“1984年,意法半导体(ST)在中国设立了第一个办事处,成为首批在中国设立营业机构的国际半导体公司之一。
”1984年,意法半导体(ST)在中国设立了第一个办事处,成为首批在中国设立营业机构的国际半导体公司之一。从那时起,ST在中国逐步实现了完整产业链的战略部署,在内地拥有16个办事处,1家制造工厂以及约4,900名员工,分布在市场销售、设计研发、技术创新中心、生产制造、供应链管理和各种支持职能。如今,中国已成为ST亚太区业务的重要部分。
其中,新能源汽车能力中心是于2019年设立的,也是ST在亚洲首个新能源汽车能力中心。“中国市场有一些独特性,很多企业以前并没有汽车相关经验,并且本地客户数量也相较其他地区多很多,为了更贴近中国客户,我们成立了新能源汽车能力中心。” 意法半导体汽车市场及应用部,新能源能力中心动力总成及安全事业部高级市场经理付志凯日前借ST参加慕尼黑电子展之际,向记者介绍道。
中国汽车业务三部曲
付志凯介绍了ST中国区汽车业务发展的三个阶段。第一个阶段是自2005年起,ST在中国正式开展汽车业务,主要为国外的Tier1及整车厂进行配套服务。第二个阶段是从2011年起,随着中国市场的发展,本土客户的设计能力越来越强,一些客户开始需要定制化一些芯片,比如发电机调节器芯片、发动机芯片等,于是2011年意法开始重点加大针对本土厂商的产品开发工作。第三个阶段是2015年开始,随着汽车新四化潮流的兴起,中国汽车市场越来越成为全球瞩目焦点。几年间,中国汽车供应链也发生着巨变,车厂越来越多,供应商也从各行业开始涌入。
“最重要的问题是加快开发速度,以往汽车技术更新换代频率可能要超过十年,现在必须要两年内,这就对缩短开发周期,安全可靠性测试等提出了更严苛的要求。”付志凯说道,“为了针对中国市场客户多样化和需求多样化的特点,我们的新能源汽车能力中心应运而生。”
汽车市场的颠覆式创新
汽车新四化包括了电动化、网联化、智能化、共享化。ST作为基础元件供应商,主要通过提供数字化、电动化的产品,赋能新四化的建设。
无论是围绕数字化还是电动化,汽车架构都在进行着颠覆式创新。从ADAS到域,从车联网到新能源,越来越多,越来越快的技术导入,使得车厂需要更广泛的进行参与。“随着新能源系统架构改变,车厂愿意更深入地参与其中,我们也会针对不同客户进行支持,参与到深层次的前瞻技术探讨中,并且提供相应的硬件参考设计,以配合车厂加速产品开发。”付志凯表示。
此外,新能源汽车能力中心还和广大的第三方IDH配合,通过更多合作伙伴为客户提供更多支持。比如在此次慕尼黑电子展上,ST把小鹏汽车开到了展台上,引擎盖上放上了ST联合大湾区集成电路与系统应用研究院以及中科意创所开发的基于ST产品的参考设计,涵盖了包括电池管理系统、48V双向DC-DC、SiC主驱电机控制、48V逆变器以及燃料电池堆等方案。
付志凯在小鹏汽车前,引擎盖上的板卡来自ST和中科意创共同开发的解决方案
尽管能力中心的名称是新能源汽车,但瞄准的还是整个中国的汽车产业。付志凯说道:“中国如今汽车技术发展是引领全球的,从电池安全到监控唤醒等,所以我们可以更多的从中国发掘需求,并整理反馈到总部,从而实现符合中国需求的产品定义。”
针对汽车新趋势的三大举措
在2020年11月举办的ST投资者峰会关于汽车及分立器件(ADG)部分时,ADG总裁Marco Monti给出了ST针对汽车新趋势的三大重要举措,包括通过智能能源加速传统汽车的创新、扩展ST前沿技术产品组合以及专注新宏观趋势、差异化客户群三大趋势。
其中包括OLED、BMS、ADAS、第三代半导体、48V混动系统、Stellar 32位Arm多核实时MCU等,符合如今汽车电子的发展方向。
ST汽车电子亮点探寻
付志凯结合中国市场自身情况,对重点技术给予了解读。
Stellar高集成度MCU
随着汽车电子功能越来越多,需要数十甚至上百个ECU,同时软件也呈现爆炸式增长,对电子电气构架带来了巨大的挑战。为了保证数据处理及时准确,网络安全优化,可扩展性以及简化开发等,通过数个域控制,是汽车电子电气架构的未来最优解。付志凯表示,域、区域需要具有高计算能力和专用功能的MCU嵌入式存储器,用于实时操作和空中软件更新。
因此,ST开发了Stellar系列高集成度MCU。Stellar内置Arm Cortex-R52多核处理器,有些内核是以锁步方式运行,有些内核采用分核运行模式,并具有2级存储器保护单元和低延迟的通用中断。新MCU适用于达到汽车功能性安全标准ISO 26262的最高安全完整性等级ASIL-D的硬实时应用。新产品还有多个性能强大的加速器,用于安全数据路由、数据处理和运算功能 ,支持先进安全功能和各种通信命令与控制。
同时,Stellar引入了最先进的硬件支持虚拟化的处理器、服务质量设置、外设隔离,以及芯片互连层面的资源隔离等新功能。这些功能确保软件功能隔离没有相互干扰而且安全,独立的应用软件或虚拟ECU电控单元可以在同一颗MCU芯片上共存,支持同时存在多个ASIL安全级。
付志凯表示,Stellar采用了28nm FD-SOI工艺技术,兼顾了功耗及性能。同时,集成了非易失性相变存储器(PCM)。PCM读取速度快,具有闪存没有的单一位可修改功能,确保无线(OTA)不关机更新,即使更新整个存储器也不需要关机。除了更高的升级灵活性和更多的擦写次数外,运行期间单一位动态修改(无需擦除)通过刷新位消除单一位错误,扩大了安全性设置,并延长了存储器的使用寿命。
第三代半导体
第三代半导体材料具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点,可以满足现代电子技术对高温、高功率、 高压、高频以及高辐射等恶劣条件。尤其是可以解决电动汽车在续航及充电上的不足。
如图,目前ST在硅、SiC及GaN上都有相应或规划的产能布局
为了满足供应安全和成本优化,ST正在加大力度进行第三代半导体生产的研发及并购,2019年底,ST完成对碳化硅晶圆厂商Norstel AB的并购。2020年,ST收购了GaN创新企业Exagan多数股权。
付志凯表示,除了在车载充电器(OBC)上,GaN还将应用于包括激光雷达驱动、数字音频功放等方向。
展会亮点一览
此次展会上,除了亮眼的小鹏汽车之外,ST还展示了多款极具特色的产品,包括:
汽车域电源管理解决方案:域作为汽车运算决策的中心,其功能的实现依赖于主控芯片,主控芯片算力的提升成为汽车智能化升级的核心之一,其结构形式正由 MCU 向异构式 SoC 芯片方向升级。为支持汽车域、尤其是自动驾驶域高算力SoC所要求的大电流供电需求,ST新推出了一系列电源管理芯片STPM801、STPM802、STPM098、STSHB50。
电动汽车VCU解决方案:ST的VCU方案以PowerPC架构的车规级MCU为核心,辅以高度集成的U-chip(L9788) 芯片,能够帮助客户快速构建整个系统。为帮助客户快速建立满足Autosar和功能安全需求的整车,缩短客户开发时间,ST联合第三方设计公司上海革路电子科技有限公司,开发了VCU的参考设计。
ST 创新型All-In-One (O)LED 汽车尾灯驱动方案:为应对更多发光单元和更加复杂的动态显示效果的尾灯设计趋势,ST新推出的尾灯驱动产品L99LDLH32,通道数量多并集成特有的CAN-FD Light接口,可以构成一种全新的分布式尾灯控制方式。各个尾灯驱动与尾灯ECU之间通过CAN-FD Light接口组成一个独立的尾灯网络,非常适用于空间跨度大(比如贯穿式尾灯)的尾灯布局和高像素数字化调光的应用场合。
ST正在通过自己的创新、投入与承诺,并结合广泛的合作伙伴,以及紧密的客户合作关系,不断降低汽车电子系统的开发门槛,以应对中国汽车产业对于创新的需求与渴望。