"未來幾年,電動汽車的銷量增速有望超過50%,2017年全球電動車銷量超過122萬輛,同比增長了58%。2018年,電動車銷量明顯提速,1~4月,全球電動車銷售達(dá)到43.55萬輛,較去年同期增長了68.18%,銷量呈現(xiàn)出加速增長的態(tài)勢。受益于政策支持及銷售補(bǔ)助,預(yù)計(jì)全球及中國新能源電動車銷量的復(fù)合年增長率將達(dá)到32%,這將帶動相關(guān)半導(dǎo)體,電子產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展,汽車作為拉動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三駕馬車之一絕非虛言。作為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的標(biāo)志,新能源汽車顛覆傳統(tǒng)燃油車,將電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化疊加融合已成大勢。"
汽車電動化的獨(dú)特特征
①電動機(jī)可分散配置控制。發(fā)動機(jī)的小型化很難,再加上燃料供給以及冷卻排氣系統(tǒng)等,一臺汽車搭載多個發(fā)動機(jī)是不可能的,但是電動機(jī)可以做到很小,甚至小到可以裝進(jìn)車輪中,能量的供給只要電纜的配線沒有問題就行,因此分散配置動力成為可能。
②可準(zhǔn)確把握路面狀況。因?yàn)殡妱訖C(jī)一直檢測電流值,因此可以精確的追蹤在車輪上發(fā)生的轉(zhuǎn)矩,但在發(fā)動機(jī)的情況下,轉(zhuǎn)矩和消耗燃料的關(guān)系不一定是圓滑的圖形,這種測定是不可能的。
③通過運(yùn)動控制可提高汽車經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)汽車輪胎與路面貼合旋轉(zhuǎn)方向時,實(shí)際上有相當(dāng)程度的空轉(zhuǎn),遺憾的是一般駕駛者很難體會到這種感覺,空轉(zhuǎn)會導(dǎo)致實(shí)際車速和車輪速度是存在一定差距。
功率半導(dǎo)體需求增加
新能源汽車新增半導(dǎo)體用量中大部分是功率半導(dǎo)體。在傳統(tǒng)汽車中,功率半導(dǎo)體主要應(yīng)用在啟動與發(fā)電、安全等領(lǐng)域,占傳統(tǒng)汽車半導(dǎo)體總量的20%,單車價值約為60美元。
由于新能源汽車普遍采用高壓電路,當(dāng)電池輸出高電壓時,需要頻繁進(jìn)行電壓變換,這時電壓轉(zhuǎn)換電路(DC-DC)用量大幅提升,此外,還需要大量的DC-AC逆變器、變壓器、換流器等,這些對IGBT、MOSFET、二極管等半導(dǎo)體器件的需求量也有大幅增加。
IGBT快速增長
功率半導(dǎo)體是電動車成本占比僅次于電池的第二大核心零部件。新能源電動車動力產(chǎn)生和傳輸過程與汽油發(fā)動機(jī)有較大差異,需要頻繁進(jìn)行電壓變換和直流-交流轉(zhuǎn)換。加之純電動車對續(xù)航里程的高需求,使得電能管理需求更精細(xì)化,這些對IGBT、MOSFET、二極管等功率分立器件的需求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車。
作為新興功率器件,IGBT在汽車需求的帶動下,將出現(xiàn)爆發(fā)式增長。隨著新能源汽車的普及,IGBT作為重要的功率器件,受到了廣泛的關(guān)注。IGBT模塊在電動汽車中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,是電動汽車及充電樁等設(shè)備的核心部件。
碳化硅的突然激增
隨著電動汽車以及其他系統(tǒng)的增長,碳化硅(SiC)功率半導(dǎo)體市場正在經(jīng)歷需求的突然激增,但需求也導(dǎo)致市場上基于SiC的器件供應(yīng)緊張,促使一些供應(yīng)商在棘手的晶圓尺寸過渡期間增加晶圓廠產(chǎn)能。一些SiC器件制造商正從4英寸晶圓過渡到6英寸晶圓。
SiCMOSFET比IGBT具有更快的切換速度。它還降低了開關(guān)損耗,同時降低了中低功率水平下的傳導(dǎo)損耗。它們的工作頻率是IGBT的四倍。由于更小的無源元件和更少的外部元件,因此可以減小重量、尺寸和成本。
電池技術(shù)決定電動汽車上限
作為電動汽車最重要的核心動力,目前日本、美國和歐洲正在全力研發(fā)新一代固態(tài)電池,具有成為動力電池主流技術(shù)的潛質(zhì)和前景。
而自2008年鋰離子動力電池應(yīng)用于電動汽車到今天已經(jīng)超過10年,實(shí)際裝車產(chǎn)品的能量密度提高了2.5倍,實(shí)現(xiàn)了動力電池領(lǐng)域百年來革命性的突破。
下一代電機(jī)驅(qū)動關(guān)鍵技術(shù)
下一代電驅(qū)動產(chǎn)品特征應(yīng)該是以集成化、模塊化、定制化、新材料和新工藝的應(yīng)用達(dá)到整車對電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)高效、高功率密度、高可靠和低成本的要求,電機(jī)系統(tǒng)則要在器件、模塊,包括電磁兼容、功能安全、健康管理、下一代寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)等方面來進(jìn)行攻關(guān)。
傳感器和執(zhí)行器的計(jì)算要做更深一步的性能提高,才能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。控制器的主芯片單片機(jī)除了需要有更高的計(jì)算功能外,還需要提供更高的價值。價值在哪里?傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動,在逆變器中有解碼芯片,芯片能讀取電機(jī)轉(zhuǎn)速與位置。新一代的單片機(jī)自含硬件模塊,DS-ADC能夠代替旋變解碼芯片,集成在單片機(jī)之內(nèi),節(jié)省部分成本,功能完全滿足需求。
半導(dǎo)體新材料有望替代現(xiàn)有材料
2018年5月名古屋大學(xué)教授天野浩利用為他贏得諾貝爾獎的研究成果——藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)成功研發(fā)出節(jié)能效果出眾的半導(dǎo)體材料。目前已經(jīng)找到了將這一材料應(yīng)用于空調(diào)等家電產(chǎn)品的辦法。天野教授還與豐田汽車工業(yè)公司和電裝公司等民間企業(yè)合作,力爭在兩年內(nèi)降低成本并投入實(shí)際使用。
一旦制造成本降至百分之一以下,這種新產(chǎn)品就有望替代使用硅和碳化硅制造的現(xiàn)有功率半導(dǎo)體。功率半導(dǎo)體材料不僅可以用于家電,在研發(fā)競爭激烈的電動汽車領(lǐng)域也備受期待。
總結(jié)
電動汽車普及,首先沖擊的還是傳統(tǒng)汽車制造商。消費(fèi)者轉(zhuǎn)向電動汽車之后,對燃油汽車的需求就會減少,直接影響到傳統(tǒng)汽車廠商的營收。當(dāng)然,如果傳統(tǒng)汽車廠商先于消費(fèi)者向電動汽車轉(zhuǎn)型,在制造燃油汽車的同時也開始制造電動汽車,電動汽車營收的增加,還能減輕燃油汽車營收下降的沖擊。
電動汽車的普及,則會加速汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,同傳統(tǒng)的燃油汽車相比,電動汽車在半導(dǎo)體元器件方面的花費(fèi),是傳統(tǒng)燃油汽車的2到3倍,電動汽車的普及毫無疑問會加速汽車半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,使其成為電動汽車普及的一大贏家。
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史海拾趣
隨著下游電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代和手機(jī)的快速普及,力芯微公司敏銳地捕捉到了這一市場機(jī)遇。公司及時調(diào)整研發(fā)方向,推出一系列低壓低功耗的電源類產(chǎn)品,成功進(jìn)入手機(jī)市場。這一轉(zhuǎn)型不僅使公司實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的多元化,也為公司帶來了新的增長點(diǎn)。
隨著全球進(jìn)入數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化時代,電子元器件市場發(fā)生了深刻的變化。Fair Rite積極應(yīng)對市場變化,通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā),不斷推出適應(yīng)新需求的產(chǎn)品。例如,公司針對EMF/EMI干擾較嚴(yán)重或容易出現(xiàn)導(dǎo)漏流問題的情況,推出了EMI抑制鐵芯線圈(SM-BL系列),幫助客戶節(jié)省PCB空間并降低干擾信號。同時,F(xiàn)air Rite還注重滿足客戶的性價比需求,為每個新產(chǎn)品進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)和質(zhì)量驗(yàn)證(遵循ISO9001:2008標(biāo)準(zhǔn)),確保其在不同應(yīng)用場景下穩(wěn)定可靠。
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CalAmp公司以其卓越的無線產(chǎn)品、設(shè)備和方案供應(yīng)能力,贏得了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。某年,CalAmp與全球知名的電子分銷商Mouser簽署了全球分銷協(xié)議。這一合作使得Mouser能夠備有CalAmp公司的一系列產(chǎn)品,如UHF和VHF收發(fā)器模塊、遙感勘測模塊以及適用于不同頻帶的無線通信裝置。這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種無線通信領(lǐng)域,其方便快速集成的特點(diǎn)大大加快了客戶產(chǎn)品的上市時間,同時提供了性價比極高的無線解決方案。這一協(xié)議的簽署不僅進(jìn)一步鞏固了CalAmp在全球無線產(chǎn)品市場的領(lǐng)導(dǎo)地位,也為Mouser帶來了更多的業(yè)務(wù)機(jī)會。
為了確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和可靠,Control Sciences Inc建立了一套完善的質(zhì)量管理體系。公司從原材料采購、生產(chǎn)過程到產(chǎn)品出廠,都實(shí)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制。同時,公司還引入了先進(jìn)的質(zhì)量檢測設(shè)備和方法,確保每一臺產(chǎn)品都符合客戶的要求。這一舉措使得Control Sciences Inc的產(chǎn)品在市場上贏得了良好的聲譽(yù)。
近年來,EPSON積極響應(yīng)數(shù)字化時代的趨勢,不斷進(jìn)行技術(shù)革新和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。公司加大了對人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的研發(fā)投入,推出了一系列智能化、數(shù)字化的電子產(chǎn)品和解決方案。這些創(chuàng)新產(chǎn)品不僅滿足了客戶日益多樣化的需求,還進(jìn)一步鞏固了EPSON在電子行業(yè)的領(lǐng)先地位。同時,EPSON還積極推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型在內(nèi)部管理、供應(yīng)鏈等方面的應(yīng)用,以提高企業(yè)的運(yùn)營效率和市場競爭力。
在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時,AUK Contractors Co Ltd也積極履行企業(yè)社會責(zé)任。公司不僅嚴(yán)格遵守環(huán)保法規(guī),還積極參與公益事業(yè),為社會做出貢獻(xiàn)。此外,公司還注重可持續(xù)發(fā)展,通過節(jié)能減排、循環(huán)利用等方式降低對環(huán)境的影響,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的雙贏。
這些故事雖然基于虛構(gòu),但反映了電子行業(yè)公司可能經(jīng)歷的典型情境和挑戰(zhàn)。希望這些故事能夠?yàn)槟峁┮恍﹩l(fā)和參考。
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