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前言

近年來，根據(jù)有關數(shù)據(jù)，新能源汽車市場銷量頻頻增長，深受消費者的追捧，品牌新勢力呈現(xiàn)日趨明顯分化。從生產環(huán)節(jié)來講，生產廠商難以脫離新能源汽車的電機、電控以及電池管理三大核心系統(tǒng)，其技術和工藝的成熟成為新能源汽車向更高性能、更高功率發(fā)展的重要驅動力。目前新能源汽車在多方勢力的推動下仍在繼續(xù)發(fā)展壯大，市場前景展被眾多相關廠商紛紛看好。

新能源汽車市場選品豐富，各有千秋

新能源汽車市場持續(xù)升溫，使得眾多半導體廠商轉向新能源汽車元器件戰(zhàn)略，規(guī)劃自身的產品線，不斷地為市場輸出更高性能和更高功效的選品。

安森美半導體很早就在新能源汽車產品線上布局，針對新能源車的各個子系統(tǒng)提供解決方案，包括電驅系統(tǒng)，電池管理(BMS)，車載充電器，直流-直流(DC-DC)轉換器，車身電子，汽車照明，先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)，自動駕駛等，產品覆蓋功率器件MOSFET，IGBT，碳化硅(SiC) ，氮化鎵(GaN)，功率器件驅動芯片，電源控制芯片，低壓降穩(wěn)壓器(LDO)，CAN通信，邏輯控制與比較器芯片等各種模擬和數(shù)字芯片。

在新能源汽車電驅領域，安森美半導體有中低壓MOSFET，IGBT單管，IGBT功率模塊和SiC單管與功率模塊，產品覆蓋從幾十千瓦到幾百千瓦的絕大多數(shù)應用范圍，其中IGBT雙面水冷模塊(DSC)做到了750 V/800 A，是業(yè)界最大的雙面水冷功率模塊之一。單面水冷功率模塊(SSDC)電流從600 A到950 A，能夠滿足客戶不同功率等級的電驅產品需求。

此外，安森美半導體針對智能座艙人機交互應用，提供業(yè)內領先的近紅外圖像傳感器芯片，用于艙內駕駛員疲勞監(jiān)控和手勢識別等產品。公司在ADAS和自動駕駛領域擁有豐富的圖像傳感器產品線，包括從三十萬像素到一千兩百萬像素的一系列車載圖像傳感器，廣泛應用于前視，環(huán)視和后視等車載成像產品。同時，安森美半導體還擁有業(yè)內領先的汽車級激光感測芯片，用于遠距離汽車激光雷達產品。

另外，針對新能源汽車，深圳市航順芯片技術研發(fā)有限公司(簡稱：航順芯片)從2018年就推出用于汽車前裝、后裝通用系列32位MCU，近年來，又推出車規(guī)等級的專用芯片。其通用主流系列不但通過車規(guī)級AEC-Q100標準，還采用PIN TO PIN軟件全兼容國外進口序列，進一步地提升了芯片的性能，擁有高集成度、高標準、低功耗等特點。

目前，航順芯片已批量交付合作新能源汽車廠商以及品牌，如上汽集團、上汽名爵、上汽榮威、大眾斯柯達、通用五菱、長城哈佛等。

而榮湃半導體隔離系列產品已通過汽車器件可靠性AEC-Q100認證，并在國內知名的新能源汽車關聯(lián)廠商實現(xiàn)量產。該產品系列使用的核心技術-智能分壓技術，已申請多項國內和國際發(fā)明專利;同時具有功耗小、速率快、時序特性好和可靠性高等顯著優(yōu)點，適用于新能源汽車低功耗、高時序特性和高可靠性的要求和鋰電池組對外通訊信號的隔離和傳輸，同時也適用于新能源汽車DCDC、電驅電控和OBC等需要接口隔離和采樣隔離的場合。

SiC功率器件或成電機系統(tǒng)主流

目前市場上主流電驅系統(tǒng)，按照電機類型可以劃分為直流電機、交流異步電機、永磁無刷電機以及開關磁阻電機四大類，其中永磁無刷電機在國內新能源汽車廠商中應用最為廣泛，也是目前最適合應用在新能源汽車中的控制技術。與此對應，電驅系統(tǒng)多采用三相全橋逆變器架構，以750 V電壓等級的IGBT功率模塊為主。安森美半導體OEM應用系統(tǒng)工程經理馮波表示，隨著SiC技術的成熟，以及價格的下降，越來越多的客戶開始研發(fā)使用SiC器件的電驅系統(tǒng)。

另外，隨著對于電池容量增加和快充的需求，未來電池和電驅系統(tǒng)將會升級到800 V母線，1200 V的SiC模塊也日益得到業(yè)界的重視。

榮湃半導體副總裁胡擁軍對此也表示，新能源汽車電機驅動和控制技術將朝著數(shù)字化和高功率密度的方向發(fā)展，同時SiC功率器件將逐步取代Si功率器件成為主流。他認為，數(shù)字隔離驅動器擁有高速率和高通道間匹配特性的優(yōu)勢，將逐步取代光耦驅動器，成為隔離驅動產品主流。隨著新材料和充電技術的發(fā)展，續(xù)航里程短和充電時間長的問題將會逐步得到解決。

航順芯片執(zhí)行副總裁白海英告訴記者，未來新型的電機會要求更高效、更節(jié)能 、更高功率、更長的使用壽命。

固態(tài)鋰電池或成解決電池低性能方向

動力電池決定新能源汽車的未來，而動力電池的發(fā)展取決于電池的能量密度。目前，鋰電池是新能源汽車的主要動力來源，但續(xù)航里程短、充電時間長等問題影響了電池性能。相對而言，傳統(tǒng)鋰電池的導電性能和低溫性能較差，當前的鋰電池技術仍在不斷進步，電池電壓等級從350 V左右會提升到650 V左右，這將有利于提升充電功率，降低充電時間。

固態(tài)鋰電池技術使用的是固態(tài)電解質，未來可能會成為一項新的電池技術。在固態(tài)離子學中，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池，一般功率密度較低，能量密度較高。同時，白海英認為，固態(tài)電池由于能量密度比較高，是電動汽車很理想的電池應用。出于續(xù)航里程的考慮，新能源汽車產業(yè)迫切需要高能量密度的電池進入到實際應用階段，并且提高充電技術，加快充電樁的建設。

廣汽蔚來新能源汽車科技有限公司新能源汽車產品總監(jiān)崔舜宇則表示，新能源汽車電池未來可能會盡量向無模組的CTP技術方向發(fā)展，提高電池的能量密度。為避免目前所出現(xiàn)的電池弊端，可參考比亞迪使用的刀片電池，其體積較小，安全系數(shù)和能量密度較高。但對新能源汽車來說，未來發(fā)展時間較久，固態(tài)電池主要還是當前發(fā)展的趨勢。

“在電池續(xù)航方面，目前已有企業(yè)采取對換電池的策略，可以快速便捷地替換電池，節(jié)省充電時間。這種想法雖然已經被提出，但是離具體實施階段還有一段路程。”崔舜宇還說道。

胡擁軍認為，為了避免過充、過放、過溫等問題，并延長電池壽命，電池系統(tǒng)需要對電流、電壓、溫度和電量等參數(shù)精確控制管理。而為了滿足安規(guī)要求，提高通訊質量，電池管理系統(tǒng)需要對外通訊進行隔離。

除了純電動汽車外，氫能源車和混動車型也是新能源汽車重要的產品分支，再加上國家政策支持，很多半導體廠商開始了相關領域的器件研發(fā)，幫助客戶快速解決需求。

缺芯或讓電控系統(tǒng)迎國產替代良機

電控系統(tǒng)包括硬件和軟件部分，由各個子系統(tǒng)構成，每一個子系統(tǒng)一般由傳感器、信號處理電路、電控單元、控制策略、執(zhí)行機構、自診斷電路和指示燈組成。在不同類型的電動汽車上，電控系統(tǒng)存在一些區(qū)別，但總體來說一般都包括能量管理系統(tǒng)、再生制動控制系統(tǒng)、電機驅動控制系統(tǒng)、電動助力轉向控制系統(tǒng)以及動力總成控制系統(tǒng)等。

電驅系統(tǒng)作為新能源汽車的動力核心，決定了汽車爬坡、加速與最高速度等主要性能指標，對于新能源車的安全舒適行駛至關重要。目前全球的汽車廠商和Tier1都在全力開發(fā)電控系統(tǒng)，國內很多傳統(tǒng)車廠以及一些新的玩家正在或者已經進入這個市場。性能、可靠性、體積和價格是電驅系統(tǒng)最關鍵的因素。

目前新能源汽車的電控系統(tǒng)日趨成熟，也日趨國產化，主控MCU慢慢地轉向國產替代。然而，目前國外主流車規(guī)級芯片非常短缺，這給國內的MCU廠家?guī)砹藱C遇。白海英表示，國產MCU廠商一定要加速車規(guī)級MCU的布局，盡快推出更多與汽車電子相關周邊產品，完善汽車行業(yè)生態(tài)建設。

崔舜宇認為：“隨著電機的轉速加快，電壓升高，未來電控系統(tǒng)將研發(fā)使用碳化硅的控制器。”

政策和市場雙重導向，新能源汽車發(fā)展向好

新能源汽車的發(fā)展早期受益于政策的引領，雖然后期政策的直接補助逐漸減少并退出，但是目前汽車雙積分政策仍在發(fā)揮著很大的促進作用。新能源汽車符合全球降低碳排放政策的趨勢，而且隨著市場擴大，消費者認知逐漸成熟，新能源汽車日益成為汽車行業(yè)發(fā)展的主流，目前全球新能源汽車發(fā)展已經形成了共識。

“在國家政策支持，社會資本加入，傳統(tǒng)汽車主機廠快速轉型，以及消費者對電動汽車的認知提高和自動駕駛技術的成熟，未來新能源汽車必然向好發(fā)展。”東風汽車集團有限公司新能源汽車電機研發(fā)部工程師安繼良向記者表示。

隨著新能源汽車的競爭日益激烈，無論是傳統(tǒng)的汽車大廠，還是新能源新勢力，都在共同將蛋糕做大，同時也在搶占市場份額。馮波表示，新能源汽車行業(yè)擁有龐大的市場規(guī)模，需要所有從業(yè)者用心呵護，以客戶為中心，適合國情地開發(fā)，生產滿足國內客戶需求的產品。

“新能源汽車如果能夠解決電池的續(xù)航問題，提升續(xù)航里程，是很有發(fā)展前景的。目前電控及電機系統(tǒng)發(fā)展得較好，主要是電池續(xù)航里程暫時滿足不了長途差旅需求。”崔舜宇在采訪時說道。

胡擁軍認為，國家把發(fā)展新能源汽車定位為從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，推動綠色發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。2021年-2035年將是新能源汽車快速發(fā)展的15年，將會給新能源汽車器件廠商帶來巨大的機會。

新能源汽車未來一定是高速發(fā)展，并且市場潛力巨大。如今，越來越多的企業(yè)都轉向制造純電動汽車。“新能源汽車不管從節(jié)能的角度，還是從整車結構來看都遠優(yōu)于燃油車，未來10-20年燃油車必將被新能源汽車所取代。”白海英表示。“目前的問題是生產新能源車企、消費者越來越多，但相關配套設施的建設遠遠落后新能源汽車增量，造成充電緊張的局面，由此帶來用車不便的困擾。另外，相關部門和企業(yè)一定要規(guī)范充電標準，杜絕一些亂拉線充電造成的安全隱患。”

在當前的新能源汽車市場，相關問題陸續(xù)出現(xiàn)，擔憂也隨之而來。安繼良告訴記者，目前出現(xiàn)的電池儲存污染，產能重復等問題可以及時避免。另外，部分平臺可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)化或集約化，不用單獨研發(fā)，以提高生產效率。

結語

新能源汽車產業(yè)發(fā)展至今，完成了由政策驅動向市場驅動的轉變，市場滲透率逐步提高。新能源汽車三大核心系統(tǒng)在已有基礎上，還需相關廠商提供完善的解決方案，提升系統(tǒng)的整體性能，滿足消費者不同的駕駛需求。前不久，小米、華為相繼加入，新產品、新的服務體系等蜂擁而至，或將改寫格局，為新能源汽車的市場健康、有序發(fā)展貢獻一份力量。