一、国外NFC芯片厂商
NFC芯片基本被国外厂商垄断,其中恩智浦、ST、INSIDESecure为三大主流NFC芯片厂商。
1、Philips
荷兰皇家飞利浦电子公司(NYSE交易代号:PHG,AEX交易代号:PHI)是世界上最大的电子公司之一,在欧洲名列榜首。Philip是世界上最大的非接触智能卡提供商,也是NFC论坛的创始厂商之一,在ISO14443 Type A 上有完整的专利,并且据此制造的非接触智能卡MIFARE系列。MIFARE系列非接触智能卡除了具有标准Type A协议之外,还带有Philips自行定义的并不公开的独特的加密算法。
2、恩智浦
NXP于2006年从飞利浦(Philips)电子公司独立出来,NXP基于飞利浦开发电子产品时发明的高效能混合讯号技术,以及瞄准未来联网以及节能趋势,专注于开发汽车、辨识、可携式装置及电脑、基础设备及工业四大领域的IC,其中辨识IC为其主要的营收来源,NFC晶片即属于辨识IC的主力产品之一。
1994年NXP就开发出MIFARE技术,虽然标准未被纳入NFCForum,但基于此两种标准的MIFARE卡目前被欧美的交通运输市场广泛采用。NXP以此优势,推出市场上唯一同时相容MIFARE标准与NFCForum标准的产品,增加其晶片在国际间的通用性。
目前,交通运输与手机的NFC晶片市场几乎被NXP所垄断,在移动支付领域占得一席之地。2016年高通收购恩智浦后,NFC移动支付有望迎来进一步的普及。
3、INSIDESecure
INSIDESecure前身为INSIDEContactless,专注于NFC技术以及交易安全技术的开发,因此产品多为用于智慧卡的NFC晶片;2010年,并购爱特梅尔(Atmel)的安全元件部门,且改名为INSIDESecure,宣示该公司着重于NFC安全元件开发的决心,于2012年开发出该公司第一颗NFC安全元件--valutSEcure。虽然目前该公司以安全元件开发为主轴,但并未放弃智慧卡NFC晶片的主导权。
由于从NFC技术的开发起家,因此INSIDESecure拥有相当完整的NFC的基础,但因为交通运输与行动电话的NFC晶片市场几乎被NXP所垄断,INSIDESecure转而投入NFC安全元件技术的开发。
INSIDESecure为非接触式应用(包括银行卡付款和近距离通信(NFC))提供最灵活、最先进、低成本和最可靠的平台,为支付卡、身份识别和门禁提供高性能和开放标准解决方案。
4、ST
意法半导体为一家拥有晶圆厂的半导体商,其产品主要应用到微机电制造与感测器、车辆、能源、微控制器(MCU)、以及消费型电子产品五大领域,NFC晶片属于MCU产品线。
由于意法半导体与ARM合作,基于其处理器架构上,开发多达四百五十种的MCU,包含了从高运算速度到低运算速度的产品,这些MCU只要与NFC控制器作整合,就可以搭载在不同的终端类型产品进行NFC的应用,让业者可由应用面及价格来做最佳选择。
此外,由于看到安全元件在行动支付应用的重要性,该公司亦开发安全元件的MCU。在NFC的安全元件MCU方面,由于不同类型终端业者所需要的安全元件模式不同,所以同时开发三种安全元件模式的产品(内嵌于行动电话、内嵌于microSD卡及内嵌于SIM卡)。
5、英飞凌
作为NFC主要供应商之一,英飞凌在NFC市场发展中扮演着关键角色,以三种方式将NFC应用安全功能带给移动终端:通过用于SIM卡的NFC安全微控制器、通过作为移动电话电子元件一部分的嵌入式安全元件(Secure Element)以及通过可用作microSD卡等设备的安全元件。这使得英飞凌成为世界上唯一能如此灵活实现NFC功能的半导体制造商。英飞凌提供的 NFC解决方案可满足针对安全微控制器的最严格要求,包括Common Criteria EAL 5+ “high”国际标准和EMVCo (Europay国际、万事达、Visa)认证。它们适用于各种借助移动终端实现的NFC支付应用。
6、博通
作为上游的芯片厂商,博通早就推出了NFC芯片BCM20793,且推出独立NFC控制器以及集NFC/蓝牙/Wi-Fi/FM收音机技术于一身的四合一组合芯片BCM43341。20151年,博通建成了一条“近场通讯技术(NFC)”芯片生产线。凡是采用此NFC芯片的智能手机和消费电子产品就可以变身为“移动钱包”。
7、SONY
与Philips相类似,SONY同样是NFC论坛的创始者,SONY的Felica系列智能卡,遵循 ISO14443 Type C的标准,而这一标准,也同样由SONY创始,并在世界范围内申请了专利。
二、国内NFC技术厂商
1上海飞聚微电子有限公司
产品:NFC芯片及模组、NFC芯片、NFC模组、高频远距离RFID芯片、防伪RFID芯片、非接触智能卡芯片、个性化芯片定制、电子标签、NFC贴纸、智能卡。
2深圳市创新佳电子标签有限公司
产品:RFID电子标签、RFID卡、NFC标签、RFID Inlay、RFID手腕带、RFID钥匙扣、超高频电子标签、特种标签、ID/IC非接触式卡、接触式智能卡、智能滴胶卡、RFID读写设备、屏蔽卡、屏蔽卡套、rfid玻璃管标签。
3深圳市芯益诚智能卡技术有限公司
产品:智能卡、电子标签(NFC标签、高频RFID(HF)、超高频电子标签(UHF))、 PVC卡、可视卡、滴胶卡、手腕带。
4深圳市蓝加科技有限公司
产品:标准智能卡系列、异形智能卡系列、普通PVC卡、电子标签系列、水晶滴胶卡和NFC标签、INLAY(半成品)。
5深圳市华海智能卡有限公司
产品:手机测试白卡、非接触式卡、接触式卡、钱币卡、子母卡、RFID标签、射频腕带、磁条卡、异形卡、水晶滴胶卡、金属卡、钥匙扣、其他卡、中料。
6、同方锐安科技有限公司
产品:门禁系统、电子门锁、速通门系统、防空隔离系统、一卡通应用、射频识别产品
7、深圳市电晨科技有限公司
产品:NFC模块,NFC烧入工具,NFC测试工具,蓝牙成品测试工具
8、深圳阿弗艾德电子有限公司
产品:非接触智能卡、接触智能卡,RFID电子标签及系统解决方案
9、上海斯图曼通信技术有限公司
产品:全功能NFC模块方案/串口、NFC模块方案 、NFC UART AT指令模块
10、上海复旦微电子集团股份有限公司
产品:安全与识别芯片、智能电表、非挥发存储器、专用模拟电路、北斗导航
11、中山达华智能科技股份有限公司
产品:非接触式智能卡、智能电子标签、RFID读卡设备
NFC卡片/标签分类:
NfcA (ISO 14443-3A)
NfcB (ISO 14443-3B)
NfcF (JIS 6319-4)
NfcV (ISO 15693)
IsoDep (ISO 14443-4)
; 汽车芯片主要是美国、日本和欧洲这些国家生产的。有权威数据显示,汽车芯片供应商前五名分别为恩智浦、英飞凌、瑞萨电子、德州仪器和意法半导体,合计市占率超50%。恩智浦、英飞凌和意法半导体为欧洲汽车芯片厂商,德州仪器是美国企业,瑞萨电子为日本厂商。
这一次芯片荒源于东南亚疫情。东南亚是汽车零部件生产的中心地区之一,近期新冠疫情再度爆发,让原本就承受芯片短缺压力的汽车行业雪上加霜。欧美芯片制造企业实际上并没有全面停供中国汽车芯片。
很显然中国国产汽车同样受芯片紧缺影响。原本配有5颗激光雷达,目前的量产车上先装三颗,后续陆续补装,中国品牌理想汽车在声明中这样表示。“因毫米波雷达芯片供货短缺,我们给出两个方案:一是等待芯片到货后,陆续提车;二是选择提车后补装雷达的交付选项,预计2022年3月31日起分批启动补装雷达。”小鹏汽车官方订车页面显示。国产汽车同样遭受芯片短缺的影响。
据中国汽车芯片产业创新战略联盟秘书长原诚寅介绍,在汽车“新四化”转型之下,汽车上搭载的摄像头、屏幕、雷达、各类传感器等电子电气架构会越来越多,对芯片的需求量也会越来越大。一辆传统汽车所需芯片约为100-1000颗,而一辆智能电动汽车所需芯片则约为1500-2000+颗,且不同车型搭载的芯片品类、数量各异。
芯片短缺为啥这么严重
自2020年下半年以来,全球掀起了一股 汽车 供应链的“芯片荒”,且愈演愈烈。3月29日,w来 汽车 决定自当天起,合肥江淮w来制造工厂暂停生产5个工作日。3月25日f特 汽车 宣布俄亥俄州一家商用车工厂停产,并削减了肯塔基一家卡车工厂的产量。3月24日,通用 汽车 将北美的减产计划延长。
而所有减产的原因,均是 芯片短缺 。除了 汽车 业,手机、 游戏 机、安防摄像头等行业同样陷入了“缺芯”困局。苹果公司表示,部分新款高端iPhone的销售受到零部件短缺的限制。与此同时,各大芯片生产商则纷纷宣布调价。
小小的芯片为何影响如此巨大? 芯片为何如此重要?
指甲盖大小的芯片是智能手机或电脑的“大脑”,上面有数不清的晶体管。芯片,是半导体元件产品的统称。
作为绝大多数电子设备的核心组成部分,芯片被誉为“工业粮食”。它不仅在智能手机、电视机、计算机、 汽车 等电子设备方面被广泛应用,在军事、通信、遥控等方面也不可或缺,对5G、人工智能、物联网、自动驾驶等都是必不可少的基础。
在 汽车 领域,以往传统燃油车的功能芯片仅适用于发动机控制、电池管理、 娱乐 控制等局部功能,还不能满足高数据量的智能驾驶相关运算。
而如今,智能 汽车 越来越多, 汽车 芯片的要求也越来越高,全球芯片巨头推出了具备AI计算能力的主控芯片,担当自动驾驶 汽车 的“大脑”功能。
是什么造成芯片短缺? 造成芯片短缺的原因是多方面的。
1 汽车 行业与消费电子行业同步超预期复苏需求大
新冠疫情曾一度导致 汽车 销量下滑, 汽车 业高层取消了 汽车 芯片订单。但是,随后意外的销售反弹让车厂以及芯片商措手不及。
与此同时2020年以来,以5G手机、台式电脑、平板电脑、笔记本电脑为代表的电子产品出货量较往年显著增长。根据IDC和Digitimes的数据,2020年,全球5G智能手机出货量达到全球出货量的19%,同比大幅提升,全球PC出货量达303亿台,同比增长1347%,全球平板电脑出货量达164亿台,同比增长1388%,全球笔记本电脑出货量达201亿台,同比增长2689%,增速均较往年大幅提升,导致芯片需求量的大幅上涨。
2芯片制造工艺日趋复杂 成本攀升
芯片生产周期也比较长,需要经过数千道工序,平均周期达26周。领先的芯片公司数量。近年来,芯片业盛传“摩尔第二定律”,即芯片工厂的成本每四年翻一番。因此,能够制造高端芯片的晶圆厂越来越少。
3芯片制造业产能不足
受到新冠疫情影响,此前制造商在增加产能方面相对比较保守。而近期,包括台积电、联电、世界先进、力积电等业内主流晶圆代工厂的先进制程及成熟制程产能均已处于满产状态,但仍无法满足市场需求。
为增加产能,近期多家公司表示将增加投资、开设新厂、增加新生产线。3月24日,英特尔宣布将投资200亿美元在美国亚利桑那州新建两个芯片制造厂。4月1日,台积电表示将在未来3年投资1000亿美元以增加产能,并将在全球选址盖新厂。另外,三星也制定了一份总支出约为1160亿美元的十年规划,并考虑扩大其在得克萨斯州的半导体制造业务。
但是这些措施短时间内不能转化为产能。当前设备交期部分已经长达一年,从投产到真正形成生产力尚需时日。
4供应链受损导致整个行业受影响
半导体产业链
半导体产业链是全球化程度z高的产业链,必须以合作的方式才能完成。供应链一旦受损,整个行业都会受影响。
2020年10月,意法半导t位于欧洲的几个工厂发起大b工。自2021年2月中旬以来,日本福岛县附近海域发生地震,导致瑞萨的车用芯片晶圆厂受到波及。2021年2月美国得州因为暴风雪影响被迫大规模停电,直接冲击了包括三星电子、英飞凌、恩智浦等半导体企业。3月日本瑞萨发生火灾,虽然过火面积仅500 ,但由于设备损坏严重,预计恢复周期在4~6个月。
而2020年下半年以来,中国大陆zui大的芯片代工厂中芯国际被美国持续制裁,则更进一步加剧了全球芯片的产能紧张。
小小一块芯片,从来都不简单。有机构预测,世界范围内的芯片短缺现象预计还会持续三四个季度,很可能要到2022年,行业才会恢复正常。
600V英飞凌IGBT芯片晶圆
IGC03R60DE 600V 25 A
SIGC03T60E 600V 40A
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650V英飞凌IGBT芯片晶圆
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1200V英飞凌IGBT芯片晶圆
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SIGC223T120R2CL 1200V 1500 A
SIGC223T120R2CS 1200V 1500 A
1700V英飞凌IGBT芯片晶圆
SIGC42T170R3GE 1700V 29A
SIGC68T170R3E 1700V 50A
IGC89T170S8RM 1700V 75A
SIGC101T170R3E 1700V 75A
IGC114T170S8RH 1700V 100A
IGC114T170S8RM 1700V 100A
SIGC128T170R3E 1700V 100A
IGC136T170S8RH2 1700V 1175A
SIGC158T170R3E 1700V 125A
IGC168T170S8RH 1700V 150A
IGC168T170S8RM 1700V 150A
SIGC186T170R3E 1700V 150A
“我认为我们已经度过了最糟糕的时期,”丰田 汽车 全球采购经理Kazunari Kumakura近日公开表态,我们看到了复苏的迹象,并预计产量将从12月开始恢复。
过去一年时间,因疫情和全球 汽车 芯片短缺给 汽车 行业带来的巨大冲击,造成车企阶段性减产以及零部件供应商业绩低于预期的状态,或许很快就会得到缓解。
国际评级机构预测,随着新的芯片产能开始投产,全球芯片供应将从2022年年中开始全面改善。然而,在2023年中期之前,一定程度上仍然会出现结构性短缺。
按照高工智能 汽车 研究院监测数据显示,以国内市场为例,从今年3月开始,新车上险量连续数月小幅滑坡,但从9月数据(16585万辆,环比增长728%)来看,下滑态势有止步的迹象。
不过,从目前情况来看,不同主机厂的芯片短缺情况会在接下来的四季度出现分化。 部分类似丰田(主要Tier1电装参股瑞萨)这样的厂商,可能会优先得到供应保障,而依赖第三方Tier1的车企,则需要被排队“分配”。
日本主要的 汽车 芯片制造商瑞萨电子上周三宣布,计划到2023年将 汽车 用芯片(尤其是高端MCU)和相关电子产品的关键部件供应能力提高50%以上。
“我们一直在增加市场供应,但需求也一直强劲。”瑞萨高级副总裁Takeshi Kataoka表示 ,公司还将把目前缺货严重的低端MCU产品产能提高约70%,主要是通过扩大内部工厂的产能。同时,高端MCU则将借助外部第三方芯片代工厂。
不过,按照瑞萨电子的评估,“至少要到2022年,才能解决需求供给失衡问题。至于具体时间是2022年下半年,还是2023年初,现在还无法做出准确的判断。”
英飞凌是另一家全球 汽车 半导体的重要供应商,尤其是大众集团这个大客户,后者去年开始上市的ID系列纯电动车中,英飞凌提供了超过50颗不同应用的芯片。
该公司负责人披露,目前一辆普通燃油车大概有价值450美元的半导体元器件成本,用于从信息 娱乐 系统到各种不同的车身控制等功能。而一辆智能电动 汽车 的芯片成本大概在900-1000美元左右。
在谈及结构性需求问题时,该负责人认为,短期内电动化需要的芯片(比如,功率半导体)短缺影响相对更小,而涉及到车身及控制类芯片影响更大,因为这些产品和消费类电子共通性更大。 “这也解释了为什么这一轮 汽车 减产潮 ,并没有对纯电动车产量产生明显的影响。”
英飞凌在去年完成对赛普拉斯半导体公司的收购,继续保持其在功率半导体和安全控制器领域的全球份额龙头地位,同时借助赛普拉斯的规模补充,跃居成为全球第一的车用半导体供应商。
近日,该公司宣布计划明年将原计划投资额增加50%至约24亿欧元,将主要用于厂房和设备等产能扩张项目。上个月,其位于奥地利的新工厂正式投产,投资约16亿欧元。按照披露的数据,英飞凌预计今年营收将达到110亿欧元,明年将继续增长15%左右。
影响后续产能供应的积极因素,来自于英特尔和三星。
英特尔在今年宣布未来十年在欧洲将投入800亿欧元开启 汽车 芯片扩产计划,并寻求为 汽车 行业提供代工业务。按照计划,英特尔将 汽车 行业视为关键的战略重点。
该公司CEO帕特·基辛格表示,到2030年,芯片将占 汽车 成本的20%,这一数字相较于在2019年的4%比例上翻了五倍。到2030年, 汽车 芯片市场规模将翻一番,达到1150亿美元。
而三星公司通过此前布局 汽车 座舱及ADAS芯片业务,以及为特斯拉代工FSD芯片已经尝到甜头。该公司目前正在制定新的 汽车 行业发展计划,壮大 汽车 行业的芯片代工业务,与台积电、英特尔进行正面竞争。
10月7日,三星公司对外确认将在2022年投产3纳米工艺,从2025年开始量产2纳米芯片,并且预计今年资本支出将达到370亿美元左右,目前,英伟达和特斯拉已经是合作伙伴。
此外,现代 汽车 上周披露,为了减少对第三方芯片供应商的重度依赖,计划自主开发芯片。目前,该公司正与韩国晶圆代工厂(有可能是三星)和芯片设计公司进行实质性合作谈判。
“芯片短缺最严重的时期已经过去,”现代 汽车 全球首席运营官(COO)José Munoz表示,原因正是类似三星、英特尔等传统芯片巨头为 汽车 行业扩大晶圆代工产能进行了大规模投资。
而对于 汽车 芯片行业来说,接下来还有一波技术升级战。
车规级、ISO26262等行业规范,是 汽车 行业的传统准入门槛。如今,辅助/自动驾驶、联网、软件更新使整车电子系统比以往任何时候都更加复杂和网络化。网络安全评估,正在成为 汽车 半导体设计的首要考虑因素。
目前,整车分布式ECU架构已经成为过去时,减少ECU的数量和集成度更高域控制器的上车,从同时运行多个虚拟机的域控制器,到用于传感器融合、制动、转向、信息 娱乐 、远程信息处理和车身控制的模块集成,加上OTA带来的迭代升级,也引入了更大的网络安全风险。
一项名为ISO21434的标准(道路车辆-网络安全工程),定义了 汽车 中所有电子系统、组件和软件以及外部连接的网络安全工程开发实践规范。这个标准在今年8月31日正式发布。
瑞萨电子在本月已经宣布,旗下 汽车 微控制器(MCU)和SoC解决方案将从2022年1月起,全面符合ISO/SAE 21434标准规范要求。 目前,该公司的16位RL78和32位RH850,以及R-Car SoC系列产品主要面向 汽车 行业。
按照公开数据,欧洲、日本和韩国自2022年7月起,对于新车型审批,要求整车企业配备获得 汽车 网络安全管理体系(CSMS)认证的硬件产品,对于 汽车 芯片厂商来说,将是一个新的时间窗口期,市场门槛也将越来越高。
“越来越多新的功能,如远程诊断、互联网服务、车内支付、移动应用程序,以及车路协同、车云互通等重度联网功能,都增加了车辆安全的攻击面。”业内人士认为,接下来在满足法规要求的前提下,车企和供应商将共同决定安全级别和成本之间的平衡。
NXP是全球第一家通过TÜV SÜD认证的 汽车 半导体供应商,符合最新的 汽车 网络安全标准ISO/SAE 21434。这意味着,接下来满足该标准的芯片,必须从原型设计阶段开始,一直到产品生命周期结束都必须考虑网络安全。
目前,对于车企和供应商来说,最快的方式就是从ECU/域控制器开始,同时增加硬件安全模块(HSM)以及安全软件堆栈,防止未经授权的车内通信和车辆控制访问。 目前,英飞凌、ST、瑞萨、NXP等几家 汽车 芯片厂商都有相应的产品线。
比如,英飞凌近日推出的SLS37 V2X硬件安全模块(HSM),适用于V2X的即插即用安全解决方案,基于一个高度安全、防篡改的微控制器,为V2X应用程序的安全需求量身定制。从目前行业进展来看,智能网关及车路云相关硬件会率先成为网络安全细分赛道的主力军。
以芯驰 科技 G9X智能网关芯片为例,作为面向新一代车内核心网关设计的高性能车规级芯片,采用双内核异构设计,搭载独立完整且支持国密标准的硬件信息安全模块HSM,满足高功能安全级别和高可靠性的要求。
同时,这款智能网关芯片提供对OTA固件数据的来源安全验证、传输安全加密和本地安全存储和完整性校验的支持。此外,HSM加密模块还包含了一个800MHz的处理器,可支持未来多种安全服务软件。
英飞凌为现代汽车提供动力模块芯片出现瑕疵的新闻,在全球引起了广大网友的热议,作为全球最大的汽车芯片供应商,英飞凌发文表示目前公司在芯片前道工序制造厂的生产过程中出现了偏差,导致芯片出现瑕疵的情况,但相关产品未向客户出货,目前这些情况已经得到了妥善的解决,随后公司也已经增加了产品的生产工作,到目前为止,产量也已经超出了最初制定的计划。
其中IGBT芯片是一种用于汽车电动汽车的功率半导体器件,它的用途主要在于电动车,铁轨机车,汽车等车辆输出控制的芯片,在公司的前道制作厂出现偏差之后,由于公司具有严格的质量控制标准和流程,遭受到影响的产品并没有发货给客户,确保产品的质量对于公司来说非常重要,芯片也将会帮助汽车和手机进一步实现连接,现在国内的众多手机企业也在不断的寻求突破,想要尝试手机与汽车实行结合。
随着汽车的进化,汽车和手机厂商合作作为大趋势,无论是车企造手机还是手机厂造车,各家的定位发展路径都存在着很大的不同,但将汽车纳入智能,互联生态,未来车联网应用场景的达成高度共识,随着智能汽车的快速发展,手机企业和汽车制造商的进一步合作,作为未来的一种发展趋势,两者之间能够实现合作共融,更有利于车企向数字化转型,从而提高用户用车时的交互体验,目前众多企业都在积极的推动手机与汽车进行结合,上线了很多功能,例如数字车,钥匙车管家等功能,并且通过手机支持五感解锁,离车自动落锁,远程控制车门鸣笛,空调等等,功能将会实现,从技术到服务跨终端全场景的系统出行解决方案。
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