百余年历史的汽车产业,正面临颠覆性变革。随着5G、AI等技术日益成熟,“新四化”浪潮席卷汽车产业,电动化、智能化已然成为大批车企的战略发展方向。身处上游的汽车半导体市场有望迎来新的增长周期。


能源市场变革下的隔离芯片版图
不同于几年前短暂的“锂电热潮”,新能源汽车发展已经启动“加速键”。目前中国市场在售的新能源汽车多为混合动力汽车和纯电动汽车(BEV)。毕马威(KPMG)的一份最新报告显示,预计2030年,全球纯电动汽车的市场比重有望达到24%到近40%,这意味着,新能源汽车上必不可少的隔离器件市场将迎来爆发式的增长。


隔离市场长期以来一直被国外厂商垄断,国内数字隔离器行业起步较晚。观察国内产业,纳芯微是目前国内唯一能量产全品类数字隔离芯片的供应商。2013年成立至今,纳芯微始终聚焦于混合信号链技术,早在2015年就开始布局汽车芯片的研究与开发, 并于2017年成功实现中高量程压力传感器在传统燃油车上的批量装车,随后的几年间,纳芯微推出多款信号调理芯片及车规级MEMS 压力传感器芯片,广泛适用在机油压力检测、进气歧管压力检测、KPS曲轴通风箱压力检测等场景。在新兴的新能源汽车市场,该公司已推出多款适用于新能源汽车动力总成系统的相关隔离产品,涵盖数字隔离器、隔离驱动以及隔离采样芯片系列。



隔离的主要作用包括保护人身和设备安全,隔离噪声对高精度电路的影响,断开地回路。数字隔离芯片被认为是新能源车必不可少的关键器件之一,其独有的高耐压、高稳定性、长使用寿命性能是传统隔离技术无法比拟的。据了解,纳芯微数字隔离芯片系列均已通过全球最严苛的安规标准DIN VDE0884-11 加强绝缘认证。产品广泛适用于各种对安规要求极高的工业和汽车场景,如无线通信、工业自动化、智能电网、新能源汽车,光伏等领域。


截至2020年,纳芯微整个数字隔离系列产品已实现全品类覆盖,并已成功量产增强型隔离芯片,在隔离技术指标上已完全具备全球竞争力。


另外,隔离驱动系列产品已经在国内车厂如比亚迪、长城汽车、长安汽车等批量装车。隔离电流采样运放系列如NSi1200/ NSi1300系列可以直接“pin to pin”替代原有的国外厂商方案。集微网记者从销售人员获悉,目前国内已有超过五家重点客户使用该系列产品实现项目导入。隔离式电压检测放大器NSi1311系列产品的性能也达到全球领先的水平,定点至少5家大型车厂的平台型项目。


汽车产业向新能源倾斜的同时,也朝着轻量化和小型化的方向发展,由此导致的电池能量密度提升,必将增大系统噪声。换言之,利用隔离器件为动力总成系统降噪,提高控制精度正变得越来越重要。


在2021年慕尼黑上海电子展上,纳芯微展出50余款数字隔离、信号调理、传感器以及接口芯片产品在家电控制、智能穿戴、汽车电子等应用中的解决方案,其中多款自主创新产品的优秀表现填补了国内市场空白。除此之外,围绕新能源领域,纳芯微也重点释出应用在汽车电子领域的全方位智能产品布局。


汽车传感器与调理芯片全面布局
除了隔离器件,纳芯微还拥有温度、压力等传感器以及信号调理ASIC产品系列。其中,温度传感器已向通信、存储、可穿戴设备等消费电子行业批量出货。适用于冷链、智能家居及汽车等领域的温湿度传感器预计在今年8月开始预量产。



压力传感器除家电、工业控制检测等应用领域,纳芯微也看到了来自汽车市场的强劲拉货需求。针对传统燃油车,纳芯微的MEMS压力传感器芯片可广泛应用于发动机进气歧管压力检测、燃油蒸汽压力检测、VBS真空助力系统中,相关产品均已在国内车厂实现批量装车。在新能源汽车领域,尤其像电机等需要使用更多传感器的功能区域,该公司拥有NSPAS1绝压传感器芯片和NSPGM1表压传感器芯片等系列,可用于电池包热失控监控,真空助力器压力检测及座椅压力检测。


与此同时,纳芯微正在重点开发包括磁和电流传感器等产品系列。据透露,NSM 2011系列的集成电流路径的电流传感器目前处于测试验证阶段,计划在今年第二季度正式发布。车规级版本已开始向客户供样,预计会在第三季度或者第四季度发布。


此外,纳芯微的LIN总线接口的NSC9262汽车电容式压力传感器调理芯片今年已经通过上海一家较大规模主机厂的测试。 


值得一提的是,针对汽车制动系统等应用,纳芯微已推出NSA(C)9260X汽车级压力传感器信号调理芯片。该产品线对标比利时的迈来芯(Melexis)、瑞萨收入麾下的Integrated Device Technology(原“IDT”),去年出货超过500万套。


如今,智能汽车已成为全球汽车产业发展的战略方向,汽车电子占整车成本比重逐渐提升,未来几年有望突破50%,这也将带领车规级传感器行业进入快速发展通道。


技术优势下诞生的“芯”机遇

“车规级标准”的产品口号尽管吸引人,但一款真正的车规级产品须执行从设计研发、生产制造到测试标定的全流程严苛标准,同时对过反压保护能力、稳定性等多个方面均有严格要求。因此一款车规级产品从研发到量产至少需要两年的时间。不禁让人好奇,纳芯微是如何突围走到今天的?



据了解,纳芯微自成立之初便聚焦于传感器信号调理ASIC领域,后续基于ASIC,向前拓展了完整功能的传感器产品线,向后拓展了隔离与接口类产品。面向汽车、工业消费电子等领域形成了完备的产品组合。与此同时,该公司与其代工厂保持长期的独家战略合作关系,与后者共同优化生产工艺,并独家使用生产线,进一步加强了自身竞争优势。


另外,在客户实际应用方面,纳芯微能够提供包含软件及硬件在内的一整套“标定系统”,可助力客户实现从传感器设计到量产的目标。


展望未来,纳芯微将持续深化信号链芯片产品线布局,不断提升产品性能优势。随着全国实行国6排放标准,迎合低碳汽车发展趋势,纳芯微也将积极聚焦汽车市场,比如:增强在特殊环境中使用的压力传感器的耐用性,推出用于尾气再循环系统的压力传感器等。


隔离器件方面,该公司自2020年下半年开始已和国内头部客户进行定制化的开发。这些产品都基于本土应用进行创新,不是简单的完全替代,也不仅仅做功能上的跟随,而是在此基础上实现一些超越。


目前,半导体领域的国产化替代进程正在加速,加上汽车半导体史无前例出现大缺货现象,国外品牌供应短缺,一定程度上都给拥有技术优势与成熟产品储备的国内IC厂商带来重大的发展机遇。而在新能源汽车赛道上,传统车企、新造车势力和科技巨头们都在摩拳擦掌,市场竞争日趋白热化,行业洗牌加剧,半导体赛道也有望借此拉开实际差距。


在纳芯微看来,只有坚持不断自主创新,打造产品的差异化、极致化,才能借汽车带来的这场“东风”,在整合浪潮中脱颖而出。相信在不久的将来,纳芯微会成为国内汽车级芯片的头部供应商。