תעשיית הרכב העולמית, אשר השפעתה על הכלכלה הגלובלית בלתי ניתנת להתעלמות, עוברת בשנים האחרונות מהפכה עמוקה המונעת משלושה גורמים מרכזיים: חשמול רכבים, נהיגה אוטונומית ומודלים חדשים לניידות. במרכז המהפכה הזו ניצב שוק המוליכים למחצה לרכב, אשר תופס תפקיד קריטי בצמיחה ובהתפתחות תעשיית הרכב של העתיד.

הצורך במערכות אלקטרוניות מתקדמות ברכבים הולך וגובר, והתחזיות מצביעות על כך שמספר הרכיבים המוליכים למחצה בכל רכב יעלה באופן משמעותי בשנים הקרובות. על פי נתוני Yole Group, מספרם הממוצע של מכשירים מוליכים למחצה ברכב צפוי לגדול מכ-834 יחידות בשנת 2023 ל-1,106 יחידות בשנת 2029. נתון זה מדגיש את התלות ההולכת וגוברת של רכבים בטכנולוגיות מתקדמות לצורך שיפור ביצועים, בטיחות ויעילות אנרגטית.

צמיחת שוק המוליכים למחצה לרכב

התחזיות מצביעות על כך ששוק המוליכים למחצה לרכב יעלה על 88 מיליארד דולר עד לשנת 2027, כך לפי נתוני International Data Corporation (IDC). צמיחה זו נובעת מאימוץ הולך וגובר של טכנולוגיות מתקדמות כמו מערכות סיוע לנהג (ADAS), רכבים חשמליים (EVs), ואינטרנט של רכבים (IoV).

הערך המוסף של מוליכים למחצה בכלי רכב צפוי להמשיך לעלות, כאשר רכבים מודרניים דורשים רכיבים מורכבים כמו שבבי מחשוב ביצועים גבוהים, מעבדים גרפיים (GPU), שבבי רדאר וחיישני לייזר. רכיבים אלו מספקים את הבסיס לטכנולוגיות מתקדמות, ביניהן נהיגה אוטונומית, תקשורת בין רכבים (V2X), ומערכות אנרגיה חכמות.

הדומיננטיות של חמש החברות המובילות

לפי IDC, בשנת 2023 חמש חברות עיקריות שלטו ביותר מ-50% משוק המוליכים למחצה לרכב:

• אינפיניון (Infineon): מובילה בתחום האלקטרוניקה להספק ומערכות בקרה מתקדמות.
• NXP: בולטת בטכנולוגיות תקשורת V2X ובאבטחה לרכבים.
• STMicroelectronics: מתמחה ברכיבי MEMS ומוליכים למחצה להספק.
• Texas Instruments (TI): מציעה פתרונות אנלוגיים ומערכות משובצות למגוון רחב של יישומים.
• Renesas Electronics: מספקת מעבדים ומערכות על שבב (SoCs) המיועדות לבטיחות תפקודית ואמינות גבוהה.

מעבר לחמש החברות המובילות, ישנן חברות נוספות המשפיעות על השוק, ביניהן Bosch, ON Semiconductor, Broadcom, Micron ו-Qualcomm. חברות אלו ממלאות תפקידים קריטיים בפיתוח רכיבים חדשניים לתחומי הבטיחות, הביצועים והקישוריות.

אסטרטגיות להובלת השוק

החברות המובילות פועלות לשמר את מעמדן התחרותי באמצעות מספר אסטרטגיות מרכזיות:

1. השקעה מוגברת במו"פ: פיתוח רכיבים חדשניים המספקים ביצועים גבוהים, אמינות מוגברת וצריכת אנרגיה נמוכה יותר.
2. שותפויות אסטרטגיות: יצירת שיתופי פעולה עם יצרניות רכב וספקי מערכות טכנולוגיות כדי להבטיח גישה לשווקים חדשים וללקוחות פוטנציאליים.
3. הרחבת קווי מוצרים: התאמת פתרונות טכנולוגיים לצרכים המשתנים של תעשיית הרכב, תוך שילוב טכנולוגיות חדשות כגון סיליקון קרביד (SiC) לתחום ההנעה החשמלית.

האתגרים בשוק המוליכים למחצה לרכב

למרות השיפור באספקת רכיבים מוליכים למחצה בשנים האחרונות, שוק זה ממשיך להתמודד עם אתגרים משמעותיים. התלות הגוברת בטכנולוגיות מתקדמות מעלה את הדרישה לרכיבים מיוחדים המצריכים תהליכי ייצור מורכבים, ולצד זאת, עלויות הייצור נשארות גבוהות.

בנוסף, שיבושים בשרשרת האספקה הגלובלית, שהחלו בתקופת מגפת הקורונה, הוסיפו חוסר יציבות בשוק. יצרני רכבים (OEMs) וספקי מוליכים למחצה נדרשים להסתגל במהירות למציאות המשתנה, תוך ייעול תהליכי הייצור ושמירה על זמני אספקה מהירים.

המבט קדימה

על אף האתגרים, התחזית לטווח הבינוני עבור שוק המוליכים למחצה לרכב היא חיובית. עם ההתקדמות הטכנולוגית המהירה והמעבר ההדרגתי לנהיגה אוטונומית ולרכבים חשמליים, הצורך ברכיבים מתקדמים רק יגדל. תעשיית הרכב הופכת בהדרגה לדינמית יותר, כאשר מוליכים למחצה תופסים תפקיד מפתח בעיצוב עתידה.

הפוסט חמש חברות שולטות ב-50% משוק המוליכים למחצה לרכב הופיע לראשונה ב-Chiportal.

רמות התכנון של הרכב האוטונומי:
• רמת המעגל המשולב (IC) שיכולה לכלול אחד או יותר תכנונים של מערכת-על-שבב SoC))
• רמת המערכת מורכבת ממספר יחידות בקרה אלקטרוניות המחוברות זו לזו (ECU) המקפלות כמה או מספר מכשירי IC ומפקחות על פעולות הרכב תחת תרחישי נהיגה שונים.
• מפלס הרכב המקיף את כל המכונית.
• הרמה העליונה היא רמת הקישוריות המקיפה את שלושת הרמות.
האם ניתן לבדוק תכנון של רכב אוטונומי באמצעות תרחישים בזמן אמת? ההערכות אומרות שזה ייקח מיליארדי מיילים של ניסויים בדרכים. במקום זאת, מה שנדרש הוא פלטפורמת אימות בעלת ביצועים גבוהים הפועלת על דגמים דיגיטליים מדויקים בסביבה וירטואלית המחקה תרחישים בזמן אמת.

PAVE360
PAVE360 (איור 2) בנוי על הרעיון של תאום דיגיטלי, והוא מורכב מסביבת אימות ותקפות רכב אוטונומי מלאה שתוכננה על פי רמת המערכת המייצגת תמונת מראה של הרכב הפיזי וסביבת הנהיגה. התאום הדיגיטלי של המערכת עשוי דגמים דיגיטליים המייצגים את סביבת הרכב האוטונומי כולל חיישנים, מעבדים, מפעילים, ECUs, רשתות קישוריות ותרחישי נהיגה. התאום הדיגיטלי הזה יכול לאמת את המערכת של המערכות מבלי לנסוע מיליארדי מיילים.

באיור 2 ניתן לראות כי Simcenter PreScan מייצר את תרחישי הנהיגה ונתוני החיישנים המניעים את מערכת המחשוב בפלטפורמת האמולציה של Veloce . Simcenter AMESim מספק הדמיית מערכות ליצירת סביבת לולאה סגורה. אימות טרום סיליקון של תכנון רכב אוטונומי מתאפשר כיום באמצעות PAVE360. לפרטים נוספים וכדי להבין את כל יכולות המערכת אתם מוזמנים לצפות בסמינר זה.

מאמר זה מתפרסם בחסות חברת מנטור Mentor, a Siemens Business 

הפוסט מנטור גאה להציג: PAVE360 – מערכת של מערכות לרכבים אוטונומיים הופיע לראשונה ב-Chiportal.