者各自的优势,缩短开发和测试周期。

  压力检测装配方式灵活:可以采用表贴也可以采用悬臂梁,简支梁等结构,使用简易。

  综合来看,双模触控方案具有高可靠性、应用简单以及性价比高等诸多优势,在这场人机交互的变革中,双模汽车压力触控技术将扮演起不可或缺的角色,进而带动车载智能触控产业链技术的创新发展。

  熊海峰举例解释道:“电容触控+压感方式解决了传统单电容触控门把手防水性能差的老问题,实现了触控防水的创新与突破;泰矽微基于压感方式的金属表面多按键精准定位与高可靠触控专利技术,使得原先非常难以实现的金属表面触控按键变得异常简单,且避免误操作,提升安全性;此外,零重力座椅现逐渐成为中高端新能源车的标配,泰矽微的相关解决方案提供商基于泰矽微双车规触控MCU开发了零重力座椅控制板,多达10多路的压感+电容触控按键实现座椅的全方位调节,可实现科技感和安全性的融合。”

  现阶段,该解决方案受到了众多汽车客户的青睐,并获得多个主机厂和Tier 1的定点项目,最快有望于今年10月上车,未来,泰矽微仍将继续保持技术迭代,不断提升性能并降低成本。

  智能汽车触控芯片的量产及后续的上车导入,对于泰矽微而言,意义十分重要,实现了在车规领域从0到1的突破。未来,泰矽微也将基于现有的积淀,继续拓展汽车产品线。熊海峰表示,“对于国内的初创公司而言,入局投资大、周期长、门槛高的汽车芯片领域,产品定义十分关键但却又是最难的地方。如果推出一代产品而市场无人买单,这意味着产品定义本身有问题。在设计产品初期,就需要对标盈利市场,通过市场实际需求研判定位,勿好高骛远,忌跳跃性大。只有通过一定的创新取得市场基础落地,实现从0到1的突破后,再去创造1到100的更多可能性”。

  因此,在持续推进首款车规MCU量产的同时,今年7月,泰矽微启动ISO 26262功能安全流程认证,为开发功能安全芯片做好流程准备,稳步前行,以实现“打造平台型芯片公司”的战略目标。

  熊海峰表示,汽车芯片是一条需要长期坚持与持续性投入的路线选择,通常投入大、周期长、导入难度大,之前国内鲜有问津者,与以上特征有直接关系。

  但仿佛一夜间,所有国产芯片厂商都宣布开启汽车芯片产品线。不排除有部分企业是按照既定的规划有序导入车规产品线,不过在当下宏观环境中,更多则是为了生存,为了补血。“比较直观的辨别方式之一就是通过其流程方面的投入和执行情况,ASIL功能安全是其一。泰矽微在汽车方面的布局从成立的第一天就是既定的长期发展规划,这也是为什么我们可以在成立两年半后就正式推出了第一款车规触控MCU产品,而且市场定位和前瞻性非常精准。本着由浅入深,从简到难的大原则,泰矽微在汽车人机交互、汽车照明、马达驱动、电源管理、电池管理等方向均已进行了有序布局并将陆续推出各个系列化产品,逐个捕获确定性较高的绝对增量市场。”

  业界已普遍预计,智能电动汽车将成为继智能手机之后的下一个技术爆炸点,引领半导体行业进入新时代。美国半导体产业协会(SIA)今年2月发布的数据显示,2021年全球半导体销售额达到了5559亿美元,同比增长26.2%,刷新了历史记录。总体来看,去年全球共售出了1.15万亿片芯片,其中增长最快的是“汽车级”芯片。汽车的电动化、智能化革命是百年一遇的产业变革,从内燃机到纯电驱动,从分布式架构向集中控制,汽车正变成继电脑、智能手机之后第三代大型移动智能终端。2021年,汽车半导体的市场规模为500亿美元,IHS Makit预测这一市场将于2030年达到1100亿美元规模。

  置身于汽车半导体的高增速下,谈及公司的汽车业务的展望,熊海峰表示:“短期来看,我们的汽车业务营业额将占比30%,从现在发展第三年开始,基本要占到百分之七十以上。”

  国产芯片厂商向上发展路上,业内也不免存在一些担忧,尤其是有关下行周期、资本寒冬的忧虑。随着下行周期的到来,国产化的机遇窗口与红利逐渐逝去,新老玩家都要直面全球龙头企业的竞争,同台竞技下国内芯片厂商的未来之路是否会遭遇挑战?

  对此,熊海峰表示,国产化趋势已不可逆转,这一波汽车缺芯让主机厂深刻意识到芯片供应链安全的重要性,所以在供应方案上一般都会要求尽可能同步开发一套基于国产芯片的方案。任何供应紧张、产品涨价、服务支持等因素都会让国产芯片供应商有机会切入到供应体系。例如,触控芯片需要芯片供应商在算法、软件、硬件以及测试认证上提供深度支持,而且是基于单个项目的支持,而这些要求都是国外的芯片大厂难以满足的,但是国内供应商可以配备更多的支持资源,这也是客户极为看重的。

  同时,熊海峰谈到,对于半导体产业来说,尚未到达真正的业行下行周期,因为整体国产化率依然很低,万亿市场的量级依然存在。数据表明,国内前100的公司收入总和也就是2800亿左右,只有英特尔这样巨头一半的体量。如果按照赛道来划分,全球微处理器市场规模超过400亿美元,中国企业市场份额不足1%;全球存储器市场规模约1500亿美元,中国企业市场份额仅约2%。全球汽车半导体市场规模约565亿美元,中国企业市场份额仅约2.7%。

  但毫无疑问,中国半导体未来的发展即将步入“深水区”。熊海峰表示,越往后,和国际巨头间的竞争会越发困难,需要更多高质量的企业站在历史舞台的中间,所谓的“下行周期”和“资本寒冬”其实是良币驱逐劣币的必经之路,是行业发展过程中正常的波动和挑战。对于不具竞争力的公司而言是挑战,而对于具有核心竞争力的企业而言更多的则是机会,是整合的机会,是做大做强的机会,也是被特殊时期劣币驱逐良币后难得喘息的机会。

  泰矽微整体战略布局考虑较为全面,从短期和中长期分别做了产品规划和业务成长布局,同时保有足够发展的资金和发展过程中密切配合的产业合作伙伴。过去几年里,泰矽微先后开展了多次融资,获得了有利的资本支持,尤其是汽车产业方面的资本,可以带来大量产业链上下游的资源,进一步加速技术创新和市场化的过程。

  “低门槛应用的国产化芯片已然饱和并倒逼产业链全面升级,撬动中高端市场,国产芯片才能真正步入下一个增长周期。对于企业而言,市场空间依然广阔,但遍地是黄金的时代已经过去。切入中高端市场,基于精准的市场定位和恰当的产品定义,合并品质的进一步提升,才能在越发“内卷“的竞争格局中生存和谋求发展。”熊海峰强调道。(校对/萨米)