晶体管-ADAS-氢能技术分析
晶体管-ADAS-氢能技术分析
参考文献链接
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长电科技晶体管厂到世界前三
随着半导体市场调整,从高景气转变为周期性下行的态势,长电科技近日发布的2022年Q3财报显示,公司业绩逆势创新高,今年前三季度营收达247.8亿元,同比增长13.1%,归属于上市公司股东净利润24.5亿元,同比增长15.9%,均为历史同期最高。
恰逢长电科技刚刚度过了“五十岁的生日”,它是如何走过半个世纪的风雨征程,从四个方面看懂长电科技的企业长青之道。
长电科技工厂 图源:百度
2008年金融危机之后,为了提高产品竞争力,掌握高端技术,开发顺应智能手机大发展的高端产品。
长电科技踏上了征战国际顶尖客户的道路。一方面是为了突破国外先进技术的封锁,另一方面也是为了抢占芯片技术的先机。对于充满际遇和挑战的国际化之路,长电科技规划了两步走的战略。
➢ 第一步是率先实施的战术是产业链的上下游联合。
2014年,与芯片上游企业中芯国际联合成立中芯长电。最大的封装厂联合最大的芯片厂,竞相吸引产业资金投资。2014年下半年,长电科技再次进入快速增长轨道。当年,长电科技营收成功跨越10亿美元门槛。
2014年全球封测市场排名 图源:长电科技官网
➢ 第二步战术则是收购新加坡星科金朋。
寻求进一步的增长点,只有进入国际顶端客户的供应链。虽然与中芯国际做了上下游的结合,但是公司仍然面临技术尚未达到国际一流水准,未进入国际一流客户供应链的瓶颈。
2015年下半年对全球排名第四的芯片封装企业——新加坡星科金朋的并购。星科金朋拥有先进的技术、市场、国际化管理经验和人才,其客户、技术与长电科技的互补性达95%以上。
星科金朋新加坡工厂 图源:百度
选人唯贤的人才战略
创始人王新潮,从1990年“临危受命”进入长电科技的前身江阴晶体管厂,他带领公司从濒临倒闭到跻身世界前列,也因此成为长电科技的领军人物。
随着时代的发展,领导层也开始引进国国内外职业经理人,从多个维度对人才进行培养,打造高端人才队伍。
王新潮先生 图源:百度
李春兴博士自2019年5月17日起出任长电科技首席技术长,拥有美国凯斯西储大学理论固体物理博士学位。李春兴博士在半导体领域拥有20多年的工作经验,曾任Amkor Technology首席技术官、全球制造业务执行副总裁和Amkor韩国总裁。
李博士撰写有各种封装技术相关课题的研究论文,拥有韩国专利38项,美国专利21项。他在半导体封装领域有20年的广泛经验,拥有较强的国际化项目管理能力和领导能力,在初创、扭转和快速变化的环境中实现收入、利润和业务增长目标方面取得了多项可验证的成功经历。
长电科技首席技术长:李春兴先生 图源:百度
2021年底,长电科技使用新logo,发布品牌标识焕新,公司启用了新的企业标识,重新梳理了公司的品牌架构,以全新的形象面向客户。
这也意味着企业发展的全面升级以及在产业中的角色转变,通过连接、升级、发展,完美诠释长电科技企业未来发展理念与承诺。在品牌战略的发展中,注重新技术、新产品的开发。
这次品牌升级意义深远,不仅在视觉上进行了与时俱进的升级,中英文新标识颜色、轮廓协调一致,高科技蓝的标识中加入灵动的芯片元素,同时,将长电科技对质量和服务的承诺,以及未来发展的价值和理念做了耀然呈现。
经过这样的调整,公司的发展战略更加清晰,为长电今后的发展指明了方向。
历史是企业文化的骨骼,历史是企业的灵魂。长电科技50周年纪念书《长风破浪》、纪念画册、纪录片将企业厚重历史转化为有形的文化资产,展示50年来长电科技和中国半导体行业的沧桑巨变。
回首半个世纪前,长电科技的前身——江阴晶体管厂,于1972年诞生在中国半导体事业规模化发展的“前夜”。一批裁缝师傅从零学起,迈出了半导体制造的第一步。
1989年,江阴晶体管厂集成电路自动化生产线投产 图源:长电科技官网
到了80年代,困境之中百折不挠的江晶人开始了“芯片成品制造”的最初探索。1989年,公司首条集成电路自动化生产线投产。
2000年,公司正式改制为江苏长电科技股份有限公司。此后,长电科技靠着开创进取的勇气和勇于自我变革的气魄,完成上市、出海、跨国并购等诸多开创性壮举,一步步完成了从江畔小厂到全球前三的壮举。
目前长电科技已经跻身全球前三,给长电科技带来了大展身手的舞台,同时也伴随着与全球企业同场竞技的严峻考验。企业只有不断顺应时代潮流,勇于变革,不断创新,才能实现持续发展,才能铸就一段传奇。
长电科技画册 图源:百度
福瑞泰克产品及技术架构
福瑞泰克迈向ADAS量产规模快速增长、高阶智能驾驶重点布局的新阶段。
11月10日,福瑞泰克在乌镇举办了一场品牌日,主要讲了两件事:桐乡智能制造基地正式投产,同时发布ODIN智能驾驶数智底座,前者将为福瑞泰克大规模量产提供保障,后者让福瑞泰克向高阶智能驾驶解决方案供应商进化。
福瑞泰克创立于2016年,目前团队规模超过1200人,总部、工厂以及测试中心位于桐乡乌镇,在上海、杭州、成都三地设置了研发中心。
产品线来看,福瑞泰克最早布局车载摄像头,逐渐拓展至毫米波雷达、摄像头模组以及域控制器等产品。
基于几条核心产品线,目前,福瑞泰克合作的主机厂有超过40家,合作车型超过100款,每年量产上车超过100万套。其中,合作乘用车品牌包括红旗、吉利、领克、五菱、深蓝、比亚迪、哪吒、极氪、长安、问界等。
基于市场需求,福瑞泰克的业务战略也在升级,主要围绕L2+高阶智能驾驶进行向上布局。节奏来看,2021-2022年业务重点在高速NOA+行泊一体方案,2023-2024年,将聚焦在城市NOA+AVP,2025年将技术升级至L3自动驾驶方案。
同时,福瑞泰克依然重视方案可落地性和性价比,不过分追求大算力,力求用比较小算力的方案,实现同样的智能驾驶能力,也在通过前瞻性地开发4D毫米波雷达,用于部分替代激光雷达。
今天,我们重点来解读一下,福瑞泰克下一阶段发展的核心业务架构——ODIN智能驾驶数智底座,包含四根支柱:自研域控硬件、自研传感器、自动驾驶算法、数据闭环系统。
自研域控硬件
目前,福瑞泰克的域控产品主要有三代,ADC1.0、ADC2.0和ADC3.0。
在ADC1.0下,有一款产品ADC15,DNN算力可以达到8TOPS,芯片架构是一颗德州仪器的TDA4VM,搭配一颗英飞凌TC397,可以支持5V5R的行泊一体方案,已经在2022年二季度开始量产。
在ADC2.0下,一共有三款产品ADC20、ADC25和ADC28。其中,ADC20的DNN算力达到13TOPS,芯片架构是在ADC15基础上,增加一颗地平线J3芯片,也就是J3+TDA4VM+TC397,可以支持5V5R/6V5R的传感器架构。
ADC25的DNN算力可达37TOPS,芯片架构是J3+TDA4VH+TC397,支持10V5R的传感器方案。
ADC28的DNN算力可达264TOPS,搭载两颗地平线J5芯片,再加上一颗TDA4VM和一颗TC397,可以支持两颗激光雷达,实现城市领航辅助驾驶的能力。
量产节奏上,ADC20已于2022年三季度量产,ADC25和ADC28都将在2023年三季度量产。
在ADC3.0下,主要的产品就是ADC30,这款域控算力可达448TOPS,芯片架构来看,搭载了3颗地平线J5芯片,2颗TDA4VH,2颗TC397,可以支持11V5R3L,实现L3级自动驾驶。
目前,围绕ADC30的量产最重要项目就是与一汽红旗的合作,预计2024年第二季实现SOP。
根据规划,下一代域控产品ADC-X,DNN算力可达1000TOPS以上,架构上看,两颗SoC芯片+两颗MCU芯片,将冗余、失效也考虑了进来。
- 自研传感器硬件
摄像头:
福瑞泰克自2018年开始量产摄像头产品,也经历了三代产品演进。
2018年-2019年,主打的核心产品是FCV1.0,核心性能指标来看,可达到130万像素,以及52度视场角。
2020年-2021年,核心产品是FCV2.0和FCV2.1,性能指标来看,分别可达到200万像素和300万像素,100度视场角,并可提供4TOPS算力支持。
进入到2022年,FVC3.0成为核心在研产品,这是一款800万像素的摄像头,视场角可达120度,目前已经到C样状态,预计在2023年二季度量产。
功能实现上,既可以作为主摄像头,支持L2全功能落地,也可以支持1V5R架构,实现基础版高速领航辅助驾驶功能等。
下一代产品FCV X已经在预研状态,基于自研模组,将能够兼容200万、300万、800万像素摄像头,可以支持L2.5、影子模式等功能,预计在2025年三季度量产。
毫米波雷达:
福瑞泰克的毫米波雷达产品线也比较完善,角雷达、前向雷达和4D毫米波雷达都有布局。
角雷达一共有三款产品,CVR10已经在2021年三季度实现量产,CVR15在2022年Q3实现量产,CVR30预计2023年SOP。
前雷达共有四款产品,FVR10和FVR11已经分别在2020年三季度、2021年三季度实现量产,FVR30预计在2023年一季度实现量产,FVR40是一款前瞻布局的4D毫米波雷达,预计在2022年四季度量产,首个量产车型将是路特斯Eletre。
具体性能来看,FVR40测距达到300米,角分辨率小于1度,尺寸110*110*21mm。
据福瑞泰克介绍,这款产品采用虚拟孔径算法和AI智能算法,配合自适应波形调制策略,不仅大幅节省了硬件资源,获得更小的尺寸结构,也可以大幅提升感知性能指标。
- 自动驾驶算法架构
福瑞泰克已完成了SOA关键技术布局,并发布了FAS软件平台。
FAS平台可以支持多种芯片、多种操作系统、实现软硬件解耦,结合平台化架构设计,提供平台化原子服务定义,以及统一的工具链。
整个架构来看,在中间件部分,可支持标准的业内的AUTOSAR AP、CP,以及自研中间件FT-Zen,支持主流的Linux、QNX,以及RTOS操作系统。
在中间件之上,是原子服务模块,包括数据原子服务、感知原子服务、融合原子服务、规控原子服务等。
根据介绍,FAS平台所有开发在符合ASIL基础上,也符合功能安全的所有的流程,需求、单元、架构、编码、测试等整个过程完全按照ASIL-D、ASIL-B开发。
工具链支持全栈式开发环境,以及项目构建,关键特性包括:AP平台清单设计、CP平台应用设计和基础软件模块配置、非标准中间件平台应用设计和通信诊断参数配置。支持FAS C/A/F通用的服务接口定义,支持模型校验、ARXML校验,支持自动代码生成,支持本地编译、调试及运行。
同时,还支持导入符合AUTOSAR标准的配置文件,以及非AUTOSAR自定义配置文件的灵活部署,还可以与主流Arxml配置工具链无缝对接。
值得重点提及的是,非标中间件FAS.F (福泽·FTZen),是由福瑞泰克自主研发,也是FAS平台最先推出的模块。
性能特点来看,FAS.F可提供标准化接口,适配不同硬件平台,为应用程序提供统一的运行与开发环境,支持分布式部署,可实现芯片间、核间统一调度通信。
具备低时延、高并发通信能力,福瑞泰克自研SADCS通过实现完全零拷贝,中断直达,实现了核间通信时延,自研网络通信模块,提供低时延、高吞吐的实时通信组建。
中间件采用SOA方式通信,软件系统层次化、模块化,降低应用与平台耦合度。支持应用模块与算法模块的独立部署与升级。
在软件安全方面,遵循功能安全标准和信息安全标准开发过程,通过访问控制机制、数据完整性校验以及防信息安全攻击模块,可实现中间件的安全保证。
同时,福瑞泰克也可提供中间件工具链,提升了软件开发的效率及灵活性。
- 数据闭环系统:
高效经济的数字闭环体系是智能驾驶能力持续进化的保障,福瑞泰克的数据体系主要涵盖了以下部分:
数据采集、数据预处理、数据存储、模型训练与仿真测试、数据安全与数据合规等环节。
在数据采集阶段,福瑞泰克主要依靠与数十家车企的深度合作,覆盖从量产到预研项目,从ADAS到高阶自动驾驶的解决方案,包括数十个已经量产ADAS项目,正在预研的高阶AD项目,累计采集超过500万公里实车测试数据。
在数据的预处理环节,发现外部环节导致的缺陷数据,即时反馈,提升数据采集的质量,同时筛除低价值数据、强化高价值数据的管理。完成数据全生命周期的管理,并通过数据门户为不同部门提供相应的数据支撑。
预处理过的数据将进入存储环节,数据存储分为业务工作数据区,静态数据存储区和临时存储区。
其中,静态数据存储区主要是针对项目周期中会经常使用的数据,系统会以项目需求为逻辑,做好元数据管理;
业务工作数据区是把数据展开,放到业务工作区,提供可靠的数据门户进行浏览,支撑L2-L4各项研发人员数据需求;
临时存储区用于存放一些临时及中间数据,满足数据过渡需求。
在模型训练与仿真测试环节,福瑞泰克打造涵盖2D、3D感知数据的数据挖掘、数据标注、模型训练、验证测试的闭环系统,同时基于云仿真环境,高效验证功能及各种规控算法的能力,提升算法性能。
通过数据挖掘策略寻找高价值数据,通过标注平台及标注数据管理平台,为模型训练提供坚实的数据基础。
数据安全与数据合规也是重中之重,面对不同来源的海量数据,福瑞泰克保证了数据在传输全链路、数据本体,以及数据在业务使用过程中的安全。
同时,通过数据脱敏,对采集数据中的敏感信息进行变形,实现敏感信息保护,保证数据使用过程中的安全合规。
数据模块的最后部分,是通过影子模式,扩充数据来源途径,从采集端提升数据价值,并在保证数据安全与合规的前提下,尝试与车企共建领域数据的商业模式。
影子模式的触发条件是,在异常场景、环境发生的情况下,纪录车身传感器各项数据上传,从采集端筛选有价值的数据。
将触发条件后,传感器、车身、功能算法等各项数据进行打包、压缩、切片、加密后上传云端。
通过分析数据包中问题,快速定位到算法缺陷、优化算法,特殊场景将进入场景库管理。
支撑这一套数据体系,福瑞泰克已与国家超算中心进行了深度合作。
写在最后:
多数自动驾驶创业公司的创始团队都是少壮派,福瑞泰克的CEO、CTO则属于汽车行业的老资历,创始人张林曾在克莱斯勒、吉利汽车担任高管,CTO沈骏强曾就职于德尔福电子与安全部门,也曾负责在中国建立德尔福主动安全的开发团队。
两位核心高管的背景,决定了福瑞泰克的基因,就是从可量产的ADAS功能做起。两位老板手下的精兵强将不少,下面几个业务线的负责人很年轻,对于业务的分享也很清晰,支撑起了福瑞泰克核心业务的四梁八柱。
福瑞泰克的业务起点是在ADAS市场,目前的业务重心也依然是这块市场,相比高阶智能驾驶,成本更可控的L1、L2市场需求无疑是更宽广。
从介绍来看,面向高阶智能驾驶的域控产品是福瑞泰克着眼的未来,而摄像头、毫米波雷达业务则是基石的存在,规模也在快速增长。
目前,福瑞泰克上车规模最大部分也还是ADAS产品,但是已经开始向高阶智能驾驶产品延展布局了,今明两年还是围绕ADC2.0系列做开发,行泊一体是重点,2024年会实现ADC3.0的量产。
在整个自动驾驶发展的大方向上,技术已经越来越趋同了,各家企业对于趋势的判断,以及技术栈的设计都比较相似,如果说福瑞泰克的明显特点和优势的话,应该就是软硬件一体化布局,以及充分的量产项目经验。
今年来看,只做自动驾驶软件算法部分的玩家整个产品落地的情况都不及预期,大大打击了资本热情。相反,有硬件支撑、做一体化方案的企业,更容易被车企接受,经营状况也更好一些。
整体来讲,福瑞泰克具备较好的发展前景,量产智能驾驶实现L2-L3过渡还需要很长时间,ADAS市场还有很多开发空间。
但本质上,在ADAS市场,这些创新型公司还是在与博世、大陆等Tier1巨头抢市场。好在市场空间足够大,而且创新型公司产品价格和服务也更到位,模式也更灵活,还是有自己的竞争力的。
氢能或有技术突破 大众氢燃料车续航达2000公里
近日,一项德国专利申请显示,大众汽车集团正在合作开发一种新型氢燃料电池,可用于未来的生产模式。
该专利申请由大众汽车集团和德国 Kraftwerk 集团于 2021 年 7 月联合提交,但最近才公开,涵盖了氢燃料电池堆和氢燃料电池汽车的开发,相关技术专家认为这些电池的续航里程可达 2000 公里。
据相关渠道透露,大众汽车集团和 Kraftwerk 集团开发的新型氢燃料电池的关键技术是陶瓷膜。它被描述为比现代集团和丰田集团使用的聚合物膜更具经济性,这被认为对未来汽车采用氢燃料电池的批量生产至关重要。
铂是一种贵金属,它是氢燃料电池生产中的重要组成部分,截止目前为止,大规模氢燃料电池生产的主要费用也是源自铂,而陶瓷膜并不含铂元素。
在接受德国相关媒体采访时,Kraftwerk 集团首席执行官 Sascha K ü hn 称,陶瓷膜是与大众汽车合作开发的燃料电池堆与现有燃料电池堆之间的 " 巨大差异 "。" 我们解决方案的优势在于它可以比聚合物燃料电池便宜得多,并且不需要任何类型的铂。"Sascha K ü hn 称。
根据 K ü hn 的说法,陶瓷膜的另一个优点是它在操作过程中不需要润湿,减轻了冬季结冰,在高湿度环境中吸引霉菌和在高温下变干的问题。它还会产生可用于运行汽车供暖和空调的热量,从而提高整体能源效率。
尽管已申请专利,但 K ü hn 证实 Kraftwerk 正在进行的燃料电池开发并非大众汽车独有。" 无论制造商如何,我们的目标是到 2026 年将该技术投入批量生产。我们谈论的是 10,000 辆汽车的数量,分布在几家汽车制造商中。" 他说,"合适的量产车可以通过新的氢燃料电池堆提供长达 2000 公里的续航里程。"
值得注意的是,大众汽车与 Kraftwerk 合作的细节是在其前首席执行官赫伯特 · 迪斯(Herbert Diess)驳回了大众汽车计划推出氢燃料车型与第二代丰田 Mirai、现代 Nexo 竞争的建议之后发布的。在 2021 年 5 月发布在海外社交媒体平台上的一条消息中,迪斯写道:" 氢动力汽车被证明不是气候解决方案。电气化在交通运输领域占了上风。虚假的辩论是浪费时间。请听听科学!"
大众汽车集团此前开发的氢燃料电池汽车包括 2014 年发布的大众高尔夫(Jetta)HyMotion 和 2015 年推出的奥迪 A7 h-tron。
在现阶段,着力科研攻关氢能产业的技术壁垒是各国的普遍做法。我国对于新能源战略一直采用科学开放的态度,尤其对于氢能源产业有明确和详细的发展规划。2022 年 3 月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划 ( 2021-2035 年 ) 》, 以实现 " 双碳 " 目标为总体方向,明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,是绿色低碳转型的重要载体,也是新兴产业和未来产业的重点发展方向。
《规划》显示,在交通领域计划到 2025 年我国燃料电池车辆保有量达到 5 万辆。据相关报告计算,未来几年我国燃料电池汽车保有量的年均增长率将超过 50%。不过,现实是只有将燃料电池系统的成本随技术进步和规模扩大而下降后,才能有望实现最终的落地、商业化,尤其在物流、商用车领域中更具实际意义。
据中汽中心《中国汽车低碳行动(2022)执行摘要》中显示,相较于传统柴油车及纯电动车,以可再生能源电解水制氢情景下的氢燃料电池重型牵引车具有明显生命周期减排优势,相较于柴油车及纯电动车,其生命周期碳排放分别下降 28.8% 及 24.3%。
而此次大众汽车和德国 Kraftwerk 集团研发的陶瓷膜技术,或许是氢燃料电池技术上的又一突破,势必给众多新能源汽车企业带来全新的技术思路和研发方向。
参考文献链接
https://mp.weixin.qq.com/s/TvoZfh0VlT3m_dgvGECZQw
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