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博世進(jìn)入轉(zhuǎn)型深水區(qū)
2020-10-23 23:17:22· 來(lái)源：車(chē)云 作者：王瑞昊
10月19日，第五屆「博世技術(shù)創(chuàng)新日」又回到了第一屆的舉辦地江蘇連云港的博世東海測(cè)試基地。經(jīng)過(guò)六年五屆的發(fā)展，博世布局未來(lái)的技術(shù)已取得階段性的成果。如今博
10月19日，第五屆「博世技術(shù)創(chuàng)新日」又回到了第一屆的舉辦地——江蘇連云港的博世東海測(cè)試基地。經(jīng)過(guò)六年五屆的發(fā)展，博世布局未來(lái)的技術(shù)已取得階段性的成果。如今博世的駕駛輔助技術(shù)幾乎成為主機(jī)廠繞不過(guò)去的必選項(xiàng)。重回當(dāng)初提出技術(shù)創(chuàng)新體驗(yàn)日理念開(kāi)始的地方，博世也在向外界傳達(dá)著一個(gè)重要信息：向著轉(zhuǎn)型的深入?yún)^(qū)繼續(xù)行進(jìn)。
對(duì)于博世而言，進(jìn)入轉(zhuǎn)型深水區(qū)后首先要考慮的是如何定義產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)后的角色。博世中國(guó)執(zhí)行副總裁徐大全表示：“未來(lái)供應(yīng)商這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈將會(huì)變得更加扁平化，誰(shuí)在頂端，下面的供應(yīng)鏈?zhǔn)裁礌顩r，將會(huì)發(fā)生非常非常大的變化，這就是電氣化、自動(dòng)化、互聯(lián)化等新技術(shù)所帶來(lái)的對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的革命。”
博世基于對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的判斷，已經(jīng)率先布局了前沿技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模地上車(chē)。過(guò)去十年，博世與本土主機(jī)廠在自適應(yīng)巡航、自動(dòng)緊急制動(dòng)、車(chē)道保持、自動(dòng)泊車(chē)輔助、交通擁堵輔助、高速公路輔助等諸多駕駛員輔助功能上開(kāi)展大量本土應(yīng)用合作。今年，博世全球首個(gè)帶自動(dòng)變道的高速公路輔助增強(qiáng)功能以及依靠智能鑰匙或手機(jī)實(shí)現(xiàn)的遙控泊車(chē)技術(shù)已經(jīng)在中國(guó)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。2021年，由中國(guó)本土主導(dǎo)、全球合作開(kāi)發(fā)的全新高速公路輔助功能以及全球首個(gè)ADAS商用車(chē)項(xiàng)目（車(chē)道保持功能）也將在中國(guó)投入量產(chǎn)。
而由軟件驅(qū)動(dòng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮正在襲來(lái)，軟件定義的這一說(shuō)法已經(jīng)快成汽車(chē)行業(yè)的口頭禪了。事實(shí)上，博世在軟件領(lǐng)域早有布局。其在車(chē)載軟件領(lǐng)域積累了40年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，每年的支出達(dá)到30億歐元。博世在全球約有40萬(wàn)名員工，其中研發(fā)工程師超過(guò)7萬(wàn)名，這其中有約3萬(wàn)名是軟件工程師。為了更好地應(yīng)對(duì)軟件對(duì)汽車(chē)電子的沖擊，博世將把動(dòng)力總成控制域、車(chē)身控制域、智能座艙域、自動(dòng)駕駛域這四個(gè)單獨(dú)的事業(yè)部合為一個(gè)全新的智能駕駛與控制事業(yè)部。
新事業(yè)部將于2021年初正式成立，將分布在20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的40多個(gè)業(yè)務(wù)所在地，擁有大約1.7萬(wàn)名員工。據(jù)悉，新事業(yè)部將統(tǒng)一為現(xiàn)有客戶和新客戶提供電子系統(tǒng)和必備軟件，專注于開(kāi)發(fā)面向未來(lái)的汽車(chē)電子電氣架構(gòu)，統(tǒng)籌車(chē)輛計(jì)算機(jī)、控制單元和傳感器。
在中國(guó)，博世中國(guó)創(chuàng)新與軟件研發(fā)中心今年已經(jīng)開(kāi)始團(tuán)隊(duì)工作，其全新大樓不久就將在無(wú)錫建成啟用，將進(jìn)一步整合并加強(qiáng)中國(guó)本土的軟件開(kāi)發(fā)能力。此外，博世也在上海建立了其全球第7個(gè)人工智能中心，推動(dòng)本土人工智能前沿技術(shù)的研發(fā)。
基于此前的技術(shù)積累，在創(chuàng)日新的當(dāng)天，博世也展出了面向未來(lái)的智能電動(dòng)車(chē)解決方案。
一：碳化硅會(huì)成為電動(dòng)車(chē)的「芯」動(dòng)力
博世是一家零部件公司的同時(shí)，也是一家半導(dǎo)體公司。只是，博世做的是半導(dǎo)體背后的產(chǎn)品，比如在北京車(chē)展首次展出，同時(shí)也是全球首次展出的碳化硅半導(dǎo)體。在第五屆創(chuàng)新日，博士對(duì)這款將要上車(chē)的產(chǎn)品進(jìn)行了一次詳細(xì)的解讀。
首先從宏觀大背景上來(lái)看，博世在半導(dǎo)體領(lǐng)域有豐厚的技術(shù)積累和成功的商業(yè)應(yīng)用。博世從1970年就開(kāi)始涉足半導(dǎo)體領(lǐng)域，產(chǎn)品類(lèi)別從從最開(kāi)始的ASICS逐步演進(jìn)到到現(xiàn)在的碳化硅功率半導(dǎo)體；產(chǎn)線從最開(kāi)始的6英寸晶圓片發(fā)展到現(xiàn)在的12英寸晶圓片。
目前，博世在半導(dǎo)體領(lǐng)域主要有三大類(lèi)產(chǎn)品，一是MEMS，這也是目前博世出貨量最多的一款產(chǎn)品，包括慣性、角速度、壓力傳感器，可以用在消費(fèi)領(lǐng)域和汽車(chē)領(lǐng)域；二是集成電路，也就是我們說(shuō)的IC（integrated circuit）或者是ASICS，是專用系統(tǒng)芯片和傳感器，用在特定的汽車(chē)應(yīng)用中。目前為止，這部分的產(chǎn)品主要還是對(duì)內(nèi)使用；三是功率半導(dǎo)體，它包括傳統(tǒng)硅基的IGBT和碳化硅功率半導(dǎo)體，前者主要打包成系統(tǒng)產(chǎn)品對(duì)外出售，后者則是計(jì)劃會(huì)直接對(duì)外銷(xiāo)售。
去年，全球的半導(dǎo)體市場(chǎng)總的銷(xiāo)售額大概是4100億美金。博世的客戶主要集中在消費(fèi)者領(lǐng)域和汽車(chē)領(lǐng)域。其中，博世是世界第二大的MEMS傳感器生產(chǎn)商，這其中慣性傳感器和壓力傳感器的生產(chǎn)，博世排名世界第一位。汽車(chē)應(yīng)用的半導(dǎo)體，博世的出貨量排在世界第六位。
博世想要強(qiáng)化其在汽車(chē)半導(dǎo)體領(lǐng)域中的地位，那么布局碳化硅功率半導(dǎo)體就成必然。因?yàn)檫@是電動(dòng)車(chē)的技術(shù)趨勢(shì)。電動(dòng)車(chē)需要更長(zhǎng)的續(xù)航、更大的電池電壓和更快的充電速度，現(xiàn)在的IGBT無(wú)法滿足，只有碳化硅可以滿足以上需求。
博世于2019年10月正式宣布開(kāi)展碳化硅的相關(guān)業(yè)務(wù)，并在德國(guó)羅伊特林根建有一條車(chē)規(guī)級(jí)生產(chǎn)線。預(yù)計(jì)裸芯片會(huì)在2021年的年底上市，分立器件MOSFET大概會(huì)在2022年初上市。這兩種產(chǎn)品都將基于對(duì)客戶的需求進(jìn)行匹配。
在今后幾年，碳化硅功率半導(dǎo)體將會(huì)密集上車(chē)，應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)當(dāng)中的逆變器、車(chē)載充電器、DC/DC直流轉(zhuǎn)換，以及充電樁等產(chǎn)品當(dāng)中。
碳化硅和硅芯片相比，能源損耗大概可以降低50%，芯片最高的結(jié)溫允許可以達(dá)到200度，分立器件可以做到175度，相比硅基的IGBT大概只在125度左右，優(yōu)勢(shì)還是比較明顯。從材料上來(lái)說(shuō)，碳化硅擁有更高的帶寬、更高的頻率，高溫高電壓以及低能耗，這也是碳化硅代替IGBT的主要驅(qū)動(dòng)力其。
碳化硅的出現(xiàn)，意味著汽車(chē)制造商可以減少動(dòng)力總成部件昂貴的冷卻費(fèi)用和周邊被動(dòng)元器件數(shù)量，也就意味著系統(tǒng)可以變得更加簡(jiǎn)單，從而幫助降低整體成本。
博世計(jì)劃提供裸芯片和MOSFET這兩款產(chǎn)品。每種產(chǎn)品都可以提供兩種電壓形式，一種是1200伏，主要針對(duì)高性能逆變器和充電器；一種是750伏的，是標(biāo)準(zhǔn)性能逆變器和充電器。
基于以上，博世的碳化硅產(chǎn)品有三大優(yōu)勢(shì)。其一，從穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，柵極氧化可靠性比較好，高雪崩穩(wěn)定性；其二，導(dǎo)通電阻比較低，實(shí)現(xiàn)快速的開(kāi)關(guān)頻率；其三，有符合車(chē)規(guī)級(jí)的碳化硅產(chǎn)線。值得一提的是，有博世獨(dú)有的雙通道溝槽技術(shù)的保障，其碳化硅產(chǎn)品可以保證在有較小的RDS（ON）同時(shí)，可以將這個(gè)間距做得更小，讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化。
博世全球董事會(huì)成員Harald Kroeger曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，「碳化硅半導(dǎo)體將改變整個(gè)電動(dòng)交通」。博世正在為此奮力奔跑。
二：為什么要做智能座艙域控制器？
博世在2016年曾經(jīng)提出汽車(chē)的電子電氣架構(gòu)將從分布式階段-域內(nèi)融合階段-跨域融合階段-中央計(jì)算階段的演進(jìn)路線?，F(xiàn)在，博世正在做的是第二階段中的域內(nèi)融合技術(shù)，也就是XX域控制器。比如，博世與客戶合作的智能座艙域控制器也將在不久后面世。
汽車(chē)為什么需要智能座艙域控制器？
現(xiàn)在主流說(shuō)法的智能座艙，其實(shí)就是座艙內(nèi)飾和座艙電子的組成。未來(lái)的座艙內(nèi)飾，不再是傳統(tǒng)座艙內(nèi)部的覆蓋件，而是在覆蓋件上加了更多功能，比如內(nèi)置更多的傳感器感知駕駛員或者是乘客的溫度或者重量，以及增加一些可以增強(qiáng)安全、舒適性的相關(guān)功能。
這就對(duì)智能座艙的硬件和軟件能力都提出了要求。一是客戶對(duì)手機(jī)使用的慣性，要求汽車(chē)功能也具有手機(jī)的特性；二是車(chē)身電子架構(gòu)越來(lái)越簡(jiǎn)單，一個(gè)簡(jiǎn)單的硬件再加一個(gè)復(fù)雜的功能軟件，決定了汽車(chē)座艙向著域控制器的方向發(fā)展。
從硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)化方面來(lái)看，博世在高通芯片上使用Hypervisor（虛擬機(jī)管理器）開(kāi)發(fā)，在上面運(yùn)行兩套操作系統(tǒng)，一套是QNX系統(tǒng)，一套是安卓系統(tǒng)。為什么要兩套操作系統(tǒng)，因?yàn)閮x表是汽車(chē)高安全性的部件，所以使用QNX系統(tǒng)；但對(duì)娛樂(lè)系統(tǒng)，安全等級(jí)比較低，就選擇安卓系統(tǒng)。這樣設(shè)計(jì)的好處在于，軟件的更新和使用起來(lái)更方便，也是學(xué)習(xí)消費(fèi)電子里面生態(tài)如何接入、怎樣使用的方向。
從實(shí)現(xiàn)功能的方面來(lái)看，博世的這套座艙域控制器解決方案可以集成多個(gè)功能，比如面部識(shí)別，駕駛員監(jiān)控，儀表、中控、副駕駛多屏幕（聯(lián)動(dòng)顯示），360°環(huán)視。將這些功能疊加在一起，靠的是一顆高通8155芯片。
總體來(lái)看，座艙域控制器帶來(lái)的好處是：降低整車(chē)成本（BOM）、減少布線、減輕重量、降低軟件開(kāi)發(fā)難度、降低整車(chē)集成驗(yàn)證周期，以及實(shí)現(xiàn)更頻繁的空中軟件更新能力。博世可以通過(guò)高通6155、8155和8195，提供整套平臺(tái)方案供客戶選擇?？蛻艨梢葬槍?duì)低配、中配和高配車(chē)，以及成本優(yōu)化和功能最終的平衡，選擇最合適的產(chǎn)品組合。
三：One More Thing
博世在今年除了加碼對(duì)智能化的投入外，針對(duì)商用車(chē)的駕駛輔助系統(tǒng)也是博世在今后重點(diǎn)發(fā)力的方向。在今年的創(chuàng)新日上，博世首次發(fā)布了應(yīng)用于商用車(chē)自動(dòng)駕駛的雷達(dá)和攝影頭。
其中，用于商用車(chē)的博世第五代毫米波雷達(dá)使用緊湊型設(shè)計(jì)，重量更輕、能耗更低。全新的線性調(diào)頻序列技術(shù)支持準(zhǔn)確、迅速且可靠的物體與行人探測(cè)，有效支持復(fù)雜交通狀況下的駕駛輔助功能，如自動(dòng)緊急制動(dòng)、盲區(qū)監(jiān)測(cè)、駛離提示系統(tǒng)等，滿足法規(guī)對(duì)于重型商用車(chē)的要求。
用于商用車(chē)的博世第二代多功能攝像頭帶有集成控制單元，采用可擴(kuò)展的硬件設(shè)計(jì)，水平視場(chǎng)角達(dá) 50 度，分辨率達(dá) 120萬(wàn)像素。智能且強(qiáng)大的圖像處理算法，能夠有效識(shí)別車(chē)輛、行人、騎自行車(chē)人、道路標(biāo)識(shí)以及對(duì)向車(chē)燈等目標(biāo)。支持基本的重型商用車(chē)駕駛輔助功能，如智能大燈控制、道路標(biāo)識(shí)識(shí)別、車(chē)道偏離警告、車(chē)道保持輔助、前碰撞預(yù)警等，滿足法規(guī)要求。
此外，用于商用車(chē)的博世第三代多功能攝像頭帶有集成控制單元，采用可靠的硬件設(shè)計(jì)，水平視場(chǎng)角達(dá)100度，分辨率高達(dá) 260萬(wàn)像素。除了具備支持識(shí)別車(chē)輛、行人、騎自行車(chē)人、道路標(biāo)識(shí)、對(duì)向車(chē)燈等目標(biāo)的經(jīng)典算法外，該攝像頭還將博世自主開(kāi)發(fā)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度信息還。
原等人工智能算法集成到其片上系統(tǒng)。結(jié)合經(jīng)典算法與人工智能的多路徑算法，支持全面理解各種場(chǎng)景，滿足法規(guī)對(duì)于重型商用車(chē)的要求。
在現(xiàn)場(chǎng)，記者在一輛沃爾沃FH牽引卡車(chē)上體驗(yàn)了一把搭載博世商用車(chē)駕駛輔助系統(tǒng)的功能。該車(chē)型搭載了博世首次發(fā)布的應(yīng)用于商用車(chē)的雷達(dá)和攝像頭產(chǎn)品，其中第五代前向雷達(dá)有效支持重型商用車(chē)的自動(dòng)緊急制動(dòng)功能；第五代角雷達(dá)有效支持重型商用車(chē)的盲區(qū)監(jiān)測(cè)、駛離提示系統(tǒng)等功能；第二代多功能攝像頭有效支持用于重型商用車(chē)的智能大燈控制、道路標(biāo)識(shí)識(shí)別、車(chē)道偏離警告、車(chē)道保持輔助以及前碰撞預(yù)警等功能。
另外，電動(dòng)車(chē)已經(jīng)被認(rèn)為是汽車(chē)行業(yè)的未來(lái)趨勢(shì)，且不可逆?；谶@個(gè)趨勢(shì)，博世認(rèn)為現(xiàn)階段的電動(dòng)車(chē)性能通過(guò)博世的技術(shù)可以進(jìn)一步得到提升。因此，傳動(dòng)比的優(yōu)化變得至關(guān)重要。傳動(dòng)比選擇較為自由且范圍較大的壓力鋼帶式CVT 變速器，將是電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成發(fā)展中潛力巨大的一個(gè)方向。CVT4EV在電動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用將極大提升電動(dòng)汽車(chē)的整體性能。
據(jù)悉，鋼帶式CVT4EV速比靈活性較高，在相同的動(dòng)力性能指標(biāo)下，可以幫助電機(jī)實(shí)現(xiàn)小型化（降低峰值扭矩）、降低轉(zhuǎn)速需求，使得電機(jī)成本和體積得以降低；或者，由于 CVT4EV 速比選擇的靈活性，同一套電驅(qū)+CVT4EV 系統(tǒng)（僅改變齒輪速比）就能實(shí)現(xiàn)不同車(chē)型平臺(tái)的匹配。
博世表示，相較于傳統(tǒng) CVT，鋼帶式 CVT4EV 舍去了液力變矩器、行星齒輪、離合器等部件，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊、簡(jiǎn)單，降低內(nèi)部損耗可達(dá) 50%以上。
據(jù)悉，目前該技術(shù)處于A樣開(kāi)發(fā)階段。CVT4EV致力于提升純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性能以及能耗經(jīng)濟(jì)性，是未來(lái)純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的可靠選擇。
車(chē)云小結(jié)
博世在過(guò)去十多年一直在致力于朝著電氣化、自動(dòng)化、互聯(lián)化的方向轉(zhuǎn)型。今年隨著智能電動(dòng)車(chē)的崛起，博世開(kāi)始加碼智能化的研發(fā)投入，并因地制宜地在中國(guó)成立軟件中心，應(yīng)對(duì)在中國(guó)興起的智能化浪潮，做好本地化工作。
汽車(chē)產(chǎn)業(yè)朝著新四化的方向轉(zhuǎn)型是必然的且不可逆的這一共識(shí)才剛剛被行業(yè)所認(rèn)同，而博世卻已經(jīng)深耕轉(zhuǎn)型十余年。在汽車(chē)零部件供應(yīng)鏈體系逐漸向扁平化發(fā)展的當(dāng)下，博世已經(jīng)走在了通往未來(lái)的道路上，至少能保證在未來(lái)數(shù)年間仍是汽車(chē)行業(yè)的重要玩家。
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