从动力更迭到空间转换，重新定义一辆汽车—贸泽与你大咖说精彩六问

发布于2023-12-26

百年汽车工业正在经历文艺复兴式的创新颠覆。在电动化、智能化的技术浪潮下，在全球能源变革的时代大语境下，汽车无论从功能属性、空间属性还是价值属性上，都在发生多重的变化和延展。

那么，如何重新定义现在的汽车？过去几年那句很流行的“软件定义汽车”，也只说出了一部分。

从内燃机到电驱动的动力更迭，从出行代步工具到移动的“第三空间”的价值延伸，带来的不只是智能电子系统在汽车中的比重不断增加，更是汽车产业与电子科技与数字技术的持续融合。高级辅助驾驶（ADAS）、智能座舱基本已经成为现代智能电动车的标配，同时车身、动力总成、底盘与安全等系统的全方位升级，更将带来从传感器到MCU，从存储到连接，从功率器件到数字芯片的全面创新。变化的不仅仅是一辆汽车，而是跨越产业链的技术创新和范式转变。

今年最新一期的“贸泽与你大咖说”，我们花了3个多小时谈论车。来自全球智能电源和感知技术领导者安森美和车用连接器、天线技术的领先制造商安费诺的两位大咖专家携手坐镇直播间，围绕车载电源技术、ADAS、座舱监控、高级影音娱乐系统、车载以太网等多个热门话题和技术应用，展开了一场深度探讨。

三小时直播，精彩技术干货不容错过。以下是贸博士为你精选梳理的技术干货，一文回答你可能最需要了解的六个问题。

本期大咖专家：

onsemi 中国区汽车市场技术负责人、碳化硅首席专家吴桐

Amphenol 汽车产品营销总监张贤焕   

问题一：如何定义现在的汽车？

张贤焕：我是差不多1997年前后有自己的第一辆车。那时候的车就是“四个轮子+发动机再配上一个变速箱”，人们对车的定义就是一个非常简单的代步工具，把人从甲地送到乙地。现在的汽车则已经完全不同。除了外形上变得越来越科技感外，更多的互联功能、智能化应用在车内实现，汽车的能源驱动发生了巨大的变化。这些都带来对汽车的重新定义。现在汽车更新换代的速度也越来越快，平均2-4年一换代，以前可能要10年。这也预示着汽车正从工业级产品转变为消费级产品。

吴桐：我的第一辆车是一辆日产天籁（Altima），是我刚到美国读书时的第一个星期买的，因为在美国没有车寸步难行。这就是一辆俗称的“买菜车”，除了踩油门、刹车外，几乎没有花哨的功能。而现在的智能电动汽车，让人开始很享受“开车不当司机”的感觉，并且你作为乘客的体验因为有各种各样的智能娱乐体验而越来越好。汽车不再只是单一的代步功能，可以看电影、唱K等各种娱乐活动，简直就跟在家里的客厅里一样。而且真的就像很多人说的，一旦你开上了智能电动汽车，就很难在切换回传统的油车了。

问题二：全球车市洗牌中，油转电、智能与互联趋势，怎样构建汽车工业新秩序？

在智能化、电动化浪潮之下的全球车市，正在经历一轮大洗牌。从交通代步工具，到“家、工作场所之外的第三生活空间”，汽车工业的新秩序也在这个过程中构建。那么，围绕智能电动与互联，全球的科技大厂们都在做什么？

张贤焕：全球汽车市场的大洗牌，最重点的一个趋势就是“油转电”。

由上表中的预测显示，电车的成长速度明显高过油车，到2035年以后，电动汽车市场占比将正式超过燃油车。全球主要国家都已经公布了各自的燃油车禁售时间表。

所以，这个趋势显然已经是不可逆的。

吴桐：过去三四年来，整个汽车产业经历了很多的变化，作为一个半导体供应商，这几年的感触太多了，我们经历了供应链的缺货，经历了汽车出货量、销量的猛增，汽车产业的变革可以说是日新月异。而这个汽车市场不再像前几年那样大家都是平稳地做生意，我们现在有了更多的创新机会，当然也有更多新的挑战。除了电动化趋势，智能互联也是汽车未来发展的确定趋势，围绕汽车成为第三生活空间的技术与应用主轴主要包括：第三生活空间的技术与应用主轴：影音娱乐、ADAS、车载以太网、互联、自主驾驶，最近几年还加入了储能V2G等相关的一系列能量传输的功能。而安森美近年来也正是围绕着两大方向在部署，一个是智慧能源（Intelligent Power），一个就是智慧感知（Intelligent Sensing）。

汽车和工业是目前安森美重点发展的两大赛道。2023年Q2，公司超过五成营收来自汽车领域。近几年来公司和国内很多的汽车主机厂都有长期的深度合作。

在汽车的电动化、智能化应用中，onsemi可以提供包括SiC、功率IC、电源、图像传感器等等车内各个节点所需的电子元器件、模块。可以说，我们在做的是提供智能电动汽车内所有“点”的元器件，但还需要和像Amphenol等更多产业链厂商一起合作，把点连成线，再变成面，最终才是一辆完整的智能电动汽车。

张贤焕：的确，在智能化趋势中，关键技术包括感知技术，以及信号的完整性和高速传输，这是未来汽车在实现智能驾驶方面两个非常重要的因素。

针对汽车的电动化和智能化，安森美和安费诺都有相应的解决方案：

安森美电动汽车方案

安森美先进的智能电源方案在功率密度、效率和可靠性上表现出众，为电动汽车技术变革可靠的供电保证。而ADAS 和自动化系统使现代车辆实现半自动化，提高了安全性，减少了事故伤亡，安森美先进的CMOS图像传感器可以应用于前视、侧视、后视、环视摄像头系统，使的汽车的安全等级进一提高，向着全自动驾驶的目标又进一步。

安费诺智能座舱方案

安费诺先进的汽车智能化整体应用方案，丰富的产品配置可以显著提升ADAS，无人驾驶、摄像头、V2X、影音娱乐等信号连接、发送和接收的稳定性与可靠性，紧凑、复合的连接技术方案可显著节省现场应用空间。例如：在ADAS系统中通常包含各种连接器件，通常用于连接传感器、执行器和其他组件。连接器需要支持高速数据传输并承受振动和温度变化，提供优越的电气性能和电磁干扰保护，满足汽车应用环境的严苛要求以提供安全的连接来传输数据。安费诺所提供的车载连接方案。有着坚固、可靠、紧凑、高性能的特点，可满足所有ADAS应用场景的特定需求。

问题三：影像传感技术对智能汽车而言扮演着怎样的角色？还有哪些关键技术？

吴桐：如果把汽车比作一个人的话，其中最重要的一个器官可能就是眼睛了。通过眼睛，才能看到周围的世界发生了什么。在汽车领域，安森美的感知技术就是在赋予汽车“眼睛”的作用。用很精确的图像传感器来捕捉到开车过程中路况中的各种风险点。

目前公司在图像传感器领域处于行业排名第一的位置，这也得益于onsemi在传感技术上做到了从技术到系统的产业链的打通。

onsemi汽车应用案例：车辆环境感知

感知技术在车内有很多的应用，包括车内人员身体和头部检测（人脸验证、后视镜/HUD调节的车身位置监控）、主动安全系统（安全气囊展开、安全带检测）、自动驾驶、驾驶员感知等等。安森美CMOS图像传感器提供各种性能、尺寸、功率和分辨率选项，可满足智能汽车生态系统和使用模型的要求。其图像传感器采用先进的CMOS制造工艺，可实现出色的成像。其中包括用于人眼查看的鲜艳彩色图像、用于汽车视觉的细腻单色图像，具有VGA至18MP分辨率、30fps至120fps帧速率以及1.1µm至6µm像素尺寸。

不过，这也产生了新的技术需求，目前汽车中使用的传感器超过5亿个，车载摄像头的解析度越来越高，如何将“眼睛”看到的高效安全传给汽车的“大脑”（中央处理器）？

张贤焕：这意味着，信号传输的速度和频宽也要跟着往上提。这也正是Amphenol在重点解决的事。我们针对这些需求也有不同的解决方案。其中之一是用以太网等产品来做信号的传输。我们要保障所有传输链路的稳定可靠，将摄像头捕捉到的巨量数据和信号快速安全地传给汽车的中央处理器。

Amphenol的车内连接方案可以广泛应用于包括：ADAS、影音娱乐、以太网、自主驾驶等领域。

车载以太网就是其中的一个典型应用场景，其中一项重要优势就是比其他协议更具成本效益。而CAN BUS等技术只能提供10Mb/s的吞吐量，而车载以太网可以提供100Mb/s的基本通信速率。与传统电缆相比，车载以太网采用超轻量化且高效的布线，可有效节省空间、降低成本以及降低复杂性。Amphenol NETBridge^+®汽车以太网连接器系统专为汽车应用而设计，可基于IEEE 100BASE-T1和1000BASE-T1实现高达100Mb/s和1Gb/s的传输速率，因而成为现代汽车的理想方案。此外，针对车载以太网，Amphenol还推出了车规级以太网解决方案Ve-NET™，其每个端口的数据速率高达50Gb/s，进一步丰富了原有的车规级产品线。

吴桐：是的，中间的“神经网络”同样至关重要，也就是车内的互联网络、连接方案十分重要。比如，车载的影音系统，800万像素的图像信息，可能遇到一个情况，只有0.1秒的时间做刹车反应，所以需要非常高带宽的车载以太网传输支持。

张贤焕：连接器起着“神经中枢”的作用，而整个传输链路的保障，必须要向高速、高带宽发展。因为危险往往就是在一瞬间。

问题四：动力更迭和能源革命，电动汽车的未来使命是什么？以及由此引发的技术涟漪？

功率器件是电动汽车全身的“肌肉”，为汽车提供源源不断的能源，碳化硅器件是未来趋势。

吴桐：汽车的动力更迭，从内燃机到电驱动，这当下汽车变革中最大的一个部分。而这其中，功率器件是关键的部分。它就相当于是汽车全身的“肌肉”，在为汽车提供能量、能源的过程中发挥着关键作用。

功率器件，说白了，是一个能量转换的装置。电动汽车的驱动系统和传统燃油车相比显然是天翻地覆的变化。简单来讲，传统燃油车的三大件包括油箱、轴承（包括总成、变速箱等）、内燃机，而应用的动力电池就相当于电动汽车的“油箱”，电机就相当于是内燃机，是能量输出的装置，逆变器想相当于变速箱，它主要的作用就是把电池中储存的能量形式转换成另一个可控的可让电机输出的能量形式。对于主逆变器中的电力需求，主要体现在五个方面：更强的动力——瞬间扭矩带来更多乐趣；效率更高—航程更长，损耗更低；更高的电压—400V 电池是目前的主流，800V将是未来；重量更轻—减轻车重，增加续航里程；更小的尺寸—可安装在前轴或后轴上，节省行李箱和后备箱空间。

这些都需要有更好的功率器件去支持，碳化硅（SiC）器件在这个过程中，其优势就日益体现出来了。

未来的汽车也是储能系统的一环，碳化硅器件的应用场景和市场机会越来越多。

吴桐：整个储能系统，包括存进来和输出去。其中最大的考量，首先是存储的容量，这和电池有关；其次就是能量进和出的效率。如果效率很低的话，就会在过程中损失了很多能量。所以我们希望双向的传输效率都能够很高。而传统硅基器件，比如在大电流、高电压的情况中通常使用IGBT，但IGBT为了应对大电流而做了一些器件结构的变化，使得IGBT只能做单向的导电，反方向的导电就需要通过并联一个二极管来实现。这带来的问题就是，正向的效率可以比较高，但反向的效率就会差很多。所以如果能有一个双向都能导电的器件，就能从根本上解决效率的问题。所以这也是碳化硅的另外一个优势，因为它的器件结构简单，它又能导大电流，又能抗高电压，所以我们也看到在很多的光伏、储能逆变器方面，碳化硅的机会越来越多。

汽车也可以个是一个大的供电设施。

吴桐：比如我们出去露营，智能电动汽车可以是一个大的电池，100度电的容量，可以供一个家庭用一个星期。所以如果开着这样一辆车出去露营，真正可以实现在郊外吃着火锅唱着歌的露营体验。这时候，就需要放电，就有了对双向OBC放电的需求。渐渐地，双向OBC会成为一个刚需。这些都是从系统需求端带来的对器件的要求。

碳化硅制造生命周期

安森美是唯一一家具备垂直整合能力的碳化硅解决方案供应商，其垂直整合能力包括碳化硅晶体生长、衬底、外延、器件制造、一流的集成模组和分立封装解决方案。

针对牵引逆变、辅助电源、高压逆变、车载充电和直流快充等系统，安森美可以提供完整的智能电源方案。碳化硅MOSFET技术能够提高主驱逆变器的功率密度和能效，从而增加每加仑汽油的等效里程数，而不影响驱动动力和安全性，减小车内主驱逆变器的尺寸与重量，进而使得在相同的电池容量下里程数得以提升。安森美新开发的EliteSiC功率模块可以提供更优秀的性能、效率和功率密度。采用了最新的平面结构的EliteSiC MOSFET，使得效率和损耗都得到了优化，实现了从电池的直流800V到后轴交流驱动的高效电源转换。

安森美EliteSiC方案

VE-Trac SiC是安森美专为电动汽车主驱应用设计的功率模块系列，采用可靠的平面SiC技术，结合烧结技术和压铸模封装，为汽车主驱模块带来领先的技术性能。差异化的压铸模封装技术，比传统的凝胶模块可靠性更高，功率密度更高，杂散电感更低，散热性能更好，易于扩展功率，更具成本优势。

吴桐：在未来十年内，IGBT和SiC MOSFET会共同存在，但趋势是，随着更多的“肌肉”电车（SUV、卡车和运动型车）的需求的增长，将推动功率大于250千瓦的电力驱动装置的更多需求，尤其是800v系统的逐步推广，将是一个Game Changer，未来对碳化硅的需求将越来越高。

随着原始设备制造商更大胆地直接转向BEV，HEV和PHEV市场将继续萎缩；轿车和跨界纯电动汽车将继续增长并成为主要市场；2025年以后，SUV、卡车和运动型车的需求将大幅增长，从而推动对功率大于250千瓦的电力驱动装置的更多需求，来源：onsemi

更严格的排放标准推动车辆的电动化

SiC MOSFET的未来渗透率预测：不同类型功率器件的份额预测（中国新能源乘用车市场）

未来5年，增长最快的将是800V SiC，其次是主要用于800V四驱车辆的辅驱的800V IGBT、400V SiC的份额将先有所增加，然后开始下降。

问题五：构建下一代整车架构有哪些关键点？

从“机械定义”，到“硬件定义”，再到“软件定义”，汽车EE架构持续变迁，带来了技术的革新及产业价值链的重塑。

张贤焕：在智能电动车时代，整车架构也要随之迭代，当前域控制器架构（zonal control）被越来越多的厂商采用。域控制器目前主要是分布在车身的前后左右四个角落，域控制器架构可以更好地实现车内越来越大的信号、数据传输需求。而如何把四个域控制器架构收集到的数据信息做一个很好的整合变得十分关键。我们在汽车架构的设计上，基本的设计思路是，尽可能将所有的信号源整合到域控制器上，然后再将四个域控制器之间，通过车用以太网来做高速的连接，最终把所有的信号整合起来传输给汽车的中央处理器。

车载以太网架构也在不断演进之中

那么功率器件在域控制器架构应用方面有哪些新机会？

吴桐：我们的确也在看整车架构的迭代对于功率器件有哪些机会和挑战。域控制器架构相对于以前的集中式，一个比较大的挑战在于，我们要把能量从一个集中的点传输到车身前后左右各个地方，来驱动这些架构。首先一点，所有的能量大部分是取自高压电（400V/800V），而域控制器是12V或48V的系统，这意味着需要有强大效率的DC/DC来做能量转换，要去做降压。所以，降压器也是碳化硅器件很重要的一个发展方向。因为如果用传统的硅基器件，要实现从高压取电，意味着相应的电容、电感、滤波器就要做得很大，也就是说，域控制器架构的供电电源就得做得很大。而像碳化硅这样的宽禁带器件的出现，可以把供电电源做到效率更高、能量密度也更高，同时尺寸更小。

问题六：双手远离方向盘的梦想何时实现？

自动驾驶、高级辅助驾驶的发展现状？

吴桐：目前上路的基本上是L2.9999999，无限趋近于L3，因为现在还有很多法律法规的问题要解决。但我相信L3、L4以上一定是未来方向。我十年前在美国的汽车研究中心工作的时候，我们当时就在和同事们畅想，可能在2030年以后，我们的车也可以是我们的一个赚钱工具。它早上把我们送到公司后，就能自己出去载人当出租车，晚上再来接我们回家。这些大的愿景最终会实现的，但很多技术细节和法规细节还需要一步步去走。

2015-2050 light vehicles in operation worldwide(in Munits)，Source: Yole Development

实现自动驾驶的数据融合—2020 VS 2030

张贤焕：而在这个过程中，随着自动驾驶等级的提高，ADAS等应用的功能也越来越多，需要更多的传感器、控制器件也会增加，同时需要的相应的电压、电流也都要增加。什么时候双手远离方向盘？或者是，未来还需要方向盘吗？此外，要实现真正的无人驾驶，单纯从技术层面讲的话，最大的技术突破点还是在关键芯片层面，需要有强大的计算能力来支撑所有的这些数据处理、分析、决策等问题，以及还需要与之配套的功率器件、电源IC以及相关零部件去实现这样的功能。