Semikonduktor di Industri Otomotif: Pengubah Permainan untuk Ruang Mobil Berteknologi Pertama

Dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah teknologi telah diterapkan dalam industri otomotif, terutama untuk produksi massal mobil, termasuk peningkatan sensor lidar dan sensor berbasis kamera pintar. Inti dari inovasi ini terletak pada meningkatnya ketergantungan pada semikonduktor.

Di era ketika mobil telah menjadi komputer berperforma tinggi, produsen mobil menghadapi lapisan kompleksitas baru – menyesuaikan diri dengan perubahan paradigma menuju pemanfaatan kekuatan komputasi semikonduktor di industri otomotif.

Dengan chip otonom yang diperkirakan menghasilkan lebih dari $29 miliar pada tahun 2030, berdasarkan wawasan McKinsey, taruhannya besar untuk mengeksplorasi penggunaan teknologi semikonduktor dalam otomotif.

Dalam artikel ini, kita akan mempermudah perjalanan dengan mendalami peran teknologi semikonduktor dalam industri otomotif melalui manfaat dan pasar yang terus berubah.

Manfaat Teknologi Semikonduktor pada Otomotif

Meningkatnya popularitas kendaraan listrik dan kendaraan tanpa pengemudi memerlukan kemajuan teknologi semikonduktor dalam industri otomotif, yang akan membuat ruang menjadi lebih cerdas dan hemat energi.

Konektivitas yang Lebih Baik : Sebagai pengemudi, kita telah terbiasa menggunakan fitur-fitur seperti pemetaan rute dan penutupan jalan menggunakan GPS di dalam kendaraan – fitur yang dijalankan dengan integrasi teknologi semikonduktor di dalam mobil. Semikonduktor node warisan bermutu tinggi menyempurnakan sistem yang sudah diinstal sebelumnya di kendaraan. Semikonduktor juga digunakan untuk memproses dan merasakan data penting dari sistem komputasi kendaraan, sehingga menghasilkan pengendalian kendaraan yang andal, akurat, dan tepat waktu.

Kendaraan Elektrifikasi : Elektrifikasi memperkenalkan fitur-fitur luar biasa di sektor otomotif – mengelola baterai kendaraan hibrida, meningkatkan efisiensi pembakaran bahan bakar pada kendaraan, dan bahkan memulihkan energi pada kendaraan listrik dari sistem pengereman regeneratif. Semikonduktor dalam industri otomotif menyederhanakan proses kompleks ini dengan mengelola efisiensi dan pengambilan keputusan yang cepat.

Keamanan Lebih Baik : Salah satu nilai jual utama kendaraan otonom adalah sistem pengeremannya yang bekerja dalam hitungan detik. Area dimana manfaat teknologi semikonduktor dalam otomotif paling terlihat. Perangkat lunak ini mendukung fitur-fitur seperti cruise control, sistem pengereman darurat, sistem deteksi titik buta, bantuan kamera parkir, sensor penghindar tabrakan, dll.

Peningkatan Jumlah AV : Salah satu revolusi terbesar saat ini adalah Kendaraan Otonom. Kendaraan ini dapat berpindah dari satu titik ke titik lain tanpa bantuan manusia dalam “Mode Autopilot” melalui bantuan teknologi berbasis AI. Untuk menyempurnakan model yang sangat canggih ini, semikonduktor canggih digunakan oleh industri otomotif.

Bantuan Mengemudi Tingkat Lanjut : Sejumlah fitur seperti cruise control, kontrol suara, navigasi GPS, kemudi aktif, dan pembaruan OTA, dll., sepenuhnya bergantung pada teknologi semikonduktor di mobil. Semikonduktor ini berfungsi sebagai jembatan antara solusi perangkat lunak semikonduktor untuk otomotif dan fungsi kendaraan pada mobil zaman modern.

Jangkauan EV yang Diperluas : Semikonduktor modern memberikan efisiensi tinggi dengan kemampuannya menghidupkan dan mematikan ribuan kali per detik. Hal ini menghasilkan penurunan besar dalam kehilangan daya yang menyebabkan baterai bertahan lebih lama dan jangkauannya semakin luas. Semikonduktor ini juga membantu OEM otomotif menggunakan baterai kecil, memungkinkan mereka merancang arsitektur mobil baru melalui pengurangan ruang.

Satu-satunya elemen umum di antara semua manfaat teknologi semikonduktor dalam otomotif terletak pada cara kerja teknologi tersebut. Untuk memahami kedalaman penggunaan teknologi semikonduktor dalam otomotif, penting untuk memahami apa saja yang terkandung di dalamnya.

Mari kita lihat komponen utama perangkat lunak semikonduktor selanjutnya.

Komponen Utama Semikonduktor dalam Industri Otomotif

Kemajuan teknologi semikonduktor di sektor otomotif telah berkembang hingga terjadi kekurangan chip yang besar. Meskipun kekurangan ini sebagian besar merupakan tantangan rantai pasokan, implikasinya jelas – semikonduktor hadir untuk mengubah dunia otomotif. Sekarang bagi perusahaan perangkat lunak untuk membangun sistem yang akan menjembatani semikonduktor dan perangkat keras (kendaraan otomotif), penting untuk memahami dasar-dasar teknologinya.

Pasar semikonduktor otomotif dapat dengan mudah dikategorikan menjadi empat segmen. Yang pertama adalah mikrokontroler yang digunakan untuk fitur otomotif tradisional seperti rem anti lock dan pengontrol emisi, yang kedua adalah chip modem nirkabel yang menghubungkan mobil dengan internet. Selanjutnya, ada dua kategori lain yang mengerjakan fitur otonom mobil: chip untuk sensor dan kamera serta chip pemrosesan yang bertindak sebagai otak kendaraan.

Berikut adalah berbagai komponen yang bersatu untuk menjadikan segmen tersebut utuh.

• Mikrokontroler: Mikrokontroler atau MCU adalah sirkuit terintegrasi yang terdiri dari memori, CPU (Central Processing Unit), dan sejumlah besar antarmuka periferal. Mereka digunakan dalam aplikasi otomotif untuk mengendalikan dan memantau fungsi seperti kontrol bodi, manajemen mesin, kontrol powertrain, dan sistem infotainment.
• Prosesor Sinyal Digital: DSP adalah mikroprosesor yang dirancang untuk melakukan tugas pemrosesan sinyal digital. Di otomotif, mereka digunakan untuk pengenalan suara, pemrosesan gambar dalam sistem ADAS, pemrosesan audio, dan aktivitas komputasi berat lainnya.
• Sirkuit Terpadu Khusus Aplikasi: ASIC adalah sirkuit terintegrasi yang dipersonalisasi dan dibuat untuk beberapa penggunaan otomotif tertentu. Mereka mendukung kinerja tinggi dan membangun kemampuan integrasi untuk fungsi-fungsi khusus seperti sistem kontrol kendaraan tertentu, pemrosesan gambar, dan algoritma ADAS.
• Unit Kontrol Listrik: ECU adalah komponen kendaraan penting yang fungsinya dikendalikan oleh semikonduktor otomotif. Mereka memungkinkan pemantauan waktu nyata, kontrol presisi, dan kombinasi beberapa sistem di dalam kendaraan dengan menggunakan antarmuka sensor, mikrokontroler, dan protokol komunikasi. Hal ini pada akhirnya menghasilkan peningkatan keselamatan, kinerja, dan fungsionalitas kendaraan.
• IC Manajemen Daya: Tugas utama sirkuit terpadu manajemen daya adalah mengendalikan dan mengelola pasokan daya kendaraan. Komponen-komponen ini memastikan distribusi daya yang efektif, pengaturan voltase, dan perlindungan tetap terjaga di seluruh sistem otomotif kendaraan listrik.
• Sensor: Sensor otomotif sangat penting untuk mengumpulkan informasi dari sistem internal kendaraan dan lingkungan sekitar. Sensor tersebut bervariasi mulai dari – sensor posisi, sensor tekanan, giroskop, sensor jarak, sensor suhu, akselerometer, dan lainnya. Mereka bersama-sama mengumpulkan dan mengirimkan informasi untuk berbagai kegunaan seperti sistem pengendalian lingkungan, ADAS, dan manajemen mesin.
• MEMS (Sistem Mikro-Elektro-Mekanis): Teknologi ini memainkan peran penting dalam semikonduktor di industri otomotif. Semikonduktor berbasis MEMS menawarkan kemampuan aktuasi dan penginderaan tingkat lanjut bagi industri otomotif, yang pada akhirnya membantu meningkatkan keselamatan, kemudahan, dan kinerja kendaraan. Hal ini memungkinkan sistem cerdas untuk melacak dan merespons berbagai kondisi kendaraan dan lingkungan, sehingga meningkatkan pengalaman berkendara secara keseluruhan.

Meskipun hal ini mencakup bidang semikonduktor dari sisi teknis, agar teknologinya selaras dengan meningkatnya permintaan kendaraan otomotif, peran teknologi semikonduktor dalam industri otomotif harus didorong oleh investasi dan kemitraan. Berikut ikhtisar kolaborasi yang terjadi antara produsen kendaraan otomotif dan perusahaan manufaktur semikonduktor.

Meskipun kemitraan antara perusahaan pengembang semikonduktor dan produsen kendaraan bersama-sama membentuk manfaat teknologi semikonduktor di bidang otomotif baik bagi mereka sendiri maupun bagi pengemudi, terdapat beberapa tantangan yang juga tidak boleh diabaikan.

OEM otomotif menghadapi berbagai hambatan karena semakin kompleksnya arsitektur elektronik dan perangkat lunak terpasang yang diperlukan untuk menyederhanakan persyaratan kendaraan yang terhubung, pengemudian otonom, elektrifikasi powertrain, dan mobilitas bersama (ACES). Meskipun mereka bermitra dengan perusahaan perangkat lunak atau membangun tim internal untuk mengatasi sebagian besar tantangan ini, peningkatan semikonduktor akan memerlukan serangkaian strategi baru di tingkat bisnis.

• Mengembangkan pemahaman mendalam tentang arsitektur end-to-end untuk pengembangan perangkat lunak semikonduktor untuk otomotif – mulai dari kasus penggunaan perangkat lunak hingga semikonduktor – guna mengoptimalkan sistem.
• Membuat rencana rekrutmen dan retensi untuk membangun keahlian semikonduktor internal; Terlepas dari keputusan desain OEM otomotif, mereka memerlukan karyawan yang memahami dan mengukur konsep.
• Memastikan upaya mereka tetap terfokus pada perencanaan dan perancangan semikonduktor, yang pada gilirannya akan menghindari fragmentasi sumber daya. Hal ini akan memudahkan untuk menggandakan fungsi-fungsi yang benar-benar penting (misalnya, berfokus pada satu area kasus penggunaan di ADAS)
• Mengidentifikasi mitra strategis untuk menerapkan strategi semikonduktor dan mempercepat upaya integrasi.

Bagaimana Appinventiv Dapat Membantu Membangun Strategi Semikonduktor di Industri Otomotif?

Sebagai bagian dari solusi mobilitas elektronik, kami menggunakan keahlian mendalam kami di industri semikonduktor dan otomotif untuk menilai kesiapan infrastruktur OEM otomotif sejalan dengan kompleksitas teknis dan perangkat lunak semikonduktor. Setelah hal tersebut ditetapkan, kami membangun sebuah arsitektur yang akan mengubah semikonduktor menjadi sebuah middleware – yang mengirimkan informasi melalui cloud ke aplikasi yang kemudian memberi sinyal kepada semikonduktor untuk merespons dengan cara tertentu melalui kontrol kendaraannya – semua ini dalam hitungan beberapa sepersekian detik.

Selain itu, kami juga memiliki keahlian dalam membantu produsen mobil memahami kemampuan semikonduktor dan menggunakannya sedemikian rupa sehingga mereka dapat mengintegrasikan teknologi dan perangkat lunak backend dengan percaya diri.

Setelah kita melihat konsep semikonduktor dalam industri otomotif dari berbagai sudut pandang, mari kita tutup artikel ini dengan pandangan masa depan teknologi tersebut.

Jalan ke Depan untuk Semikonduktor di Industri Otomotif

Pasar semikonduktor otomotif terbagi menjadi beberapa komponen dan sejumlah pemain memasuki ruang tersebut untuk memenuhi permintaan adopsi teknologi seperti Texas Instruments, ROHM, Renesas Electronics, NXP Semiconductors, Intel, dan Nvidia, dll. teknis dan kemitraan, bersama-sama membentuk masa depan teknologi.

Mari kita lihat beberapa kejadian penting lainnya yang dapat diharapkan dari teknologi ini di masa depan.

Mendukung Kecerdasan Buatan Kendaraan

Industri otomotif akan terlihat menggunakan semikonduktor untuk mendukung sistem AI di dalam kendaraan guna meniru, meningkatkan, dan mendukung tindakan manusia. Pada kendaraan masa depan yang sepenuhnya tanpa pengemudi, AI akan menyimpulkan tindakan apa yang harus diambil bergantung pada sensor di dalam mobil dan lingkungan. Di sinilah semikonduktor akan digunakan untuk menerapkan sistem AI ini tanpa kesalahan.

Komunikasi V2X

Teknologi Vehicle-to-Everything memungkinkan kendaraan berkomunikasi dengan lingkungannya dan membuat berkendara menjadi efisien dan aman. Teknologi ini menginformasikan apa yang ada di depan, tanpa visibilitas pengemudi dan mampu melihat sudut dan penghalang dalam radius hingga satu mil. Untuk mendukung komunikasi secara lebih real-time, akan digunakan semikonduktor.

Perkembangan Teknologi Ultra-Wideband

UWB memberikan kemampuan lokalisasi yang tepat, aman, dan real-time yang tidak tertandingi oleh teknologi nirkabel seperti bluetooth, GPS, dan Wi-fi. Teknologi ini dirancang untuk memberikan kesadaran spasial pada mobil dan perangkat berbasis UWB agar mereka dapat mengetahui keberadaan penggunanya.

Peran semikonduktor di sini akan terlihat dalam pembuatan IC UWB otomotif yang dapat menghubungkan kendaraan dengan smartphone.

Permintaan Kendaraan Cerdas akan Mempengaruhi Nilai Semikonduktor

Jika dibandingkan dengan kendaraan ICE tradisional, kendaraan cerdas semakin banyak menggunakan lebih banyak chip. Misalnya, dalam kasus mobil otonom, rata-rata jumlah chip yang dibutuhkan mulai dari 8 dan bisa mencapai 20 chip sensor. Selain itu, pengumpulan, pemrosesan, dan penyimpanan data dalam jumlah besar yang dilakukan oleh AV menyebabkan situasi di mana diperlukan beberapa chip penyimpanan cerdas dan tinggi untuk dipasang di dalamnya.

Semakin Banyaknya Sensor

Otonomi menghadirkan lebih banyak sensor berperforma tinggi ke kendaraan, yang perlu dijalankan dengan teknologi semikonduktor canggih. Saat ini, LiDAR inframerah dekat adalah sensor yang paling banyak digunakan untuk kendaraan pada SAE level 3, namun sensor ini akan segera beralih ke inframerah gelombang pendek karena menawarkan manfaat kinerja yang lebih baik. Transisi ini memerlukan semikonduktor bernilai lebih tinggi di ADAS (Sistem bantuan pengemudi tingkat lanjut) dan pasar otonomi.

Integrasi yang Lebih Baik antara Perangkat Keras dan Perangkat Lunak

Dengan dimulainya era produksi massal, fokus OEM otomotif sebagian besar tertuju pada optimalisasi perangkat keras dan pengembangan komponen mekanis yang dapat meningkatkan masa pakai mobil. Namun, fokus khusus pada perangkat keras dapat menjadi hal yang berlawanan dengan intuisi bagi produsen yang ingin menonjol di sektor kendaraan otonom.

Kebutuhan saat ini adalah membangun kolaborasi yang lebih baik antara OEM mobil dan perusahaan pembuat chip sehingga produsen dapat menentukan spesifikasi dan definisi karakteristik microchip yang akan digunakan dalam armada mereka.

Semikonduktor Berbasis Prediksi

Mayoritas sensor saat ini dibatasi untuk “mengamati” lingkungan, untuk memperluas kasus penggunaan, perusahaan mulai mencari chip yang akan mendukung pelacakan dan analisis berbasis prediksi. Berikut ini contoh cara kerja chip ini. Bayangkan mobil di jalur sebelah Anda tiba-tiba berpikir untuk menyalip mobil di depannya dengan masuk ke jalur Anda, isyarat lembut yang akan mereka tinggalkan seperti sedikit perubahan lintasan ketika ditangkap oleh sensor dan dianalisis oleh semikonduktor dapat membantu mencegah bahaya. situasi lalu lintas.

Interaksi Berbasis 5G dan 6G

Mobil modern tidak beroperasi sebagai entitas yang terisolasi. Mereka selalu terhubung dengan infrastruktur dan kendaraan di sekitar mereka yang dengannya mereka terus-menerus berbagi data sensor penting 24*7. Pertukaran informasi yang konstan ini bergantung pada koneksi jaringan yang stabil dan inilah alasan mengapa OEM otomotif dan pembuat chip tertarik pada teknologi 5G dan 6G.

Koneksi jaringan 5G dan 6G hadir dengan potensi memanfaatkan frekuensi radio tinggi untuk menggabungkan bandwidth besar dan cakupan geografis dengan gangguan sinyal terbatas. Namun, integrasi mereka akan mengharuskan pembuat chip untuk beroperasi pada kapasitas 100 GHz atau lebih – sesuatu yang sudah mulai dipertimbangkan oleh perusahaan pengembang semikonduktor.

Efisiensi Energi yang Lebih Baik

Seiring dengan meningkatnya pasokan kendaraan listrik, terdapat peningkatan permintaan akan semikonduktor hemat energi. Ada sejumlah cara yang dilakukan produsen chip untuk melakukan hal ini – menggunakan AI untuk menukar sumber daya komputasi, beralih ke perangkat daya semikonduktor WBG untuk mengelola kontrol, konversi, dan pemrosesan listrik. Selain itu, mereka juga bereksperimen dengan menggunakan komponen silikon karbida sebagai teknologi utama karena manfaat dari kerugian yang lebih rendah, frekuensi peralihan yang tinggi, ketahanan yang lebih baik di lingkungan yang keras, dan suhu pengoperasian yang lebih tinggi.

Kata Terakhir

Masuknya semikonduktor ke dalam industri otomotif menjadi lebih umum dibandingkan sebelumnya – sebuah peristiwa yang mengarah pada semakin terjalinnya kemitraan antara produsen kendaraan (OEM otomotif) dan perusahaan pengembang semikonduktor. Apa yang dibawa oleh kemitraan ini adalah era baru di mana industri otomotif semakin berlistrik dan otonom.

Kami berharap informasi yang kami bahas dalam artikel ini dapat membawa Anda sejalan dengan perubahan yang terjadi. Hubungi tim kami jika Anda memerlukan informasi lebih lanjut seputar teknologi ini atau ingin mengintegrasikan semikonduktor ke dalam kendaraan Anda.

FAQ

Q. Apa yang dimaksud dengan teknologi semikonduktor dalam konteks otomotif?

A. Semua inovasi modern dalam teknologi bantuan pengemudi dijalankan dengan semikonduktor. Misalnya, kamera belakang memerlukan chip untuk berkomunikasi dengan layar onboard, demikian pula sistem navigasi, cruise control adaptif, dan sistem infotainment juga bekerja pada semikonduktor.

Q. Apa manfaat penggunaan teknologi semikonduktor pada mobil?

A. Elektrifikasi kendaraan adalah penggunaan utama semikonduktor yang membantu menggantikan sistem manual dengan sistem kelistrikan, yang menghasilkan manfaat seperti efisiensi kendaraan yang lebih baik, penurunan ketergantungan pada bahan bakar, dan pengurangan emisi karbon secara signifikan. Selain itu, mereka membantu meningkatkan bantuan pengemudi dan keselamatan di dalam mobil dengan menjaga konektivitas di dalam mobil secara real-time.

Q. Apa potensi masa depan teknologi semikonduktor dalam industri otomotif?

A. Pasar semikonduktor otomotif diproyeksikan akan mengalami pertumbuhan besar-besaran di tahun-tahun mendatang karena sejumlah faktor seperti peningkatan permintaan akan sistem bantuan pengemudi yang canggih, peningkatan elektrifikasi kendaraan, dan kemajuan teknologi dalam teknologi otonom. Ketika industri otomotif menjadi kuat dan cerdas, ruang semikonduktor otomotif juga akan menjadi sangat diperlukan.