汽車產業在電氣化與智慧化的發展下,出現劇烈的變革,車用半導體的需求大幅提升,身在其中的車用半導體供應商勢必改變其市場布局。2021年意法半導體(ST)的總營收70%的來自車用產品,30%來自工業及個人電子產品中的電源解決方案。因此ST提出新的市場策略來因應汽車產業的變化,並協助客戶轉型。
意法半導體車用和離散元件產品部策略業務開發負責人Luca SARICA指出,汽車從傳統油車轉為電動及聯網汽車轉的趨勢,同時帶動了半導體的商機。順應這兩大趨勢,車用半導體元件數量飛速成長。為此,ST在電動車領域投入了大量資金,包含投資新的寬能隙(WBG)技術及解決方案,像是碳化矽(SiC)及氮化鎵(GaN)。尤其是在碳化矽領域,ST是車用供應鏈中較早提供解決方案的廠商,以協助客戶製造超高效能電動車。
在汽車數位化方面,ST投資開發數位技術FD-SOI,該技術配備嵌入式非易失性記憶體和相變記憶體(PCM),是ST Stellar MCU統一數位平台的主力。此平台主要適用於具備連接雲端功能的新型汽車,因為連接雲端所需的運算能力高出傳統汽車10倍以上。因此,ST Stellar統一數位化平台成為軟體定義汽車的重要基礎。
電動車創造新機
電動汽車開相較傳統油車,增加了四、五個新的元件。電動車所新增的四個主要電子模組,包含電驅逆變器、車載充電器、DC-DC轉換器及電池管理系統。電動車電子模組所包含的電子元件數量多,對於與ST相同的半導體供應商來說是一個新的商機。電動車新增的半導體元件的成本,扣除去常規電子元件,每輛汽車新增的半導體元件成本高達1,000美元,也就是說,新增的電子元件有九成都來自於電源設備。每一個應用、每一個電子模組都需要電源解決方案驅動,每一個應用也都需要像大腦般的數位化解決方案,而類比元件則會幫助驅動應用將「大腦」與電源連接起來。
另外,在電源領域,ST提供大量碳化矽功率模組及IGBT,這些產品可以有效減少汽車的二氧化碳排放量,並確保電動車每個電驅及電源轉換階段擁有最佳性能。在數位化領域,ST透過新的產品系列Stellar E,為電動車電源轉換系統打造專屬的MCU。
軟體定義汽車開拓市場
意法半導體車用和離散元件產品部車用微控制器事業部資深總監暨事業部策略辦公室成員Davide SANTO認為,軟體定義汽車為汽車產品帶來兩個主要的變化,包含創造新的使用者體驗,以及創造了新的商業價值。一方面,軟體定義汽車改造了車輛,讓使用者能夠靈活地使用軟體定義功能,享受更好的性能,包含人身及網路連線安全的保障。使用者還可以不斷為汽車增加各種新功能及服務。因此,汽車的價值也隨著時間不斷增加。另一方面,從汽車製造商的角度來看,由於製造商可以決定汽車的生命週期,讓汽車的生命週期延長許多,因此提高了服務品質。除此之外,製造商亦能透過軟體提供個人化的售後服務,帶來額外的收入外。
整體而言,面對汽車電氣化、智慧化與軟體定義汽車的趨勢,製造商也正在定義這個將多種功能整合到聚合單元中的新架構,目前將其稱之為網域控制站,也就是區控制器。這些架構需要基於穩定的硬體,並能夠解耦硬體和軟體的生命週期,這是必需解決的根本問題。對此,ST的Stellar平台能夠進行高效率整合,也部署了以硬體為基礎的管理程式,確保平台足夠安全,並提供即時虛擬化功能。同時,該平台可支援汽車製造商隨著時間新增功能、服務,以及多元的軟體升級需求。
在關鍵任務功能的使用上,為了確保資訊安全,針對各個應用進行完全的分離及隔離。提供先進的NVM技術和架構,管理多種韌體,並進行軟體無線更新,且不會有任何漏洞。也就是說,在增加或更新功能時,無需重新認證系統,便可以更快速地帶來營收,並加速開發週期。