כמה שבבים יש במכונית?

כמה שבבים יש במכונית?או, כמה צ'יפים צריכה מכונית?

בכנות, קשה לענות.כי זה תלוי בעיצוב הרכב עצמו.כל מכונית זקוקה למספר שונה של שבבים, כמה עשרות עד מאות, כמו אלפי או אפילו אלפי שבבים.עם התפתחות מודיעין הרכב, גם סוגי השבבים עלו מ-40 ליותר מ-150.

שבבי רכב, כמו המוח האנושי, ניתן לחלק לחמש קטגוריות לפי תפקיד: מחשוב, תפיסה, ביצוע, תקשורת, אחסון ואספקת אנרגיה.

חלוקה נוספת, ניתן לחלק לשבב בקרה, שבב מחשוב, שבב חישה, שבב תקשורת,שבב זכרון, שבב אבטחה, שבב כוח,שבב נהג, שבב ניהול חשמל תשע קטגוריות.

שבב רכב תשע קטגוריות:

1. שבב בקרה:MCU, SOC

הצעד הראשון להבנת אלקטרוניקה לרכב הוא הבנת יחידת הבקרה האלקטרונית.ניתן לומר כי ECU הוא מחשב משובץ השולט במערכות העיקריות של המכונית.ביניהם, ה-MCU המובנה יכול להיקרא מוח המחשוב של ה-ECU של המכונית, שאחראי לחישוב ועיבוד מידע שונים.

בדרך כלל, ECU במכונית אחראי על פונקציה נפרדת, המצוידת ב-MCU, על פי Deppon Securities.ייתכנו גם מקרים שבהם ECU אחד מצויד בשני MCUS.

MCUS מהווה כ-30% ממספר התקני המוליכים למחצה בשימוש במכונית, ולפחות 70 נדרשים לכל מכונית tהוא מעל שבב MCU.

2. שבב מחשוב: CPU, GPU

המעבד הוא בדרך כלל מרכז הבקרה בשבב ה-SoC.היתרון שלו טמון ביכולת תזמון, ניהול ותיאום.עם זאת, למעבד יש פחות יחידות מחשוב ואינו יכול לעמוד במספר רב של משימות מחשוב פשוטות מקבילות.לכן, שבב ה-SoC לנהיגה אוטונומית צריך בדרך כלל לשלב Xpus אחד או יותר בנוסף למעבד כדי להשלים את חישוב הבינה המלאכותית.

3. שבב כוח: IGBT, סיליקון קרביד, כוח MOSFET

מוליך למחצה כוח הוא הליבה של המרת אנרגיה חשמלית ובקרת מעגלים במכשירים אלקטרוניים, המשמשת בעיקר לשינוי המתח והתדר במכשירים אלקטרוניים, המרת DC ו-AC.

אם לוקחים כדוגמה כוח MOSFET, לפי הנתונים, ברכבי דלק מסורתיים, כמות MOSFET במתח נמוך לכל רכב היא כ-100. ברכבי אנרגיה חדשים, הצריכה הממוצעת של MOSFET במתח בינוני וגבוה לכל רכב עלתה ליותר מ-200. בעתיד, השימוש ב-MOSFET למכונית בדגמים בינוניים ויוקרתיים צפוי לעלות ל-400.

4. שבב תקשורת: סלולרי, WLAN, LIN, ישיר V2X, UWB, CAN, מיקום לווין, NFC, Bluetooth, ETC, Ethernet וכן הלאה;

ניתן לחלק את שבב התקשורת לתקשורת קווית ותקשורת אלחוטית.

תקשורת קווית משמשת בעיקר להעברת נתונים שונים בין ציוד במכונית.

תקשורת אלחוטית יכולה לממש חיבור בין מכונית לרכב, מכונית ואנשים, מכונית וציוד, מכונית והסביבה הסובבת.

ביניהם, מספר מקלטי המשדר בפח גדול, על פי נתוני התעשייה, היישום הממוצע של מקלטי משדר CAN/LIN של מכונית הוא לפחות 70-80, וחלק ממכוניות הביצועים יכולות להגיע ליותר מ-100, או אפילו יותר מ-200.

5. שבב זיכרון: DRAM, NOR FLASH, EEPROM, SRAM, NAND FLASH

שבב הזיכרון של המכונית משמש בעיקר לאחסון תוכניות ונתונים שונים של המכונית.

על פי פסק דינה של חברת מוליכים למחצה בדרום קוריאה בנוגע לדרישה ל-DRAM עבור מכוניות נהיגה חכמה, לפי ההערכות, מכונית יש את הביקוש הגבוה ביותר ל-DRAM/NAND Flash עד 151GB/2TB, בהתאמה, ומחלקת התצוגה ו-ADAS אוטונומית למערכת נהיגה יש את השימוש הגדול ביותר בשבבי זיכרון.

6. שבב מתח/אנלוגי: SBC, קצה קדמי אנלוגי, DC/DC, בידוד דיגיטלי, DC/AC

שבב אנלוגי הוא גשר המחבר בין העולם האמיתי הפיזי לעולם הדיגיטלי, מתייחס בעיקר למעגל האנלוגי המורכב מהתנגדות, קבל, טרנזיסטור וכו' המשולבים יחד לעיבוד אותות אנלוגיים בצורה פונקציונלית מתמשכת (כגון צליל, אור, טמפרטורה וכו' .) מעגל משולב.

לפי הסטטיסטיקה של אופנהיימר, מעגלים אנלוגיים מהווים 29% משבבי הרכב, מתוכם 53% הם ליבות שרשרת האותות ו-47% הם שבבי ניהול חשמל.

7. שבב נהג: נהג צד גבוה, נהג צד נמוך, LED/תצוגה, נהג ברמת שער, גשר, נהגים אחרים וכו'

במערכת האלקטרונית לרכב, קיימות שתי דרכים בסיסיות להנעת העומס: הנעה צד נמוכה והנעה צד גבוהה.

כוננים גבוהים משמשים בדרך כלל עבור מושבים, תאורה ומאווררים.

כוננים צדיים נמוכים משמשים למנועים, תנורי חימום וכו'.

אם ניקח לדוגמא רכב אוטונומי בארצות הברית, רק בקר שטח הגוף הקדמי מוגדר עם 21 שבבי נהג גבוהים, וצריכת הרכב עולה על 35.

8. שבב חיישן: קולי, תמונה, קול, לייזר, ניווט אינרציאלי, גל מילימטר, טביעת אצבע, אינפרא אדום, מתח, טמפרטורה, זרם, לחות, מיקום, לחץ.

ניתן לחלק חיישני רכב לחיישני גוף וחיישני חישה סביבתיים.

בתפעול המכונית, חיישן הרכב יכול לאסוף את מצב הגוף (כגון טמפרטורה, לחץ, מיקום, מהירות וכו') ומידע סביבתי, ולהמיר את המידע שנאסף לאותות חשמליים לשידור ליחידת הבקרה המרכזית של המכונית. אוטו.

על פי הנתונים, מכונית הנהיגה החכמה רמה 2 צפויה לשאת שישה חיישנים, ומכונית ה-L5 צפויה לשאת 32 חיישנים.

9. שבב אבטחה: שבב אבטחה T-Box/V2X, שבב אבטחה eSIM/eSAM

שבב אבטחה לרכב הוא סוג של מעגל משולב עם אלגוריתם קריפטוגרפי משולב פנימי ועיצוב פיזי נגד התקפות.

כיום, עם התפתחותן ההדרגתית של מכוניות חכמות, מספר המכשירים האלקטרוניים במכונית יגדל בהכרח, והוא מונע על ידי גידול במספר השבבים.

על פי הנתונים שסיפק איגוד יצרני הרכב בסין, מספר שבבי הרכב הנדרש לרכבי דלק מסורתיים הוא 600-700, מספר שבבי המכוניות הנדרשים לרכבים חשמליים יגדל ל-1600 לרכב, והביקוש לשבבים עבור רכבים חכמים מתקדמים יותר צפויים לעלות ל-3000 לרכב.

אפשר לומר שהמכונית המודרנית היא כמו מחשב ענק על wheels.