汽车、工业、AI行业大趋势下,安森美如何成为关键赋能者

2024-11-29 15:58:59 来源: 互联网
11月22日,以“创新致未来”为主题的安森美(onsemi)媒体沟通会在上海召开。
 
安森美总裁、首席执行官、董事Hassane El-Khoury向半导体行业观察在内的媒体分享了安森美公司的一些情况、推出的新产品,以及这些产品在市场尤其中国本土市场上的价值和重要性。
 

安森美总裁、首席执行官、董事Hassane El-Khoury
 
Hassane El-Khoury表示,在当前日益复杂的商业世界,安森美更加关注人类未来可持续发展的领域,包括汽车、工业和人工智能数据中心等领域。
 
安森美凭借其EliteSiC碳化硅系列方案、先进的Hyperlux图像传感器,以及新推出的Treo 混合信号与模拟平台等一系列底层技术来支持半导体行业技术的发展,希望能够通过自身在智能电源和智能感知方面的技术方案,助力打造高效的能源网络基础设施,以满足可持续能源的生产、储存和部署需求,与合作伙伴一起打造可持续的生态系统。
 
在汽车市场,安森美已拥有广泛的产品组合,据介绍,安森美目前约有500种产品应用于量产汽车中,包括碳化硅器件、硅功率器件、功率IC、传感器接口、图像传感器等诸多产品和解决方案,应用于视觉系统、车身控制、动力传输系统及逆变器等多个方面。其中值得关注的是,安森美是汽车CIS和超声波传感器市场的全球领导者,市场份额位列第一。这两项技术对于智能驾驶及ADAS的发展尤为关键,在性能、精确度和可预测性等方面为客户提供了充分保障。
 
Hassane El-Khoury表示:“这些成就源于安森美长期以来的技术积累,提供了先进的解决方案。如今,我们的产品线正从汽车领域向工业和人工智能数据中心等领域拓展。”
 
在推动工业创新方面,安森美的智能电源技术助力推动工业市场可持续能源的发展,以实现超高能效太阳能电池组、工业电源和储能系统;安森美的智能感知技术赋能工业4.0,助力打造更智能的工厂和楼宇,例如减少电机故障、提升移动机器人精度等,在降低故障损失的同时提升工作效率。
 
此外,在低功耗产品方面,安森美还有高精度的模拟信号产品,包括高精度模拟前端,在汽车和工业领域应用广泛,还能应用在医疗可穿戴设备,如血糖检测仪中。这些产品不仅能够提升人们的生活质量,还能通过ADAS系统来拯救人的生命。
 
另外,在当前火热的人工智能和数据中心市场,据权威统计数据显示,AI技术的普及与应用已显著推动了全球数据中心能耗的攀升,成为能源特别是电力消耗的一大推手,这也是人们在追求科技进步的同时,需要亟待解决的重要议题。
 
Hassane El-Khoury指出,从电网向人工智能数据中心的处理器输送电力过程中,电源经过四次以上转换,就会造成平均12%的能量损失。
 

 
对此,安森美积极布局,帮助降低了电力和散热成本,同时将发热造成的能源浪费减少了约1%
 
可见,作为半导体行业大趋势的关键赋能者,安森美致力于为电动汽车、能源基础设施、人工智能数据中心、工业自动化和医疗等诸多领域,提供独特价值,助力差异化增长:
 
  • 智能电源和智能感知方案的一站式采购
  • 性能稳定可靠的产品组合,帮助客户优化应用方案能效
  • 垂直整合的SiC供应链和本地采购合作网络,兼具系统级优化和灵活性
  • 全球化制造布局,满足客户需求
 
Hassane El-Khoury表示,安森美将助力提高新质生产力,深耕中国市场,共创可持续发展的未来。
 
  • 安森美发布业界领先的模拟和混合信号平台—Treo
 
如今,一个典型的人工智能数据中心机柜所需的能源几乎与电动汽车相当。为了应对这种不断增长的能源需求,提高效率成为支持AI数据中心大规模部署的关键要素。这意味着从电网到GPU的整个电力传输过程中,必须实现高效的电力转换,确保电网的电能能够顺利传输至GPU,从而避免能源网络的限制,促进数据中心的广泛部署。
 
上面提到,在电力从电网传输到GPU的过程中,至少需要经历四次转换,这与汽车中的能源转换过程有所不同。多次转换会导致较大的能量损失,特别是在整个电源系统的架构中。因此,减少这些损失,提高电源转换效率至关重要,以确保为GPU提供更多的电力。
 
安森美新推出的Treo平台,能够将能源以热形式的浪费减少1%。“尽管这1%看似不大,但在当今大规模部署的人工智能数据中心背景下,这节省下来的1%几乎等同于为多个社区或数据中心提供电力,具有重要意义。” Hassane El-Khoury表示。
 

 
安森美官微表示,随着汽车、工业、人工智能数据中心等众多行业的电力需求不断攀升,工程师面临着双重压力:既要提升性能,又要满足日益严格的环境标准和能效要求。此外,对于医疗可穿戴设备等小型低功耗设备,市场需求变化迅速,要求更智能化和增加功能来改善个人护理,同时能效和器件成本依然至关重要。
 
为了满足这些不断变化的需求,需要高度集成的电源和感知方案,以便提升智能化和能效,同时满足各种应用的多样化功率需求。
 
满足这些关键需求并非易事,因此安森美开发了全新的模拟和混合信号平台——Treo,该平台专门设计用于满足急需的能效、集成度和性能要求。Treo平台采用65nm Bipolar-CMOS-DMOS (BCD) 工艺技术,并支持1 - 90V的电压范围,将进一步扩展安森美的智能电源和感知技术,助力打造下一代电源管理IC、传感器接口、专用通信器件和可靠的标准产品。
 
据介绍,Treo平台由一系列不断升级且可重复使用的模拟、数字和电源IP构建块构成,旨在助力打造下一代电源管理IC、传感器接口、通信器件、标准产品等,以帮助确保下一代模拟和混合信号产品组合满足这些要求。
 
凭借这些能力,Treo平台可以提供本地智能化和计算功能,实现灵活配置,并显著提高终端应用的性能和精度,从而改善多领域功能、安全性和整个生命周期的质量。
 
  • 在汽车领域,高性能超声波传感器可将精度提高两倍,这意味着在泊车辅助应用中,它们可以探测到距离车辆更近的物体。由于具备探测更近距离物体的能力,泊车辅助系统可以帮助驾驶员在泊车时更有效地避开障碍物,从而提供更佳的防撞功能并提高整体安全性。
  • 在医疗健康领域,用于连续血糖监测仪(CGM)的超低功耗模拟前端(AFE)可以更精确地测量小至nA级的电流。这种精度对于检测血糖传感器产生的微小信号、确保准确的血糖读数至关重要。通过将多种功能集成到单个紧凑型芯片中,该平台能够将所需空间减半,并将电池寿命延长至数周。这意味着整个 CGM 设备的体积更小,佩戴更舒适,同时减少了更换次数以节省医疗费用。
  • 在数据中心应用中,Treo平台将使得安森美的智能功率级更紧凑,有助于提高向 GPU 和 CPU 供电的能效。这可以减少冷却需求并大幅节能,从而降低运营成本,减少对环境的影响,实现可持续发展。
 
Treo平台支持业界领先的1-90V宽电压范围,凭借其更宽的工作电压范围,Treo能够在单一封装中整合更多功能,从而降低设计的复杂性和尺寸,使客户能够集成从低功耗到高功耗的一系列功能。
 
Hassane El-Khoury强调,从技术层面来看,目前尚未有其他的BCD技术平台能在单一节点上实现从1-90V的宽电压范围。虽然有些公司提供了基于55纳米工艺的BCD平台,但这些平台的最高工作电压通常仅限于25V,无法满足人工智能数据中心和汽车市场对48V电压的需求。而安森美则能够支持高达90V的电压,因此完全能够满足48V的应用要求。安森美是目前市场上唯一一家具备这一能力的公司。
 
同时,Treo平台支持高达175°C的工作温度,某些型号甚至可以承受高达200°C的高温,能够更高效地直接在芯片上散热,从而降低物料清单(BOM)成本。此外,该平台还整合了先进的数字处理能力,可以提升最终产品的集成度和功能。
 
此外,Hassane El-Khoury在接受采访时指出,在制造工艺方面,Treo平台基于IP模块,提供类似于系统级芯片的集成环境。利用BCD技术,安森美在模拟产品和构建模块方面的交付速度可以与数字信号处理及纯数字产品的速度相媲美。据了解,安森美是市场上唯一一家能够实现这一点的公司。这意味着,基于BCD技术,安森美的产品交付速度能够达到系统级单芯片衍生品的研发速度。
 
综合来看,这些功能增强了安森美交付优化解决方案和定制产品组合的能力,使客户能够以前所未有的速度将产品推向市场。
 
Hassane El-Khoury表示:“基于BCD65技术的模块化IP生态系统,使我们能够构建更为广泛和多样的产品组合,加速产品的上市时间。”
 
据悉,目前已有多款基于该平台的产品开发完成,样品现已上市,其中包括电压转换器、LDO和多相控制器。部分产品面向大众市场,而另一些产品则是根据客户需求定制的。
 
从2025年开始,安森美将利用该平台开发更多种类的产品,包括电感位置传感器、10BASE-T1S以太网控制器、DC-DC转换器、多相控制器、汽车LED驱动器、电气安全IC、栅极驱动器等。
 
基于Treo平台开发的产品将在安森美位于美国纽约州东菲什基尔的先进300mm制造工厂中生产。这座现代化工厂不仅具备65nm技术制造能力,还通过了车规级和ITAR认证。
 
  • 汽车半导体产业,路在何方?
 
此外,本次活动期间还进行了圆桌讨论环节,安森美总裁、首席执行官、董事Hassane El-Khoury、国家新能源汽车技术创新中心芯片产业群总监张俊超、Omdia半导体产业研究总监何晖、盖世汽车研究院副总裁王显斌等嘉宾,围绕半导体技术如何为汽车产业注入新动力,共同探讨未来的挑战、机遇和创新应用落地话题进行了讨论。
 

圆桌论坛
 
1)针对2025年汽车半导体市场的预期?
 
Hassane El-Khoury表示:“我们不会盲目断言2025年将会更容易,我们会非常谨慎和警醒地对待这一年,就像对待2024年一样,这是公司业务平稳制胜的法宝。安森美在2025年会主要关注以下几个领域:首先是汽车市场,主要动力来自于中国持续地电气化推动;其次是工业市场,包括储能、能源基础设施等,我们看到行业需求有所改善。在能源市场,我们在功率器件方面已经是市场的领先者了,也会继续专注这个领域。
 
张俊超认为,汽车半导体市场一直在增长状态。从前几年缺芯,到近几年中国新能源汽车的增长,中国汽车半导体市场一定是增长的趋势。我个人预计2025年也会继续增长。有两点需要注意:第一,新能源汽车2025年渗透率可能达到50%甚至更高。相比传统燃油车,新能源汽车的半导体占比完全不是一个等级;第二,智能化、辅助驾驶和自动驾驶技术的普及速度非常快,这些功能已经从高端车型普及到低端车型。无论是智能化还是自动驾驶、辅助驾驶,都需要大量的汽车半导体来支持。因此,我认为中国的汽车半导体市场在2025年一定会继续保持增长态势。看好安森美在未来中国市场的表现。
 
何晖表示,2025年整个半导体市场相对于2024年并不会出现特别明显的增长。尽管今年第三季度开始,整个半导体产业开始复苏,主要原因在于去年的市场表现较为惨淡,经过今年的去库存周期后,产业逐步恢复了增长态势。今年半导体市场的主要驱动力主要集中在两个方面:一是存储器价格的回升,基本达到了理性水平;二是AI技术的推动,带来了GPU类和功率类元器件的爆发性增长。
 
看回汽车主题。中国的新能源汽车,无论是电动化还是智能化的步伐,都绝对领先于全球。传统汽车厂商正在学习中国汽车厂商以及新势力汽车厂商在半导体布局上的经验。何晖认为,汽车的电气化架构尚未完全确定,仍然有许多变化的空间。但在某些模块上,已经形成了一些成熟方案,甚至在引领产业发展。在中国,汽车半导体领域或许能够在生态系统建设方面树立一些模板,供全球其他汽车厂商参考。基于汽车半导体架构的生态系统,也有助于全球其他传统汽车OEM更快地推进其电动化和智能化进程。
 
王显斌表示,从中国市场来看,今年乘用车新能源汽车的渗透率大约为45%,预计明年将达到55%以上。目前ADAS(L2级以上)的渗透率今年约为40%,预计明年将达到50%以上。另外,涉及汽车半导体方面,一辆燃油车通常需要600到800个芯片,而现在的电动汽车则需要1000个以上。如果将这些数据联系起来看,随着全球市场电气化程度的不断提高,尤其是中国市场的渗透率持续上升,对半导体的需求将会越来越大。因此,我们对此持更乐观态度,认为汽车半导体市场在2025年开始将保持较为稳定的增长,但不太可能出现大规模、大范围的爆发式增长。尽管今年可能是历史上最好的一年,许多人认为2025年将相对艰难,但我个人认为,由于国内新能源汽车的快速渗透、全球新能源汽车的发展,以及国内智能化渗透率的不断提升,整个汽车半导体市场在2025年的需求依然会保持稳健。
 
2)近年来,汽车电气架构不断演进,这些变化促进了车辆内部数据处理能力,也促进了不少新型芯片的出现。未来会有哪些新的车用芯片技术或者产品出现,半导体公司会迎来哪些新机遇?
 
Hassane El—Khoury表示,过去几年汽车电气架构方面的变革让我感到非常兴奋。
 
首先,动力系统方面的变革,主要是动力总成方面的应用,例如,电动汽车的逆变器和车载充电器。现在,我们已经实现了双向车载充电器。在架构方面的进一步创新,使我们能够通过单一平台整合多种解决方案。传统的充电过程中,车辆在充电时无法行驶,而未来的解决方案将通过功率器件的组合,实现充电与行驶的兼容。这不仅可以降低成本和减小体积,还能创造更大的价值。从技术路线图来看,我们技术路线方面也做出了相应的改变,既有IGBT,也有碳化硅的方案。无论驱动器还是控制器方面都能够实现。
 
第二个是车辆控制架构从分布式控制向区域控制的转变。过去,座椅、中控台和引擎都是独立的。未来,车辆将向区域控制架构转变,每个不同的域都将有相关联的功能,内容和自主性也将得到增强。我们的新创新路径是实现区域之间更加智能的电源和功率控制。同时,我们还能够在中央控制器、中央计算机和不同区域之间进行更高效的通信,采用10Base-T1S或以太网的连接方式,取代传统的CAN网络或LIN网络结构。这是我们路线图中继续创新和扩展的方式,通过Treo平台可以实现这些目标。
 
以上提到的两种架构方面的变化能够使安森保持市场的研发领先的状态。
 
张俊超指出,通常汽车上用的半导体落后于其他行业两、三代,等到别的行业用得比较稳定的东西汽车才会用。然而,由于中国新能源汽车和智能化的快速发展,一些新的半导体技术也在迅速应用于汽车领域。
 
这使得某些技术可以在汽车上快速落地。例如集中式架构和高性能处理器的需求日益增加。在汽车E/E架构演进下,多种技术的融合是必然趋势,如快速接口,甚至未来的光通信等新技术都有望在汽车上优先应用。此外,网联化需要更先进的传感技术,包括更高的电压和功率密度,这些都是技术发展的自然体现。除了这些技术之外,汽车的电气环境越来越复杂,网络安全环境也变得更加复杂,包括电磁兼容性和安全性要求也越来越高。因此,业界需要关注这些方面,并开发更高安全性的芯片技术,以满足汽车行业的特殊需求。
 
何晖表示, 首先AI技术的普及对汽车行业至关重要,汽车可能是未来AI应用的最佳场景之一。许多AI技术将在汽车驾驶舱和车外互联中得到更广泛应用,这是传统智能手机难以达到的体验。这将带来更多的算力需求,以及图像和计算能力的提升。在从分布式域控向中央域控演进的过程中,传统的CAN和LIN架构将逐渐被以太网或光通信技术所取代。
 
其次,功率器件在汽车上的需求将大幅增加。48V系统的需求,以及AI带来的大算力要求,将对各个模块的电源消耗和电源管理提出更高的要求。这不仅增加了对功率器件的需求,还提高了对电源管理技术的要求。
 
第三,BCD平台在未来将变得非常重要。AI和能源是未来最重要的两大变化领域,这两方面对功率的需求将大幅增加。对半导体制造平台的BCD工艺要求将变得尤为关键。目前,许多国际一流的半导体公司都在积极向中国市场推广其BCD平台,这表明BCD平台在未来将对许多器件的发展起到至关重要的作用。
 
王显斌认为,随着产业的不断迭代,汽车首先会成为一个移动的分布式能源中心,因为一辆车平均下来会充60度电。第二,由于汽车本身的智能化程度越来越高,会变成一个分布式数据存储和计算中心。
 
从能源的角度出发,这种转变将催生出新型的芯片需求。例如,OBC、DBC以及V2G技术将成为关键组件。这些技术不仅支持车辆自身的电力需求,还能使车辆作为家庭、工厂或办公场所的备用电源。此外,芯片在电源管理和功率转换方面的作用将更加重要,不仅限于车载应用,还包括实现V2G功能后,对于超级充电站、普通充电站及目的地充电桩等基础设施的要求。
 
当我们从智能化或数据中心的视角审视,可以预见汽车将逐步演进为超级计算平台。当前,关于基于SoC实现的座舱与自动驾驶功能的融合,已成为行业讨论的热点话题。这促使我们在车规级半导体领域内,探索更多应用场景和技术方案。随着这类功能的实现,对图像传感器等关键组件的要求也将不断提高,对高效快速传输芯片的需求也将显著增加。
 
在快速算力发展的背景下,为了确保系统的高可靠性与长寿命,汽车设计中必须考虑冗余方案,包括电源冗余、驱动冗余、安全冗余等。同时,随着800V高压电气架构的发展,以及线控制动、线控转向、线控底盘等技术的进步,围绕汽车、基础设施、人工智能及存算一体化产品的创新层出不穷。
 
3)近年来,主机厂和芯片厂商的连接越来越紧密,无论从签订长期供货协议或者直接找芯片厂定做芯片,这种情况时常发生。这种情况下汽车供应链可能正在被改变,传统的Tier1的角色是否会被颠覆?
 
Hassane El—Khoury认为汽车领域供应链现有的模式会被颠覆。从2021年和2022年的供应短缺中就可以得到一些迹象。
 
如果主机厂想要以最快的速度集成最新的技术以及在芯片短缺情况下保障供应安全,主要的方式就是直接和半导体厂商进行合作。
 
之前讨论过在汽车行业半导体的技术可能落后了两三代,主要是因为半导体厂商的技术研发出来之后先给到Tier1供应商,已经花了几年时间,等集成到自己系统当中再给主机厂又过了三四年,新技术研发应用到汽车当中可能已经落后两三代了。
 
因此,安森美要做的是尽量减少开发周期,其中一个方式就是在新技术层面由芯片厂商直接和主机厂对接。
 
当然,传统的Tier1也并不是说没有机会,它也需要以更快的速度进行创新,革新他们自己的业务模式,使得他们的技术集成的速度能够赶上新技术的迭代速度。Hassane El—Khoury认为未来会主机厂和芯片厂商直接沟通的情况会持续存在,但这并不是全貌,Tier1仍然有一定机遇,但是他们也需要进行创新。他们需要提升自己的技术价值,能够解决主机厂面临的这些问题,这样才能保证自己的技术迭代的速度能够赶得上需求的速度。
 
张俊超:目前我还没有看到完全颠覆的情况。
 
现在这个阶段来说确实OEM和新能源厂商的沟通,包括OEM对于原来供应链控制模式的转换,直接和芯片、软件、Tier1打交道,形成多种模式混合的状态。
 
但是我们也要考虑另外一个问题,这种变化要考虑到某个区域产业环境的不同。以中国汽车产业为例,上游拥有众多半导体厂商,主机厂数量庞大,而Tier1供应商也有数百家之多。在这种没有绝对主导企业的市场环境中,供应链的演变不太可能完全排除Tier1。此外,汽车零部件种类繁多,除了我们今天重点讨论的电子电气架构外,还包括物理结构等多个方面,这些因素决定了这一转型过程将是一个长期的过程。
 
无论是半导体厂商还是传统的Tier1供应商,都应具备危机意识。芯片解决方案的提供商可能需要考虑如何承担起部分原本属于Tier1的角色,包括如何更好地与上游企业合作,以及如何应对软件系统性的挑战。这些都需要提前布局和规划。    
 
何晖:2022年前后,是中国整个能源车变化非常剧烈的一年,一些新的模块化系统集成厂商崛起,大部分集中在和智能化相关的领域里。这些厂商在硬件整合的能力之外,还有很强的软件以及系统开发的能力。他们在整个硬件架构上赋能了一些系统化的能力,又能很好地衔接主机厂的要求。之前汽车是一个100多年的传统工业,现在越来越像消费电子行业了,这完全是两个行业在碰撞和融合。这个当中会有一些冲突,一定会有一些新的中间角色帮助这两个产业做衔接,不管是传统Tier1做转型还是Tier0.5,都是在扮演衔接的角色,帮助传统的汽车行业更快地步入到智能化,更快地开发出一些新的功能。
 
何晖表示,智能手机的发展历程可以为我们理解当前汽车行业的变化提供参考。2010年前后,随着3G到4G LTE的过渡,智能手机开始普及,上游芯片厂商采取类似PC时代的模式,将芯片销售给市场上的各类手机制造商。到了2015年前后,产业格局发生了显著变化,许多小型手机厂商被淘汰,市场集中度提高,形成了几家大型巨头。这些大公司凭借规模和技术优势,开始与上游芯片厂商如高通、联发科等合作,共同定义芯片规格,以满足未来产品的需求。这一时期,OPPO、VIVO、小米等品牌积极参与产品定义阶段,确保芯片性能符合未来两年内市场的需求,从而缩短了产品从概念到上市的周期。
 
如今,汽车行业正在经历类似的转变。汽车电子的开发周期通常比消费电子长得多,大约需要5年左右。但随着汽车智能化的推进,主机厂已经开始与核心半导体公司,如英伟达、高通等,合作参与产品的早期定义阶段。通过提前介入,主机厂能够更准确地传达未来3-5年的技术需求,确保芯片设计更加贴近市场实际需求。这种合作模式不仅有助于缩短产品开发周期,还能提高最终产品的市场竞争力,加速汽车行业的技术创新和发展。
 
 

责任编辑:Ace

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