电装研发高性能半导体“DFP” 可提升自动驾驶能力等

易车讯 在电气化汽车高速发展的大背景下，自动驾驶技术也在稳步发展，同时城市智能化等社会转型也正在推进。为了让未来的智能出行和机器人能够发展到处理海量信息并快速做出决策以应对复杂的环境，株式会社电装（以下简称“电装”）正在开发新半导体DFP（Data Flow Processor），用以支持自动驾驶、工厂和边缘计算等工业领域。

更灵活判断的新半导体“DFP”

在驾驶过程中为例，当“行人”、“摩托车”、“飞来的报纸”等同时靠近时，需要迅速环顾四周、认识到靠近物体是什么、找出危险、做出判断、执行 *** 作等顺序采取规避危险的行为。

在自动驾驶的过程中让行驶的汽车“认知”周围环境找出危险，在此基础上进行“判断”来决定恰当的移动路径，然后按照决定的方向控制“ *** 作”车辆。实现上述要求，高度的智能是必不可少的。

更多优势促进更灵活的解决方案

继CPU和GPU之后被称为“第三处理器”的DFP兼具“高电力效率”、“实时监控”、“功能安全”、“灵活定制”这4个优势。

首先就提高电力效率而言，DFP相对于GPU而言可以更有效利用运算单元快速执行多个复杂计算，实时优化计算区域，减少海量计算导致的电力消耗，抑制设备运行导致的发热问题。因此处理器的冷却装置也可以相对缩小尺寸，使其在嵌入时更具备优势。

其次为了快速应对突发事件而进行的“实时监测”也是其优势之一，通过短周期持续监控系统所处的状况，确认系统是否出现异常。

对于自动驾驶来说尤为重要的“功能安全”是确保冗余，在发生错误时可以即刻恢复。并在可立即停止的情况下停止工作，在无法停止的情况下，则在未发生错误的部分弥补错误同时继续运行。

不同的系统需要不同的功能，DFP可根据系统进行“灵活定制”。例如，搭载的系统需要高效处理复杂任务或需要处理大量简单的任务时进行灵活定制。

适用于自动驾驶以外的“嵌入式系统”

正因为具备以上四个优势，电装一直致力于在对可靠性要求很高的“车载”领域进行开发。未来DFP不仅在自动驾驶领域，还有望转向其他领域的“嵌入式系统”，如在工厂和农业生产现场运行的机器人，以及边缘计算等。

事实上，电装与其他公司所构建的合作体制并不局限于提供IP。对于DFP本身的开发，与合作伙伴的开放合作是成功的主要原因。

开放式合作机制，大幅缩减开发周期和人数

目前，半导体技术的研发现状是开发费用和制造费用都在飙升，仅靠一家公司很难完成。因此，电装与各种合作伙伴展开合作。例如，与硅谷初创公司Blaize达成合作。从DFP的概念构建开始便参与其中，同时使用了开放体系结构的RISC-V格式，正是因为这样的合作机制，电装得以在短时间内推进了DFP的开发。

关于电装公司

电装是世界先进的汽车零部件生产厂家之一。在美国《财富》杂志发布的2022年世界500强企业中排名第278名。如今，电装在全球30多个国家和地区拥有约200家关联公司，集团员工数约17万人。作为电装在中国的统括公司——电装（中国）投资有限公司，成立于2003年，近年来在社会责任事业和可持续发展道路上获得了不错的成绩。目前在国内设有生产公司、销售公司以及软件开发公司等共计30多家关联企业，员工约17000人，建立了完善的销售、售后服务和生产供应体制。

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半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。

目前，高档汽车用的永磁电机已经超过40个，大量采用永磁铁氧和稀土永磁，仪器仪表传感器也大量用到铝镍钴和钐钴永磁，而软磁材料因其特性在汽车电子中更是得到广泛使用。

为了抑制汽车电子系统的传导噪声，采用LC滤波器原理的常模扼流圈和共模扼流圈是一种简单有效的手段。由于常模扼流圈是非电流补偿型，所以需要大的磁心截面和高的饱和磁通密度，通常采用不易磁饱和的金属磁粉心，如铁硅铝和铁镍钼磁粉心等；而对于电流补偿型的共模扼流圈，锰锌系高磁导率软磁铁氧体则是最适合的材料。

汽车HID安定器用软磁铁氧体，在各种品牌的安定器内，核心部件DC-DC转换器的主变压器毫无例外都采用高性能功率铁氧体磁心制成，主变压器磁心分别采用小型PQ和RM型。

EV充电装置用软磁铁氧体，感应式充电系统（ICS，Inductive Charging System）克服了接触式的缺点，安全可靠，性能稳定，代表着充电技术的发展方向。在这种充电方式中，充电站端和汽车端各有一个用软磁铁氧体材料制成的大型扁平罐形磁心，其中嵌绕线圈。充电时两线圈靠近构成一个变压器，靠初次级间磁感应耦合将高频交流电能由充电站馈送至电池组，类似TDK PC44、PC47或FDK 6H40、6H45等低损耗功率铁氧体是制作磁耦合装置较适合的磁心材料。

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2月26日，工信部电子信息司司长乔跃山表示，将继续加大对汽车半导体的技术攻关，推动汽车半导体生产线制造能力提升，指导车规级验证试用能力建设。

当天，由工信部电子信息司和装备工业一司主办，中国汽车芯片产业创新战略联盟、国家新能源汽车技术创新中心承办的汽车半导体供需对接专题研讨会暨《汽车半导体供需对接手册》（下称“《手册》”）发布活动在京举行。

乔跃山表示，半导体是信息社会的基石，是汽车行业电动化、联网化、智能化升级的基础和源动力。近年来，在汽车行业的支持下，国内汽车半导体技术发展迅速，但整体来看，国内半导体企业对于汽车产业的需求，以及对汽车半导体产品的开发和推广经验不足，在车用领域尚未形成系统化的供应能力。去年四季度以来，芯片产能供应紧缺，更突显汽车半导体供应能力不足的问题。

会上发布的《手册》由工业和信息化部电子信息司和装备工业一司指导中国汽车芯片产业创新战略联盟、国家新能源汽车技术创新中心、中国电子信息产业发展研究院、中国汽车工业协会等单位共同编制，旨在促进汽车半导体产业链上下游协作，推广优秀的汽车半导体产品，促进汽车企业与半导体企业的沟通对接。

据介绍，《手册》编制工作于2020年6月启动，调研了产业链上游的半导体企业与下游的汽车企业与零部件厂商近120家单位，经过多轮研讨，广泛征求了汽车产业和半导体产业的意见和建议，共征集85家企业的汽车半导体供需信息。

《手册》收录了59家半导体企业的568款产品，覆盖计算芯片、控制芯片、功率芯片、通信芯片、传感芯片、信息安全芯片、电源芯片、驱动芯片、存储芯片、模拟芯片等10大类，53小类产品，占汽车半导体66个小类的80%，其中已上车应用的产品合计246款，占收录产品总数的43%。《手册》还收录了26家汽车及零部件企业的1000条产品需求信息，来自一汽、上汽、北汽、比亚迪等14家整车企业和德赛西威、宁德时代等12家汽车零部件企业。

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