1. 無線通信芯片介紹

隨著信息、計算和芯片技術的迅速發展，外界信息交互需求日益增長，車內電子系統數量不斷增加，汽車電子系統變得越來越復雜，各個系統間的信息傳遞需要通信網絡的有力支撐。根據通信連接形態的不同，汽車通信應用分為無線通信和有線通信。無線通信主要用于實現V2V（汽車與汽車互聯）、或者V2X（汽車與用戶設備互聯，或汽車與其它設備，如通信基站和衛星的通信等連接）。有線通信主要用于車內設備之間的各種數據傳輸。

無線通信按照傳輸距離可劃分為廣域網通信和局域網通信。廣域網通信包括移動蜂窩網絡通信、衛星GNSS通信；局域網通信包括V2X直連通信、藍牙、Wi-Fi、UWB等。無線通信支持通信速率從1Mbps到數Gbps。

 

2. 各類無線通信芯片

 

（1）移動蜂窩芯片

蜂窩移動通信（Cellular Mobile Communication）采用蜂窩無線組網方式，在終端和網絡設備之間通過無線通道連接起來，進而實現用戶在活動中可相互通信。主要特征是終端的移動性，并具有越區切換和跨本地網自動漫游功能。蜂窩通信從20世紀80年代至今，已經發展到第五代（5G）。

與手機移動通信類似，汽車移動通信通過接入通信基站實現信息的發送和接收。移動蜂窩芯片是負責車與基站通信的芯片，其根據移動通信制式劃分為2G/3G/4G/5G移動蜂窩芯片。目前，汽車移動通信應用比較廣的是4G，5G的滲透率也正在快速提升。相比于舊的版本，5G通信芯片在傳輸速率、低延時、可靠性等性能上都有較大提升。

（2）V2X直連通信芯片

V2X直連通信主流采用C-V2X技術，包含LTE-V2X技術和NR-V2X技術，是基于LTE/NR蜂窩網通信技術演進形成的車用無線通信技術，用于實現車輛與周圍的車、人、基礎設施等全方位連接和通信，滿足低時延、高可靠等特殊嚴苛的技術要求，賦能汽車智能化和網聯化變革，V2X可以感知到視距外行人、車輛、交通信號燈等信息，協助感知、高精定位、規劃、決策、控制等，提高車輛的智能化等級。

（3）藍牙芯片

藍牙技術由美國藍牙技術聯盟制定并發布，可實現短距離內設備之間點對點或點對多點的短距離數據交換。藍牙技術采用2.4GHz頻段通信，傳輸速率最大超過20Mbps，具有功耗低、自組網和成本低的優勢，適合覆蓋距離在300米以內、數據傳輸量較小的通信。

藍牙芯片是一種集成藍牙功能的電路集合，主流制程一般為28nm，包括無線射頻單元、基帶域鏈路控制單元、鏈路管理單元等，通過無線連接將固定和移動信息設備組成個人局域網，實現設備之間無線互連通信。根據藍牙傳輸標準劃分，藍牙芯片可分為常規藍牙芯片及BLE（低功耗藍牙）芯片。

（4）GNSS 導航芯片

GNSS導航定位系統包括美國GPS系統、俄羅斯Glonass系統、歐洲Galileo和中國“北斗”系統，在頻段上，GNSS包括L1：1575.42MHz、L2：1227.6MHz和L5：1176.45MHz三種頻段，其中，L2一般用于軍用場合。

GNSS導航芯片是導航終端的核心，其定位精度、功耗、體積等方面的性能直接影響導航系統的運行表現。GNSS芯片包括基帶芯片和射頻芯片，射頻芯片負責接收信號，基帶芯片負責對接收到的基帶信號進行解碼，主流GNSS芯片均采用基帶和射頻芯片集成的方式。GNSS芯片配合算法共同決定了GNSS系統的導航定位精度，目前，主流GNSS芯片均支持GPS/Glonass/Galieo/北斗多模和L1/L5雙頻制式，主流制程一般在14nm-28nm，定位精度已提升至亞米級甚至厘米級。

汽車GNSS芯片主要用于導航定位、緊急援助、車隊管理（包括保險）以及智能駕駛，一般集成在V2X（OBU）、TBOX或車機中，隨著智能網聯汽車的快速發展，基于衛星的定位可為多傳感器數據融合提供重要基礎和支撐，GNSS芯片在汽車領域的滲透率不斷提升。

 

（5）UWB 芯片

UWB，為超寬帶無線通信技術（Ultra Wide Band），通過發送和接收具有納秒或皮秒級以下的極窄脈沖來傳輸數據，從而在3.1~10.6GHz頻段上具有500MHz以上量級帶寬。UWB通信具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低、能提供精確定位精度等優點，實驗室理想情況可以實現10cm左右的高精度定位，實際環境精度能達到亞米級。

UWB芯片作為實現UWB功能應用的核心電路集合，目前其主流制程一般在28nm。UWB頻率帶寬較大，脈沖波形非常窄，決定了UWB芯片內部射頻及模擬模塊需要支持更高的帶寬；同時，由于UWB 芯片是利用電磁波的飛行時間來做測距，時間戳要解算得非常準確，芯片信號處理部分不能引入過多的非固定延遲；此外，UWB芯片應用需要有大量工程實例算法迭代，開發難度較大。UWB芯片主要評價指標包括：速率脈沖模式、頻段、功耗、面積、成本等

由于在高精定位、低功耗和安全性方面優于其他技術（Wi-Fi和藍牙），UWB正在成為智能汽車多場景功能落地的關鍵技術支撐，一輛汽車大約需要用5個UWB芯片，可應用于車輛無鑰匙進入等場景的定位輔助、智能尾門功能、汽車雷達活體檢測、自動泊車輔助等，目前多個車企均配備了基于UWB 技術的新一代數字化車鑰匙。

 

3.國產通信類芯片發展情況

（1）移動蜂窩芯片和V2X直連通信芯片

國內蜂窩通信技術以及芯片能力技術儲備較充分，在國際上位居前列。汽車領域的蜂窩通信集成SoC市場呈開放競爭狀態，典型的汽車蜂窩聯網芯片平臺包括高通推出的驍龍4G汽車平臺和5G汽車平臺，海思巴龍和麒麟設計能力追平國際水平，短期受限于生產制造影響國內供應，長期看風險可控，同時，紫光展銳也在積極規劃研發與高通對標的汽車芯片。無論是高通還是國內自主移動蜂窩芯片，均已經被多個國際汽車廠商采用，相關產品已經商用。國內移動蜂窩芯片在設計上存在較強的應用潛力，但從長期發展來看，受限于當前國際形勢以及全球半導體產能短缺影響，需要解決制造方面的問題。在V2X直連通信芯片方面，目前國內均采用與移動蜂窩芯片集成的方式，國內華為、大唐已經推出量產的LTE-V2X直連通信芯片，處于國際前沿水平。

（2）藍牙芯片

中國藍牙芯片行業參與者多集中在低端藍牙芯片市場，利潤空間較小，中國本土低端藍牙芯片供應商通過購買CEVA協議棧，或采用CEVA成熟IP，針對國際大廠產品做兼容，協議棧的兼容性以及應用層的經驗不多。為打破高端藍牙芯片市場壟斷局面，部分中國本土藍牙芯片廠商積極布局高端藍牙芯片市場，以桃芯科技、恒玄科技、珠海炬芯和紫光展銳為代表的中國本土企業有望打破中國高端藍牙芯片市場被歐美廠商壟斷局面。

（3）Wi-Fi芯片

目前，Wi-Fi芯片的競爭很激烈，很多本土設計開發Wi-Fi芯片的企業成立時間短，更多的選擇從消費類或工業IoT市場出發，能提供車規類Wi-Fi芯片的比較少，是國產芯片要解決的主要領域之一。

車用Wi-Fi芯片更多應用于車內熱點AP，手機連接投屏，軟件升級等座艙的功能應用，工作環境相對寬松，車企及零部件企業可考慮評估工業類的芯片，在零部件組件上增加防護措施，進而考慮選擇工業類的Wi-Fi芯片。

以下是部分國內Wi-Fi物聯網芯片企業及產品。

（4）GNSS導航芯片

國際主流芯片廠商發展較早，利用相對優勢打開雙模芯片市場。國產芯片廠商在早期面臨人才不足、核心技術被高通、博通等公司壟斷的困境。

經過近幾年的發展，華大北斗、北斗星通、華為海思、紫光展銳等國內企業逐步突破技術瓶頸后來居上，芯片和解決方案能力已經在全球范圍嶄露頭角總體性能達到甚至優于國際同類產品，全面實現國產應用，從產業鏈源頭支撐中國北斗GNSS系統建設。當前，北斗導航芯片全部實現國產，模塊累計銷量已突破8000萬片，高精度板卡和天線銷量已占據國內30%和90%的市場份額，并輸出到100余個國家和地區，在“一帶一路”沿線國家開拓市場。國內華大北斗主要從事導航定位芯片、衛星定位、定位算法的研發工作，主要面向汽車互聯和智能終端等領域，目前華大北斗的GNSS芯片已經實現了厘米級的定位精度。紫光展銳推出了高性能、高集成度、全國產自研的雙頻衛星定位導航授時芯片，支持GPS/北斗/GLONASS/Galileo等全球主流導航系統，具有小尺寸、低功耗、抗干擾等特性，且支持車規標準。此外，北斗星通、武漢夢芯科技等均推出了基于國內北斗定位系統的GNSS導航芯片，我國在GNSS導航芯片上已基本實現自主可控，全球競爭力加速提升。

（5）UWB芯片

在汽車UWB芯片上，車規級UWB芯片關鍵技術基本被國外壟斷，國內廠商目前大部分采用恩智浦通信協議轉用的方式，未來需要重點突破。

 

無線通信芯片需要通過的車規AEC-Q100認證

對于車載通信芯片，通常需要符合AEC-Q100的相關認證要求。這意味著在設計和制造這些芯片時，遵循了AEC-Q100的測試方法和指南，能夠確保產品在汽車環境中的穩定運行，滿足可靠性和耐久性的要求。

 

此外，值得注意的是，AEC-Q100認證并非僅適用于射頻芯片，它還涵蓋了汽車電子系統中的其他元器件。因此，車輛制造商在選擇車載通信芯片時，通常會優先考慮符合AEC-Q100認證的產品，以確保整個汽車電子系統的質量和可靠性。

 

車規認證之AEC-Q100

汽車電子委員會(AEC- Automotive Electronics Council)由克萊斯勒(Chrysler) 、福特(Ford) 和通用汽車公司(General Motors)成立，旨在制定電氣元件的通用質量標準。第一版AEC標準是1994年推出的，100針對集成電路，101針對分離元件，102針對光電元件，104針對MCM模塊，200針對被動元件。AEC-Q100作為目前應用最為廣泛和基本的車規級，它近乎強制，而功能安全并非強制，僅為建議性。更多車規級認證技術咨詢: 劉工13625289200。

 

AEC-Q100 關鍵測試類別包括：

 

1） AcceleratedEnvironment Stress （加速環境壓力）

2） Accelerate LifetimeSimulation （加速壽命仿真）

3） Packaging/Assembly （封裝/組裝）

4） Die Fabrication （芯片制程）

5） ElectricalVerification （電氣驗證）

6） Defect Screening （不良品篩選）

7） Cavity PackageIntegrity （腔體封裝完整性）

 

華碧實驗室是國內領先的集檢測、鑒定、認證和研發為一體的第三方檢測與分析的新型綜合實驗室，擁有豐富的車規級電子認證經驗，已成功幫助300多家企業順利通過AEC-Q系列認證，通過AEC-Q100對每一個芯片個案進行嚴格的質量與可靠度確認。