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    智能汽车「飞上去」与「立起来」,芯片厂商机会来了

    2025年02月25日 11:09:27   来源:微信公众号:半导体行业观察

      中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟表示,汽车行业在AI时代出现了一个非常有意思的趋势——“在路上”是智能汽车;“飞上去”是飞行汽车、低空产业;“立起来”是人形机器人、具身智能。

      而在“飞行汽车”和“人形机器人”这两个热门赛道掀起的产业浪潮中,芯片宛如新兴科技领域的关键“胜负手”,迎来新一轮变革与机遇。

      值得注意的是,这不仅是国际巨头角逐的舞台,也点燃了众多国内芯片企业的热情与斗志,在未来的竞争版图中,试图抢占先机。

      1. 飞行汽车狂飙,芯片产业迎来新风口

      2021年,“低空经济”首次被纳入《国家综合立体交通网规划纲要》,随后在2023年被定位为战略性新兴产业,并在2024年被首次写入政府工作报告,再到多个地方政府相继出台相关政策,以及资本市场的广泛关注和青睐。

      “低空经济”俨然成为了近年来最热门的领域之一,2024年更是被称为“低空经济元年”。

      在这样的大背景下,“飞行汽车”作为低空经济的核心载体,成为了当前炙手可热的新赛道,吸引着众多车企和科技企业纷纷扎堆涌入。

      2025年1月,小鹏汽车旗下的小鹏汇天,在北美CES上展示了其分体式飞行汽车“陆地航母”,并宣布已收获超过3000台超前预订订单;广汽集团去年12月正式发布全新飞行汽车品牌“高域/GOVY”,并发布该品牌*产品AirJet。

      吉利集团也表现活跃,不仅收购了全球首家飞行汽车企业美国Terrafugia公司,其旗下品牌沃飞长空自研的AE200型倾转旋翼构型eVTOL验证机,也已经于去年10月顺利完成了公开演示飞行。

      此外,还有包括奇瑞、长安、丰田、大众、戴姆勒、保时捷等不少车企也在持续跟进飞行汽车布局,以期在这一新兴产业中占据先机。

      据不完全统计,全球范围内在研的飞行汽车项目已超过200个,飞行汽车的发展呈现出百花齐放的态势,技术不断突破,产品逐渐成熟,正逐步迈向商业化应用的新阶段。

      能看到,飞行汽车行业势头迅猛,已是时下最热的风口之一。

      而正处于转型攻坚期的汽车产业,无论是技术研发、产品出新等方面都要加快步伐、加大投资,以应对日益激烈的市场竞争。那么为何诸多车企会在此时“分心”,投身飞行汽车的怀抱?

      中国低空经济联盟执行理事长罗军对此表示,智能汽车与飞行汽车在技术上有共通性,产业链和生产制造环节高度重叠,市场又互相交织,实则传统汽车产业革命性蜕变的必经之路。

      在技术上,飞行汽车与汽车一样都是高集成度产品,飞行汽车同样离不开电动化、智能化技术的支撑,不仅融合了新能源汽车“三电”、智能驾驶、网联通信、轻量化等关键技术,还涉及航空、人工智能等多个领域,本质上是“汽车+”的概念。

      有业内专家表示,中国在飞行汽车领域的供应链约80%依托于汽车,尤其是新能源汽车的产业基础。在大规模生产制造方面,车企拥有成熟的生产体系和供应链资源,能够有效赋能飞行汽车提高生产效率、降低生产成本。

      这一点从行业厂商的进展中也能窥探一二。

      沃飞长空在短短不到两年的时间里,便从零起步成功实现了*架飞机的下线。沃飞长空CEO郭亮曾坦言,吉利汽车在整个过程中的供应链补足起到了关键作用。例如,沃飞长空目前采用的充电系统便源自吉利旗下的极氪品牌,包括其先进的充电桩和800V高压充电技术。此外,eVTOL与新能源汽车的“三电系统”在供应链上存在高达70%的共享度。

      小鹏汇天依托小鹏汽车在供应链、自动驾驶和动力技术等方面的深厚积累,实现了多领域技术资源的协同共享。

      德国eVTOL企业Lilium在深入剖析其BOM成本结构后发现:在整机中,电机、电机控制器以及动力产生装置旋翼的价值量占比高达40%,与新能源车产业链存在显著重合。

      这些实际案例都进一步印证了,飞行汽车与新能源汽车共享着相似的产业链。借助新能源汽车产业链的成熟体系,能为飞行汽车提供可靠的技术支撑与供应链保障。

      这种协同效应的背后,不仅为车企们进军低空经济提供了得天独厚的条件,也给上游芯片厂商创造了新的发展机遇。

      比如,全球AI芯片巨头英伟达,凭借在人工智能和自动驾驶芯片领域的强大技术实力,能够为飞行汽车提供强大的计算能力,包括高性能AI芯片和先进算法,支持复杂的自动驾驶和飞行控制任务。

      小鹏汽车自主研发了全球首颗可同时应用在AI汽车、AI机器人和飞行汽车的图灵AI芯片,宣称可实现“一颗顶三颗”的效力,为小鹏飞行汽车的智能驾驶和飞行控制提供核心计算支持。

      英特尔通过收购和研发,不断拓展其在自动驾驶和物联网芯片领域的技术能力,有望为飞行汽车提供高性能、低功耗的芯片解决方案。高通凭借在通信芯片领域的优势,致力于为飞行汽车打造高速、稳定的通信连接方案,实现飞行汽车与外界的高效通信。

      另外值得注意的是,在飞行汽车的复杂系统中,模拟和混合信号芯片犹如“隐形翅膀”,同样发挥着至关重要的作用。它们虽不似大算力AI芯片那般引人注目,却在幕后默默支撑着飞行汽车的各项功能,从感知、控制到能源管理,贯穿于飞行汽车的每一个关键环节。

      2. 飞行汽车芯片风口将至,国产厂商或大有可为

      飞行汽车的兴起为芯片产业带来了前所未有的机遇,尤其是吸引了众多汽车芯片企业的目光。

      以纳芯微为例来看,其作为国内*的模拟和混合信号芯片厂商,多年来在汽车电子领域深入布局,聚焦传感器、信号链、电源管理等产品方向,涵盖传感器、驱动芯片、电源芯片、接口和隔离器,以及一系列信号链产品等多个品类,已广泛应用于新能源三电、热管理、车身控制、智能座舱等诸多关键应用,为汽车的智能化、电动化升级提供了坚实的芯片支撑。

      如今,面对飞行汽车这个充满潜力的新兴赛道,包括纳芯微在内的国产汽车芯片厂商们,凭借在汽车领域长期以来的技术积累和产品经验,有望继续在飞行汽车应用中发挥重要作用,为行业发展注入新活力。

      具体来看,面对飞行汽车对芯片的广泛需求,纳芯微能够为飞行汽车的电驱动系统、DC-DC、电池管理系统和热管理系统等领域提供一系列关键的芯片解决方案。

      像智能汽车一样,飞行汽车也需要依靠摄像头、雷达以及各类传感器等来感知周围环境和系统参数,并将这些信息传送到控制器进行处理,使飞行汽车保持稳定状态。为了满足从摄像头到显示屏的高速视频信号传输,确保图像和视频数据的清晰度和实时性,因此对SerDes、车载以太网等高速、低延迟的通信接口芯片的需求与日俱增。目前纳芯微SerDes芯片已完成研发,正与行业头部客户一起紧密协作,进行相关系统测试验证工作。

      同时,纳芯微的Flyback(NSR2240x)、LDO(NSR31xxx、NSR33xxx、NSR35xxx)等电源管理芯片,能提供稳定的电源转换与稳压功能,高效地管理飞行汽车的电能分配和转换,满足飞行汽车不同部件的电压需求,确保各个系统得到稳定、可靠的电力供应。其NSR3x系列LDO产品专为汽车电池供电系统设计,其宽输入电压范围、超低静态功耗、多种保护功能和封装形式为工程师在车载应用电源模块开发带来了新选择。

      电驱动系统

      众所周知,电驱动系统是飞行汽车的核心,承担着电力电子转换、电机控制和能源管理等重要任务,该系统能够借助传感器实现电流、电压、温度等参数采样,并通过栅极驱动、电机驱动等可实现对电机的高效驱动控制,保障飞行汽车电驱动系统的动力输出稳定可靠,提升设备的运动性能和响应速度。

      纳芯微在传感器方面布局已久,其Hall传感器(NSM203x、NSM2020、NSM2115、NSM2117、MT83xx、MT89xx)、温度传感器(NST235-Q1、NST86-Q1、NST175-Q1)、压力传感器(NSC9262、NSC9260x、NSC9264)和位置传感器(NSM1013、NSM3012、NSM3011、MT65xx、MT6835)等,在飞行汽车的各项系统中发挥着重要作用,能够实时准确地监测飞行汽车的各种运行参数,如位置、气压、温度、速度、电压和电流参数等,并通过放大器(NSI1300/1311/1200、NSOPA9xxx/8xxx)对信号进行放大处理,具有高精度、高可靠性的特点,为飞行控制提供重要的数据支持。

      在电驱动系统中,纳芯微还能够提供包括栅极驱动、电机驱动芯片、电源芯片、磁编码器以及CAN接口芯片、旋变数字转换器等各种芯片。

      其中,高压隔离驱动芯片在电机控制器的稳定性和可靠性中扮演着至关重要的角色。纳芯微可提供NSI6611、NSI6651、NSI67xx、NSI6911等多种性能和安全等级的智能驱动芯片。

      电源管理芯片BMS

      电源管理芯片BMS也是飞行汽车电池系统的核心,主要作用是对电池的充放电过程进行精确管理,安全监控及诊断等关键功能,确保电池的安全、高效运行,延长电池的使用寿命。

      纳芯微针对BMS系统中的高压测量和绝缘监测专门设计的固态继电器NSI7258,可提供业内*的耐压能力和EMI性能,与标准光耦继电器相比,它具有更高的可靠性和老化性能、更宽的工作温度范围、更短的导通和关断延迟等性能优势,适合在飞行汽车等高可靠性系统中取代机械继电器和光耦继电器。

      此外,在飞行汽车的多个系统中,还需要接口芯片与隔离元件来保障信号传输的稳定性与隔离性。对此,纳芯微拥有CAN transceiver(NCA1043 (B)、NCA1145、NCA1042(B)/NCA1044、NCA1051A)、Isolator(NSI824x、NSI822x)等接口与隔离元件,能够使飞行汽车各系统间的通信顺畅,数据传输准确无误,增强系统整体性能。

      在电路保护、电压基准部分,纳芯微还有MCU monitor/电压基准源(如NSR7808)、Reference(NSREF30xx/31xx)、NSE34050高边开关和底边开关(NSE11409、NSD12409、NSD11/2416)等产品来实现电路保护、电压基准设定与监控,为系统的运行状态监测和故障诊断提供重要依据。

      DC-DC与热管理控制器

      DC-DC芯片和热管理控制器在飞行汽车中分别负责能源转换和温度控制,对于优化飞行汽车的能源利用效率和保障系统的稳定运行起着关键作用。

      在直流充电机DC-DC驱动领域,纳芯微基于其系统拓扑特点,拥有隔离半桥驱动NSI6602V、NSI6622V,单路隔离驱动(NSI6601, NSI6601M, NSI6801)和NSD1026V非隔离驱动等产品,从半桥隔离驱动,到半桥驱动+米勒钳位,以及单通道驱动和非隔离驱动方案,更好的为客户提供相应产品方案。

      电源系统中的DC-DC芯片能够将电池输出的电压转换为各种电子设备所需的不同电压等级,实现高效的能源分配和利用。纳芯微的反激电源芯片NSR2240x能够将电池输出的电压转换为各种电子设备所需的不同电压等级,实现高效的能源分配和利用,可以提高飞行汽车的能源利用效率,降低能耗,延长续航里程。

      热管理系统就像是掌控飞行汽车全局的“温控大脑”,通过分布在各个关键部位的传感器,实时监测电池、电机、逆变器等部件的温度变化。一旦发现温度异常升高或降低,热管理系统借助高/低边开关以及相关控制器,对飞行汽车各部件温度进行调节。

      纳芯微在热管理应用中也有深入布局,包括分立式的马达驱动(NSD731x,NSD83xx)和集成的SoC产品NSUC16xx的解决方案。

      如纳芯微NSD731x系列是面向大电流BDC电机需求的驱动芯片,结构包括一个H桥和电流检测,故障检测以及SPI配置功能等,并且NSD7312支持PWM电流调制功能,也就意味着在电机启动过程中,负载出现较大电容或堵转时,能够可有效减小峰值电流,降低由于过大瞬态电流而对系统造成的冲击。

      同时,由于当前新能源汽车主流应用是以多个多通阀组合方案为主,驱动芯片也在向集成化方向演进,即单颗芯片驱动多个多通阀。纳芯微的NSD8308则是一款8通道驱动芯片,可以支持多个电机同时、顺序或者并行模式运行,并支持正转、反转、慢速衰减和快速衰减操作。

      然而,除了从通道数量满足步进电机驱动的需求外,步进电机相比BDC电机而言精度要求更高,因此通常还需要在驱动芯片内集成细分器以提升控制精度。纳芯微NSD8381便是一款面向汽车级高精度两相双极步进电机专用驱动芯片,内置4个半桥,支持*1.35A满量程电流,包括电流斩波调节,最高1/32微步转换器和多种衰减模式选择使步进电机平稳运动。

      此外,在汽车热管理系统中目前多采用BLDC驱动,客户在选型时更多考虑的是基于集成控制的BLDC驱动芯片。对此,纳芯微推出的NSUC1610、NSUC1602是国内较早打开汽车热管理市场的核心SoC产品之一,也是对标国际主流产品的关键所在。

      在集成方式上,NSUC1610采用了内核为Cortex M3的处理器,并且集成了预驱功能。此外还集成了LIN总线物理层、小功率MOS管阵列、DAC以及双路温度传感器,可以由12V直接供电,并支持40V短时过压承受;此外,纳芯微近期发布的NSUC1602新品通过集成式SoC+单独功率器件MOSFET的方式,能够支持大电流需求场景,为相关应用和客户需求量身定制,打造了一套高集成SoC解决方案。

      整体来看,纳芯微不仅拥有全面的芯片解决方案,而且拥有完善的质量管理体系。这成为了纳芯微在汽车领域取得不错成绩的核心保障,其产品已进入众多知名公司的供应体系。聚焦汽车应用来开发产品,和行业头部定制化产品的思路,有望使其从汽车电子领域的布局也渗透到飞行汽车领域。

      3. 智能汽车“飞上去”之外,还要“立起来”

      除了飞行汽车,人形机器人也是科技界当前关注的热门赛道。

      正如中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟所言,汽车行业在人工智能时代出现了一个非常有意思的趋势——“在路上”是智能汽车;“飞上去”是飞行汽车、低空产业;“立起来”是人形机器人、具身智能。

      2025年春晚舞台上,那一群身着花袄、手持花绢,与真人舞者一同欢快扭着秧歌的人形机器人成为了热议焦点,也让更多人直观感受到了人形机器人的魅力与潜力。

      其实早在春晚之前,人形机器人就已经悄然成为了科技领域的热门话题,车企纷纷入局,更让这个赛道变得愈发火热。

      特斯拉作为新能源汽车领域的佼佼者,早在几年前就推出了人形机器人Optimus,致力于打造一个能够全面理解环境、高效执行任务、与人类和谐共处的智能伙伴。马斯克更是放话,未来特斯拉的重点将倾向于人形机器人,旨在早日实现大规模量产。

      国内车企也不甘落后,小鹏汽车、广汽、比亚迪、奇瑞、小米、赛力斯、上汽、长安、东风等十多家车企也渐次入局,纷纷在人形机器人领域发力。

      车企之所以如此热衷于进入人形机器人赛道,其原因与入局飞行汽车领域类似:一方面是看到行业的未来潜力和价值;另一方面,“技术同源、产业重合、市场交织”是其核心驱动力。

      可以说,人形机器人与智能汽车在技术层面上具有高度同源性。以特斯拉为例,其在汽车自动驾驶领域积累的视觉感知技术和算法,同样应用在了人形机器人Optimus上,使其能够快速准确地识别周围的环境和物体。在运动控制和人机交互方面,车企在底盘调校、动力系统控制、智能座舱等领域的技术积累,也能够为人形机器人的交互和运动控制提供重要支持。

      可见,两者在技术层面一脉相承。

      从供应链角度来看,制造汽车和制造机器人有着大量的供应链重叠,汽车供应链企业已经具备了成熟的技术和生产能力,能够为人形机器人的发展提供有力支持,提高其生产效率和产品质量。

      这些都成为吸引车企入局的重要原因。高盛预计,2035年人形机器人全球市场规模将增到378亿美元,CAGR复合增速63.98%,远超新能源汽车市场行业37.9%的复合增速,未来市场空间潜力巨大。

      在这场人形机器人热潮中,产业链各环节有望加速迎来机遇,纳芯微同样展现出了独特优势和竞争力。

      作为高通用化、集成化和智能化的具身智能,人形机器人要求出色的运动控制、感知和计算能力,灵巧手、丝杠、减速器、传感器、电机、控制器等都是值得重点关注的高价值环节,对芯片的性能和功能也提出了极高要求。

      在汽车芯片领域深耕已久的纳芯微,在向飞行汽车市场渗透的过程中,或将也为人形机器人提供丰富的芯片解决方案。

      在感知系统和驱动系统中,纳芯微涵盖多种传感器用于采集关键物理量。Hall传感器(NSM201x, NSM211x, NSM203x,MT951x, NSM2311)、隔离放大器(NSI1400, NSI1300, NSI1200C, NSI1312, NSI1311)、放大器(NSOPA9xxx, NSOPA8xxx, NSOPA084)用于电流、电压采样;NST1001、NST1002、NSHT3x等温湿度传感器用来监测温度和湿度;磁性角度传感器(NSM301x,MT65xx,MT6835,MT6826s)、线性位置传感器(MT910x)、开关位置传感器(MT83xx,MT89xx)获取角度与位置信息;NSA/C9260x、NSA/C2860x等压力传感器来测量压力,全方位的采集机器人内部系统运转所输出和输入的数据,为机器人的运行提供完整及强大的数据支持,形成完整的机器人闭环系统。

      2024年,纳芯微完成对磁传感器公司麦歌恩的收购,能与现有传感器产品形成互补,极大丰富纳芯微在该领域的产品品类和产品解决方案,有力提升其在磁传感器市场的竞争力,为人形机器人业务提供更强大的支持。

      在运动控制方面,纳芯微推出的NSD262x、NSD1224等栅极驱动器,在电机驱动控制中发挥关键作用,能够精确控制人形机器人的关节电机,确保机器人能够高效、稳定地完成各种动作。这些芯片具有高功率密度、低噪声、高精度等特点,能够为电机提供稳定的驱动信号,实现对电机转速、扭矩的精确控制,确保电机高效稳定运行,实现机器人各种复杂动作的流畅执行。

      头部与视觉控制部分则由MCU主导,利用PWM信号控制电机驱动和电机运转。通过Hall传感器电流感知能力,结合角度传感器、位置传感器等,实现头部动作的精确控制与视觉信息采集的稳定支持。

      针对人形机器人的电源管理,纳芯微的电源管理产品包括LDO(NSR31/33/35xxx)、Flyback(NSR284x, NSR28C4x)、BUCK(NSR10Axx, NSR104xx, NSR106xx, NSR114xx, NSR1103x)等多种电源管理芯片,可以精确地监测电池的电量、电压和电流等参数,实现对电池的高效充电和放电管理,延长电池的使用寿命和续航能力,同时能为机器人各部件提供适配的稳定电源,满足不同模块的电压需求,保障系统正常运行。

      在通信领域,纳芯微的RS485(NSI83086, NSI83085, NCA3176, NSIP83086)和CAN(NCA1051A, NCA1042B, NSIP1042, NSI1050, NSI1042)用于机器人内部各部件间的通信连接,NSI82xx系列隔离器来保障通信的稳定性与抗干扰性。其I/O Expander用于扩展输入输出接口,电压监控元件NSR7808进行电压监控与系统保护,NSREF30/31xx系列电压基准源提供参考电压,确保系统稳定可靠运行,并为其他元件提供基准支持。

      整体来看,人形机器人具有与新能源智能汽车较高的重合复用产业链,未来将形成庞大的产业集群带动效应,推动芯片行业的新变革与增长机遇。

      4. 结语

      上文提到,汽车产业将呈现“飞上去”、“立起来”两大趋势,电动化、智能化关键技术将外溢至低空经济、具身智能产业,为汽车产业发展创造更多机遇。与此同时,飞行汽车、人形机器人的研发能够反哺汽车产业在电动化、智能化、轻量化等方面的技术进步,带动相关产业链的发展。

      在这个过程中,汽车供应链厂商受益于此,芯片产业将迎来前所未有的增长机遇。

      而多年来,基于在汽车电子领域的深耕,使纳芯微有机会对新兴的飞行汽车和人形机器人的技术需求和应用场景产生深刻理解,为进入该领域奠定坚实的技术基础和客户资源。

      文章内容仅供阅读,不构成投资建议,请谨慎对待。投资者据此操作,风险自担。

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