多合一電驅(qū)的發(fā)展路線是一個從獨立分布到高度集成的演變過程。起初，車輛僅配備獨立電機與高壓電池，各部件分散布局，效能受限。隨后，“三合一”方案涌現(xiàn)，將電機、減速器和電機控制器MCU集成，顯著提升了效率與空間利用率。而今，“多合一”電驅(qū)方案更進一步，不僅集成MCU，還融合了DCDC、DCAC、OBC、PDU等關(guān)鍵部件，實現(xiàn)了更高度的系統(tǒng)集成。

市場數(shù)據(jù)同樣印證了多合一電驅(qū)技術(shù)的蓬勃生命力。根據(jù)蓋世汽車研究院乘用車電氣化配置數(shù)據(jù)，2022年至2023年，多合一電驅(qū)市場裝機量從50.9萬套激增至87.8萬套，滲透率亦由9%提升至11%，彰顯了市場的強勁增長動力和廣泛的技術(shù)認可。進入2024年，市場活躍度不減，前五月裝機量已達30.6萬套，滲透率維持在8%，預(yù)示著全年有望實現(xiàn)新的突破。

在技術(shù)層面，多合一電驅(qū)市場的主流應(yīng)用技術(shù)持續(xù)演進，高度集成的電驅(qū)系統(tǒng)穩(wěn)居主導(dǎo)地位，市場份額不斷擴大。2022年，市場以八合一和四合一電驅(qū)為主流，八合一電驅(qū)占據(jù)72%的顯著份額，四合一為16%。隨著技術(shù)創(chuàng)新的加速和成本控制的優(yōu)化，2023年七合一與八合一電驅(qū)的市場份額顯著提升，展現(xiàn)了技術(shù)集成度的新飛躍，并體現(xiàn)了市場對高效緊湊解決方案的迫切需求。至2024年，多合一電驅(qū)技術(shù)的集成化趨勢更加顯著，七合一、八合一系統(tǒng)的市場占比持續(xù)擴大，多合一電驅(qū)市場正不斷向更高集成度、更高效率的目標邁進。

在車型配套與裝機量市場格局中，第三方供應(yīng)商占據(jù)的市場份額僅為8%，其中英博爾作為代表性企業(yè)，主要為吉利汽車、東風(fēng)汽車等主機廠提供高效的車型配套解決方案。而長安新能源、弗迪動力、北京新能源等主機廠則占據(jù)了高達92%的市場份額，展現(xiàn)出強大的自主配套能力與市場競爭力。其中，弗迪動力憑借其在電驅(qū)動領(lǐng)域的深厚積累，裝機量遙遙領(lǐng)先，為比亞迪海豚、比亞迪元PLUS、比亞迪宋L等多款熱銷車型提供了核心的電驅(qū)動系統(tǒng)支持。

從車型級別維度分析，A級車市場成為多合一電驅(qū)技術(shù)應(yīng)用的熱點，其占比高達39%，凸顯了該技術(shù)在中低端市場中的廣泛接受度與適用性。緊隨其后的是B級與A0級車型，C級車電驅(qū)系統(tǒng)的裝機量相對較少，僅占2%。

隨著新能源汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，許多汽車制造商和零部件企業(yè)都在積極研發(fā)和推廣這一技術(shù)，以提高產(chǎn)品的競爭力和市場占有率。供應(yīng)商方面，法雷奧西門子、舍弗勒、英博爾等領(lǐng)先企業(yè)，推出了四合一至七合一的高度集成化解決方案，部分已成功應(yīng)用于多種車型。主機廠方面，長安汽車、弗迪動力、吉利汽車及東風(fēng)汽車等巨頭，緊跟技術(shù)潮流，加大研發(fā)力度，開發(fā)出八合一乃至十二合一電驅(qū)，推動電驅(qū)動系統(tǒng)向著更高集成度、更智能化、更輕量化、更高效化和標準化、模塊化的方向發(fā)展，以滿足市場對新能源汽車日益增長的性能與環(huán)保需求。

電驅(qū)動系統(tǒng)、動力總成與充換電技術(shù)在新能源汽車的發(fā)展中相互依存、相互促進。電驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)化與升級提升了動力總成的性能表現(xiàn)，而動力總成的整體效能又依賴于充換電設(shè)施的高效運行。這三者共同構(gòu)成了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，推動著行業(yè)向著更加智能化、高效化、可持續(xù)化的方向發(fā)展。

多合一電驅(qū)知多少：裝機量與滲透率雙增，多合一電驅(qū)技術(shù)加速新能源汽車性能革命最先出現(xiàn)在漳州風(fēng)云電氣。

車廠智能駕駛發(fā)布線

我們捋一下車廠對于自己智駕發(fā)布時間線：

2023年9月，馬斯克在硅谷帕洛阿爾托（Palo Alto）的街道上直播測試特斯拉全自動駕駛測試版V12（FSD Beta V12）。

2024年3月17日元戎啟行在百人會上宣布，在國內(nèi)首家實現(xiàn)端到端自動駕駛模型上車

2024年3月31日，特斯拉向美國部分用戶推送FSD V12（Supervised）版本。

2024年4月 24日 華為宣布 ADS 2.0 升級為乾崑 3.0，技術(shù)轉(zhuǎn)向 GOD/PDP 網(wǎng)絡(luò)全新架構(gòu)，對外稱是端到端架構(gòu)；

2024年5 月 20 日，小鵬汽車舉辦了以「開啟 AI 智駕時代」為主題的 AI DAY 發(fā)布會，宣布端到端大模型已經(jīng)量產(chǎn)上車；

2024年5 月 22 日，傳出消息，小米汽車原圖森未來首席科學(xué)家王乃巖即將帶領(lǐng)團隊加入小米汽車，負責(zé)端到端自動駕駛團隊。

2024 年 6 月 30 日，長城汽車董事長魏建軍親自操盤，通過直播向全球展示了長城汽車全場景 NOA 在重慶的挑戰(zhàn)性路段的實際表現(xiàn)。長城使用的是自己的SEE 端到端模型。

小鵬、蔚來等車企也在通往全國都能開的道路上取得了階段性成果。7月2日，小鵬汽車宣布，截至目前XNGP城區(qū)智駕累計覆蓋356城。全國都能開的無限XNGP即將在本月全量推送。7月4日，小鵬XNGP智駕XOS 5.2.0公測版本正式推送。小鵬官方表示，該版本搭載全國首個量產(chǎn)上車的端到端AI大模型，實現(xiàn)全國都好用，有路就能開。

2024年7月5日，理想汽車舉辦了智能駕駛夏季發(fā)布會，理想汽車全國都能開的無圖NOA將于7月內(nèi)向理想AD Max全量用戶推送，同時7月內(nèi)推送全自動AES（自動緊急轉(zhuǎn)向）和全方位低速AEB（自動緊急制動）。

華為乾崑ADS 3.0預(yù)計將于今年8月推出，該系統(tǒng)取消了BEV網(wǎng)絡(luò)，全面切換到GOD（通用障礙物識別）網(wǎng)絡(luò)，對障礙物的識別能力和對場景的理解能力更強，體驗更像人類。

車場為什么會頻繁發(fā)布，是技術(shù)突飛猛進了嗎？

上面看到作為傳統(tǒng)造車車的長城先一步蔚小理在重慶直播自家的智駕，大部分會驚訝，為什么長城會先發(fā)布、畢竟蔚小理是新勢力，科技實力會更強一點。

這里我們就得提提端對端技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)了。

2023年，AI頂會CVPR將年度最佳論文頒給首個感知決策一體化自動駕駛模型UniAD，端到端架構(gòu)得到學(xué)術(shù)界認可。

與此同時，端到端的FSD V12橫空出世，特斯拉在工業(yè)界的成功實踐，讓行業(yè)看到希望，相繼轉(zhuǎn)向。

好的智駕實現(xiàn)效果，可以投入的資金和人力，可復(fù)現(xiàn)的技術(shù)。

蔚小理們集體調(diào)整智駕團隊，智駕競爭白熱化，這個技術(shù)范式的轉(zhuǎn)變：端到端正成為行業(yè)共識。

這個端到端智駕大模型整合了感知、決策、規(guī)控等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的全鏈路一體化處理

那么端對端是什么，通俗易懂來說就是智駕系統(tǒng)的chatgpt，之前使用級聯(lián)的方式，從傳感器采集數(shù)據(jù)，到數(shù)據(jù)融合，再到規(guī)劃控制，最后到控制車輛動作。這里面分了好幾個模塊。

端對端模型的引入，直接把中間模塊取消掉，變成了傳感器采集數(shù)據(jù)到大模型，大模型處理后，直接控制車輛動作。

中間省了幾個傳統(tǒng)的控制模塊，變成了大模型處理。

看上去方便了，也減少了級連誤差，但是它也帶來黑盒處理問題，中間的不透明，排查和解決問題的困難。但是更重要它實現(xiàn)了道路中無需依賴高精地圖等特定條件都能自動駕駛的條件，并且實現(xiàn)了比較不錯的結(jié)果。

大模型有利有弊，大家變革的動力是什么，畢竟有些公司在傳統(tǒng)技術(shù)上面投入了大的人力物力，為什么放棄之前的努力，現(xiàn)在轉(zhuǎn)換技術(shù)棧

商湯研究院帶隊研究大模型的院長王曉剛說，現(xiàn)在許多端到端大模型團隊，大部分人負責(zé)數(shù)據(jù)采集、測試、分析等工作，真正參與大模型本身工作，團隊規(guī)模幾十人就算多了。

理想汽車的李想今年六月在重慶論壇上表示，團隊致力于自動駕駛技術(shù)的突破，認為人類開車的方式，不需要養(yǎng)幾千人的團隊去搞Corner Case。

從上面我們可以看到傳統(tǒng)的智能駕駛團隊有很多模塊，處理駕駛的case，最后需要幾千人團隊去做。

對于車廠來說成本代價很大，產(chǎn)量上不去，智駕的成本無法被分攤，所以傳統(tǒng)技術(shù)發(fā)展之后面就是，一家遙遙領(lǐng)先，其他人使用，畢竟不是所有車廠有能力提供這么多資金和技術(shù)人才發(fā)展的，在傳統(tǒng)智駕技術(shù)發(fā)展時候，最后面華為可能變成中國的博世，不過現(xiàn)在端對端的到來，讓很多車廠重新看到了希望。

很少的人力，可以快速出結(jié)果的技術(shù)，所以大家都要努力拼一把，如同上汽老總說不愿意和華為合作，怕失去了靈魂，很多車廠還是想要把關(guān)鍵技術(shù)掌握在自己手里的，所以由此預(yù)測，下半年還未發(fā)布智架的公司會陸續(xù)跟進了。

奇瑞，長安，吉利，廣汽，上汽，一汽等等，包括（卓馭）大疆車載也會要變革了，期待下半年的下餃子。

預(yù)測未來

下面小鵬智駕幾個部門，

大模型部：主要負責(zé)端到端模型的研發(fā)工作，由原感知部門和規(guī)控部門下的模型部合并而來負責(zé)。

部署架構(gòu)與方案部：總體負責(zé)車端的項目交付，以及和車端相關(guān)的整體算法研發(fā)、架構(gòu)設(shè)計等負責(zé)。

時空信息部：主要負責(zé)車端和云端的地圖信息相關(guān)的算法、模型開發(fā)及服務(wù)，為原地圖定位部

可以看到由于端到端不需要像過去那樣，將技術(shù)團隊按照開發(fā)模塊，劃分成感知、決策和規(guī)劃。

數(shù)據(jù)驅(qū)動的端到端需要的技術(shù)棧，也與傳統(tǒng)開發(fā)不同。

對于開發(fā)者來說，在原崗位上轉(zhuǎn)變技術(shù)棧不是件易事。

特別是從傳統(tǒng)的規(guī)則驅(qū)動邏輯開發(fā)，轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動的模型開發(fā)，其中跨度之大，幾乎是兩個專業(yè)的差別。

并且因為傳統(tǒng)智駕需要的人力比同樣端對端技術(shù)落地人力少，所以每個公司智駕團隊會變小，但是反過來由于參與公司變多，總體盤子也會變大，所以兩者又平衡。

如何更好的適應(yīng)時代，就是適應(yīng)時代。

作者：良知猶存，白天努力工作，晚上原創(chuàng)公號號主。公眾號內(nèi)容除了技術(shù)還有些人生感悟，一個認真輸出內(nèi)容的職場老司機，也是一個技術(shù)之外豐富生活的人，攝影、音樂 and 籃球。關(guān)注我，與我一起同行。

主機廠智駕的夢最先出現(xiàn)在漳州風(fēng)云電氣。

又到了工信部一月一度的「車展」秀。

這個月可以說集合了下半年重點品牌的熱門車型，有上了激光雷達的比亞迪漢、小鵬明星系列新車型 P7+，華為和奇瑞合作的智界 R7，以及極氪首款 SUV 7X。

如果再加上前一批申報的新車，阿維塔 07、樂道 L60、極氪 7X 和智界 R7 這四款新能源 SUV 為數(shù)不多的共性就是——交叉對標特斯拉 Model Y。

智界 R7 和阿維塔 07 面向更年輕的群體，極氪 7X 定位家用 SUV，表面上瞄準了理想 L6，實際跟樂道 L60 同一條賽道。

可以預(yù)見，下半年中型 SUV 必將迎來兇險一戰(zhàn)，堪稱 2024 年新能源 SUV 的四小龍之戰(zhàn)。

阿維塔 07 是唯一的增程車，比起其他三款車型的出生環(huán)境，07 是阿維塔不容失敗的產(chǎn)品。

一方面，在 11、12 拔高品牌高度之后，阿維塔亟需一個新的增長點；另一方面，在前兩款車型增長有所放緩之時，作為家族中目前定位最低的車型，阿維塔 07 需要承擔(dān)起銷量重任。

然而，阿維塔 07 的競爭處境并不樂觀，不僅要正面迎擊四小龍當(dāng)中的其他成員，還要在群敵環(huán)伺的 20-30 萬級紅海市場中突圍，難度并不小。

01、阿維塔 07 起售價低于 25 萬元？

作為一款中大型五座 SUV，阿維塔 07 除了要與家族產(chǎn)品作出價格和配置上的差異化，還需要保持一定產(chǎn)品競爭力，才能夠在市場中求生存。

換句話說，在市場內(nèi)卷以及價格戰(zhàn)的背景下，阿維塔 07 同樣也要給出誠意.

從公開的信息來看，阿維塔 07 或許能給出低于 25 萬元的起售價。

阿維塔 07 的三個變化：

減配激光雷達新增 ADS SE增加增程版

過去阿維塔一直是全系標配三激光雷達的高規(guī)格智駕硬件，雖然提升了智駕系統(tǒng)可靠性，但也增加了不少成本。

相比之下，阿維塔 07 搭載的激光雷達調(diào)整為車頂單顆瞭望塔式，并且從原 92 線激光雷達升級為 192 線激光雷達，擁有更強的精準探測和快速響應(yīng)能力。

同時，阿維塔 07 還新增了 ADS SE 智駕方案，也就是基于視覺方案的華為 ADS 基礎(chǔ)版，成本更低，支持高速、城快領(lǐng)航輔助和智能泊車。

作為參考，智界 S7 純視覺版本和帶激光雷達版本的車型，兩車價格相差了 2 萬元，其他配置保持一致。

動力方面，阿維塔 07 共申報了純電和增程兩個版本，以及后驅(qū)和四驅(qū)兩種驅(qū)動形式。

電池用的都是寧德時代的磷酸鐵鋰，其中增程車型電池容量為 39.05kWh，純電續(xù)航 188/178km，純電車型容量為 82kWh，純電續(xù)航 610/650km。

這也意味著，阿維塔 07 還可以做到更低的成本，畢竟同級別、同等配置下，增程的成本、售價都比純電要低一截。

業(yè)內(nèi)人士總結(jié)過，增程平均單車成本要比純電低 2-3 萬元。

以阿維塔 07 增程版本為例，39.05kWh 的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)按照最新 0.46/Wh 的成本計算，BOM 成本僅需 1.8 萬元左右，相比純電車型單電池成本便宜了 1.97 萬元。

反映到終端價格，問界 M9 增程車型比純電車型低 4 萬元，長安深藍 S07 增程車型同樣比純電車型低 2 萬元左右。

智駕硬件降 2 萬元、動力系統(tǒng)降 2 萬元，加上沿用家族式設(shè)計，還可以再降低生產(chǎn)和設(shè)計研發(fā)成本，阿維塔明顯在不斷地壓榨 07 的成本空間。

至于為什么是低于 25 萬元的起售價。

一方面，阿維塔 07 明顯在成本上做出了不少的妥協(xié)，07 的定價決定了其是否成為一款銷量主力的產(chǎn)品。

另一方面，長安手上三個新能源品牌從高到低依次為阿維塔、深藍、啟源，而深藍在售車型最高售價已經(jīng)來到了 22 萬元左右，加上阿維塔 12 起售價下探到了 26.58 萬，相當(dāng)于留給阿維塔 07 發(fā)揮的空間只有 22~26 萬這個區(qū)間。

考慮到阿維塔 07 需要跟 12 產(chǎn)生明顯的差價，帶來市場沖擊，同時還要和深藍拉開邊界、避免內(nèi)耗；所以，低于 25 萬元是一個相對具備競爭力的價格，畢竟還要給后面的阿維塔 E16 留個生存空間。

綜合這些信息來看，阿維塔 07 無論是在產(chǎn)品配置還是價格段，都會更加多樣化，盡可能滿足更多用戶群體的需求。

02、復(fù)制問界的方法論

向市場妥協(xié)，能看出阿維塔為應(yīng)對當(dāng)下價格戰(zhàn)做出的調(diào)整。

作為下半年新能源 SUV 四小龍之一，阿維塔 07 的熱度明顯比起其他三款車型低很多，補能體系更是比不上基建狂魔蔚來和極氪，加上目前僅聚焦在一線城市的門店渠道，阿維塔 07 的市場競爭壓力并不小。

這也意味著，阿維塔 07 只能比競爭對手卷得更狠，讓自己看起來更有贏面——產(chǎn)品和體驗才是源頭。

一是配置優(yōu)勢。

雖然目前其他三款車型仍處于內(nèi)飾保密狀態(tài)，但通過被曝光的諜照圖能提前找到一些蛛絲馬跡。

比如智界 R7 基本延續(xù)了 S7 的設(shè)計布局，小尺寸橢圓形方向盤、15.6 英寸的中控屏都在，新增了舒云座椅，智界 S7 同款的途靈底盤、800V 平臺也不會缺席。

再比如樂道 L60，電壓平臺、補能體系和座艙空間是核心優(yōu)勢，沒有儀表盤，上 13 英寸的 HUD、17.2 英寸的中控屏和 8295 座艙芯片，音響支持杜比全景聲。

相比之下，阿維塔 12 同款的遠端屏、電子后視鏡，阿維塔 11 同款的英國之寶音響、帶遮陽簾的全景天幕、前排雙零重力座椅、以及后排電動遮陽簾和座椅加熱/通風(fēng)/按摩等，阿維塔 07 的豪華感拉滿了。

這是什么概念？

阿維塔 07 的配置水平高于自家的阿維塔 12，高于同價位的問界 M7 和理想 L6/7，換做是阿維塔 11 都得上到頂配 40 萬的四座版才能看齊。

說白了，07 并不是 11 的簡配版產(chǎn)品，而是阿維塔把它當(dāng)作一款旗艦級產(chǎn)品打造。

二是華為技術(shù)的背書。

在阿維塔的用戶活動上，華為智能汽車解決方案 BU CEO 靳玉志曾透露，阿維塔將率先華為乾崑 ADS 3.0。

從節(jié)奏上來看，享界 S9 計劃 8 月初上市，而阿維塔 07 是在 9 月上市，正好能趕上乾崑 ADS 3.0 的首班車。

這也意味著，阿維塔 07 上市即智駕全國都能開，就連從公開道路到園區(qū)道路，從園區(qū)地面到地下車位的全場景都打通了，一步到庫。

這就是阿維塔成為華為智能駕駛賦能車企戰(zhàn)略的優(yōu)勢之一。

至少比起市面上的競爭對手，阿維塔 07 之于華為，就像樂道 L60 之于蔚來一樣，前者出生即擁有天花板級別的智駕，后者則享用蔚來 1000 座換電站。

三是增程 Buff 加成。

增程車到底有多好賣？看看今年賣得最好的車就知道了。

今年截止 7 月 14 日的新勢力銷量 TOP10，除了極氪 001、蔚來 ES6 之外，其他 8 款車型都是帶油箱的增程車。

除此之外，零跑靠「神奇的能量液體」成功邁入 40 萬俱樂部，小米也曾被曝出第三款車為面向家庭用戶的增程式 SUV。

畢竟，「增程」的銷量秘籍，誰看誰不迷糊。

乘聯(lián)會數(shù)據(jù)顯示，6 月份純電動和增程式批發(fā)銷量同比增長比例分別為 5.6% 和 113%，后者的市場份額正在快速增長，成為燃油車群體的優(yōu)先選擇。

中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的《中國增程式電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》預(yù)測，2025 年增程式電動汽車銷量有望突破 50 萬輛，2020—2025 年年復(fù)合增長率有望達到 60% 以上。

這對于在當(dāng)前市場環(huán)境中較為疲軟的阿維塔而言，大行其道的增程或許是一個翻身的機會。

更有趣的是，阿維塔 11、12 增程版也早早登上了工信部的新車申報，整個品牌進入了 All in 增程階段。

03、最不像阿維塔的一臺車

和其他車企相比，阿維塔的合作模式極為罕見，長安的制造能力、寧德時代的新電池和華為的新技術(shù)，每一項都能成為一款電動車的絕對亮點，但能把這些功能聚合在同一輛車上，目前行業(yè)中確實只有阿維塔做到了。

在產(chǎn)品各維度都足夠領(lǐng)先的前提下，阿維塔前兩款產(chǎn)品都沖上了 30 萬的價位，成為國產(chǎn)新能源高端品牌其中一員。

從結(jié)果上來看，阿維塔今年上半年累計銷量為 1.85 萬輛，整個品牌從 2023 年 1 月至今累計交出了 4.2 萬輛的成績，去年全年凈虧損 36.93 億元，相當(dāng)于一天虧 1012 萬元，賣一輛虧 13.68 萬。

原因不難理解，品牌聲量低、產(chǎn)品定位過于小眾、定價策略激進… 這些都是制約阿維塔銷量的核心因素。

所以，阿維塔急需一款更主流的車型來拉動整體銷量。

07，是阿維塔推出的第 3 款車，更是阿維塔首款真正面向主流市場的產(chǎn)品。

產(chǎn)品規(guī)劃方面，阿維塔 11、12 的定位類似于特斯拉的 Model S/X，「純電旗艦雙子星」的策略負責(zé)站穩(wěn)品牌的高度，阿維塔 07 和代號為 E16 的中型轎車則承擔(dān) Model 3/Y 的角色。

具體節(jié)奏上，阿維塔計劃 8 月份推出 11、12 特別版和 012；9 月份上阿維塔 07，四季度上 11、12 增程版和 E16。

一邊是挑戰(zhàn)主流的市場，一邊是擴張產(chǎn)品線，這都填補了目前阿維塔核心價格帶的空白。

新能源走入下半場，更加考驗的是誰能真正把握消費者的核心訴求、誰能整合資源優(yōu)勢打造出最優(yōu)解的產(chǎn)品形態(tài)、誰能用最高效率提供最契合需求的真實體驗。

用增程消除用戶的補能焦慮，刀法精準的降本，07 還是阿維塔真正做出調(diào)整的首款產(chǎn)品。

一位業(yè)內(nèi)人士透露，阿維塔內(nèi)部給 07 定了一個較為激進的銷量目標，不少人將其視為阿維塔的一塊「墊腳石」，所以這臺車在內(nèi)部的優(yōu)先級不亞于 11 和 12。

除了產(chǎn)品策略之外，阿維塔的門店渠道也有新變化。

據(jù)了解，阿維塔將在下半年將所有直營店轉(zhuǎn)向傳統(tǒng)的經(jīng)銷店，售后服務(wù)跟深藍等兄弟品牌并軌，由長安在各地的經(jīng)銷商來順帶完成。

重新加入經(jīng)銷商體系的好處在于，不僅能省下高昂的運營成本，還可以更有效覆蓋更廣泛的潛在客戶群體。

一位阿維塔此前直營門店的員工表示，選擇再次加入阿維塔的經(jīng)銷商門店，是因為阿維塔今年會推出多款產(chǎn)品，經(jīng)銷能夠更快的打開市場。

增程、主流市場、經(jīng)銷商的切換是阿維塔的關(guān)鍵一戰(zhàn)，也是阿維塔發(fā)起反擊的一個積極信號。

帶油箱的Model Y，要來了最先出現(xiàn)在漳州風(fēng)云電氣。

二十屆三中全會提出，“完善民營企業(yè)參與國家重大項目建設(shè)長效機制，支持有能力的民營企業(yè)牽頭承擔(dān)國家重大技術(shù)攻關(guān)任務(wù)”，這是國家對民營企業(yè)的攻堅能力前所未有地高度肯定，也是對新型舉國體制的最新表述。產(chǎn)業(yè)競爭的主體是企業(yè)，機制與體制是企業(yè)成長壯大的關(guān)鍵。結(jié)合芯片領(lǐng)域，新型舉國體制和新型芯片規(guī)律如何結(jié)合才是最適合中國半導(dǎo)體發(fā)展的模式？

尋找新模式

回看中國半導(dǎo)體的發(fā)展歷程，三十年前以908工程為標志，依靠國有企業(yè)艱難起步。這些企業(yè)大多為國家戰(zhàn)略而生，能夠堅決執(zhí)行國家意志，國家也給予大力支持，華晶等企業(yè)為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步立下了汗馬功勞。但是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是高度國際化和市場化的產(chǎn)業(yè)，或受制于機制體制，或受限于其它原因，這些企業(yè)大多在無情的市場競爭中被淘汰了。就算是活下來的企業(yè)，也沒有跟上產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展潮流，只能專注在低端領(lǐng)域。

二十多年前以中芯國際成立為標志，中國半導(dǎo)體更多是由市場化企業(yè)主導(dǎo)。因為機制靈活，它們在市場里如魚得水，完成了很多關(guān)鍵領(lǐng)域的奠基工作。但是純市場化企業(yè)也有它的瓶頸和短板，由于重資產(chǎn)項目投入巨大，這些企業(yè)自身實力有限，很難長期投入，很難持續(xù)打硬仗。正因為長期投入能力不足，有些企業(yè)喜歡掙快錢，做短線，有些企業(yè)熱衷于低水平內(nèi)卷，在投資過大的戰(zhàn)略領(lǐng)域難以勝任。但是它們還是完成了成熟領(lǐng)域的突破，現(xiàn)在也多成為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。

所以，兩種機制下的企業(yè)利弊都很突出。國有屬性太強的企業(yè)能拿到大量政府支持，但是缺乏靈活的機制體制；民營企業(yè)在輕資產(chǎn)領(lǐng)域可以大有作為，但在重資產(chǎn)領(lǐng)域缺乏持續(xù)投資，尤其在短期難以盈利的尖端領(lǐng)域無力實現(xiàn)重大突破。

當(dāng)今時代全球芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)律發(fā)生重大變化，幾乎所有主要經(jīng)濟體都大力發(fā)展半導(dǎo)體，都用產(chǎn)業(yè)政策重金扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，使得國際化競爭更加激烈，也更強調(diào)企業(yè)的市場化效率。所以新時代的芯片規(guī)律既有國際化競爭，又需要產(chǎn)業(yè)政策支持，更側(cè)重市場化競爭，將以前看似矛盾的幾個方面高度和諧地統(tǒng)一起來。中國發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也要與時俱進——政府扶持、國際化與市場化缺一不可。所以在外有地緣政治干擾，內(nèi)有產(chǎn)業(yè)規(guī)律發(fā)生變革的新芯片時代，中國集成電路需要一個既能符合產(chǎn)業(yè)規(guī)律又能契合政府支持的新模式。

從全球經(jīng)驗來看，技術(shù)最先進、最有競爭力的國際大公司都是市場化企業(yè)，技術(shù)攻堅必須依靠市場化、國際化企業(yè)已經(jīng)是各方面的共識。但國內(nèi)企業(yè)體量小，盈利能力遠遠弱于海外同行，缺乏國際企業(yè)那樣支撐高額研發(fā)費用的造血能力。尤其目前國際企業(yè)也獲得大量政府補貼，而且企業(yè)運營絲毫不受政府干預(yù)。這種情況下，讓國內(nèi)企業(yè)一邊與海外巨頭同臺競技，一邊靠自己的力量去攻堅重大項目并不現(xiàn)實。

與海外巨頭相比，國有屬性的企業(yè)實力雄厚，但靈活性相對不足。曾經(jīng)有一家芯片設(shè)計領(lǐng)域全球前十企業(yè)的董事長告訴我，如果他的競爭對手上午降價，他們公司三個核心領(lǐng)導(dǎo)開一個短會，下午就能做出決定：是否要跟進，如何跟進。對照來看，同等體量的國企處理此類需要快速反應(yīng)的問題，僅僅把相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)召集起來開個會，可能三個月時間都不夠。之前諾基亞關(guān)于“我們討論如何做新款手機的PPT還沒做完，而中國同行已經(jīng)把手機做出來”的段子，很有可能就是國企效率的重現(xiàn)。

所以，像設(shè)計、材料和零部件之類的輕資產(chǎn)領(lǐng)域能夠充分依靠市場屬性高的企業(yè)，因為它們的機制體制更靈活，效率更高；而投入很大的重資產(chǎn)領(lǐng)域（比如制造領(lǐng)域）和經(jīng)濟效益不明顯的核心戰(zhàn)略領(lǐng)域（部分設(shè)備和零部件），要找到有資金支持也有效率的新發(fā)展模式，要實現(xiàn)新型舉國體制與新型芯片規(guī)律的完美結(jié)合。如果讓民營企業(yè)牽頭攻堅，就要真正做到企業(yè)主導(dǎo)，政府多幫忙不添亂。在過往的經(jīng)驗中，如果處理不當(dāng)，很容易造成添亂多過幫忙。

新型芯片規(guī)律與新型舉國體制完美結(jié)合，令人神往，它具體是什么模樣？中國半導(dǎo)體已經(jīng)有一些成功案例，例如國內(nèi)某公司在重重制裁之下仍取得重大成功，這是不是新型舉國體制與新型芯片規(guī)律完美結(jié)合的案例？同時中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是不是只要一家這樣的企業(yè)就足夠？是否需要每個環(huán)節(jié)的龍頭企業(yè)都復(fù)制它的成功模式？這些問題值得深思。

尋找適應(yīng)新型芯片規(guī)律的新型發(fā)展模式是中國半導(dǎo)體突圍的重中之重。一個強大的模式，可以產(chǎn)生一批有強大攻堅能力的企業(yè)，帶動中國半導(dǎo)體整體突圍。中國半導(dǎo)體已經(jīng)有了一批在市場上獲得成功的企業(yè)，如果能做到企業(yè)機制靈活與政府支持的完美融合，它們肯定也能做出巨大成績。

走向國際化

在面向國內(nèi)尋找最合適的發(fā)展機制的同時，企業(yè)還要尋求國際化，勇敢地走出去。

為有源頭活水來，終端的走向決定了芯片的走向。隨著比亞迪、上汽、OPPO、小米、TCL這些中國終端龍頭企業(yè)不斷走出去，在東南亞、歐洲、拉美各地建廠，中國芯片企業(yè)也要跟著走向全球。芯片最終還是全球競爭，中國半導(dǎo)體要想獲得真正的競爭力還是要走國際化之路。

現(xiàn)在形勢下可以認為芯片的國際化屬性受到影響，但是芯片全球競爭的屬性絲毫沒有改變。過去二十年中國芯片隨著中國制造崛起而快速成長，而中國制造是在高度全球化的背景下崛起的，所以全球化一直是中國半導(dǎo)體快速成長重要因素。現(xiàn)在去中化和去全球化盛行，中國半導(dǎo)體只有走出家門去追求國際化。

國際化是一個長期過程，目前出海有各種各樣的障礙。客走他鄉(xiāng)難免不斷吃虧，就要做好全程低頭學(xué)習(xí)，不斷交學(xué)費的心理和物質(zhì)準備。出海對中國企業(yè)也不是完全陌生的事物，一些中國企業(yè)已經(jīng)有幾十年的出海經(jīng)驗，很多企業(yè)已經(jīng)在海外打拼出一片天地。總結(jié)出海經(jīng)驗，無非是在摸索中前進，在跌倒中爬起。把中國人吃苦耐勞，勤勞勇敢的本性發(fā)揮到極致。其實中國市場已經(jīng)是全球競爭最激烈的市場，在國內(nèi)都能風(fēng)生水起，在海外只要克服本土化的問題，打開局面并不太難。

結(jié)語

中國半導(dǎo)體需要什么樣的機制體制，如何將新型芯片規(guī)律與新型舉國體制完美結(jié)合，找出最適合中國半導(dǎo)體的發(fā)展模式？如果做一些具體思考，高度市場化競爭的輕資產(chǎn)領(lǐng)域放手讓市場化屬性高的企業(yè)去充分競爭；在投入很大的重資產(chǎn)和經(jīng)濟效益不明顯的核心戰(zhàn)略領(lǐng)域，按中央所說，由有能力的民營企業(yè)牽頭來完成攻關(guān)。最終讓國家力量和市場化、國際化完美結(jié)合，讓中國半導(dǎo)體企業(yè)既有市場活力，又有長期投入科技攻堅的能力。若能如此，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一定可以劈波斬浪，一往無前。

關(guān)于新型舉國體制和新型芯片規(guī)律的思考最先出現(xiàn)在漳州風(fēng)云電氣。

• • ● 主持國家自然科學(xué)基金子課題3項。主持遼寧省教育廳科學(xué)研究項目1項。
  • ●?發(fā)表論文30余篇，其中SCI檢索4篇。
  • ●?遼寧省一流課程《微電子器件原理》《功率半導(dǎo)體器件》課程負責(zé)人
  • ●?遼寧省精品資源共享課《固體電子器件》的課程負責(zé)人
  • ●?《先進功率整流器原理、特性及應(yīng)用》B.J.Baliga（第一譯者）
  • ●?《功率半導(dǎo)體器件》第一作者
  • ●?B站“光彩為霞”UP主，在線課程《功率半導(dǎo)體器件》和《微電子器件》

01、晶體管今生前世

在電力電子行業(yè)中，IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）和MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）無疑是廣為人知的明星器件。然而，當(dāng)我們面對基于GaN（氮化鎵）材料的HEMT（高電子遷移率晶體管）技術(shù)時，可能會感到些許陌生。為了更全面地了解這一領(lǐng)域，讓我們對晶體管家族的譜系進行一次詳盡的梳理，如圖1所示，這樣我們能更清晰地把握它們之間的關(guān)系與差異。

1947年，W. Shockley，J. Bardeen，W. Bratten三人在單晶鍺上研制成功了第一支雙極晶體管，取名：transistor。顧名思義，該器件有“跨阻”的含義，即一端的電壓對另一端的電流有控制作用。經(jīng)典著作《半導(dǎo)體器件物理學(xué)》作者施敏先生稱這類器件為PET（勢效應(yīng)晶體管）。

1960年，第一支MOSFET誕生了，發(fā)明人是D. Kahng和M. Atalla。與雙極晶體管相比，MOSFET更適合大規(guī)模集成電路的開發(fā)。經(jīng)過幾十年的繁衍，晶體管家族“人丁興旺”，尤其是FET（場效應(yīng)晶體管）一族。從柵極的構(gòu)成劃分，F(xiàn)ET可分為IGFET（絕緣柵極場效應(yīng)晶體管）、JFET（結(jié)型門極場效應(yīng)晶體管）和MESFET（肖特基場效應(yīng)晶體管）。

第一只絕緣柵極場效應(yīng)晶體管IGFET是采用二氧化硅絕緣層的MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor），但今天的IGFET不僅僅是MOSFET了，二氧化硅絕緣層可以用其他的介電系數(shù)更高的絕緣層替代（MISFET），也可以用寬禁帶半導(dǎo)體材料替代（HFET，異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)晶體管）。

寬禁帶半導(dǎo)體可以是摻雜的，即MODFET/HEMT，也可以是不摻雜的，即HIGFET。如果柵極是由PN結(jié)構(gòu)成的，那便是JFET（結(jié)型場效應(yīng)晶體管）。如果柵極是由肖特基構(gòu)成，那便是MESFET。

圖1 晶體管家族譜系

注解（1）：在施敏著，半導(dǎo)體器件物理第三版225頁，施敏教授稱BJT為PET（the potential-effect transistor，勢效應(yīng)晶體管）

盡管晶體管家族成員不斷增加，結(jié)構(gòu)不盡相同，但其核心功能都是——transistor（“跨阻”），也可稱“跨導(dǎo)”。下面以BJT、MOSFET和IGBT為例，一語道破實現(xiàn)“跨阻”的天機——晶體管家族的核心工作機制。

02、BJT——由“滑梯”實現(xiàn)transistor功能

BJT的結(jié)構(gòu)和符號如圖2所示，有npn和pnp兩種結(jié)構(gòu)。中間部分稱為基區(qū)，所連電極稱為基極，用b表示（base）；一側(cè)稱為發(fā)射區(qū)，所引電極稱為發(fā)射極，用e表示（emitter）；另一側(cè)稱為集電區(qū)和集電極，用c表示（collector）。e-b間的pn結(jié)稱為發(fā)射結(jié)(Je)，c-b間的pn結(jié)稱為集電結(jié)(Jc)。之所以隆重地介紹雙極晶體管的結(jié)構(gòu)以及稱呼，是因為這些構(gòu)件的功能是：聞其名，知其性。

圖2 BJT的結(jié)構(gòu)與符號

發(fā)射結(jié)Je和集電結(jié)Jc，在晶體管電流傳輸中，分別發(fā)射載流子和收集載流子。工作原理示意圖如圖3所示。發(fā)射結(jié)Je在輸入端電壓VBE的作用下，發(fā)揮正偏PN結(jié)“泵”的注入功能，將發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子注入到基區(qū)，注入到基區(qū)的載流子憑借擴散運動（緩變基區(qū)晶體管也做漂移運動），流向集電結(jié)Jc，被集電結(jié)Jc收集，形成集電極電流Ic。集電極電流的大小取決于基區(qū)的電流輸運能力，基區(qū)的電流輸運能力取決于基區(qū)的少子濃度梯度（見圖3中的斜線），基區(qū)少子的濃度梯度取決于Je的注入能力，而Je的注入能力取決于VBE的大小，于是BJT的VBE通過控制基區(qū)的少子濃度梯度，控制著集電極電流Ic，實現(xiàn)了跨導(dǎo)功能。

圖3 BJT工作原理示意圖

一言以蔽之：BJT的核心工作機制是：輸入電壓（VBE）在基區(qū)所搭建的載流子“滑梯”使發(fā)射結(jié)發(fā)射的載流子傳輸?shù)郊娊Y(jié)Jc，被其收集形成集電極電流Ic，實現(xiàn)了transistor（跨阻）功能。

由圖1可知，晶體管家族分為PET和FET兩大分支。對于FET來說，無論是結(jié)構(gòu)，還是工作機理都與PET不同，但FET家族中的器件，盡管結(jié)構(gòu)也有所不同，但工作原理相近，下面以MOSFET為例，道破FET家族的核心工作機制。

03、MOSFET——由柵控門實現(xiàn)transistor功能

N溝道增強型MOSFET的結(jié)構(gòu)示意圖和符號如圖4所示。

圖4 MOSFET結(jié)構(gòu)與符號

N溝道MOSFET制作在P襯底上，在P襯底上形成兩個N型區(qū)，其中一個N型區(qū)叫做源區(qū)，所引出的電極叫源極，用S表示（Source），另一個N區(qū)叫漏區(qū)，所引出的電極叫漏極，用D表示（Drain），在S、D之間形成MOS結(jié)構(gòu)，引出電極叫柵極，用G表示（Gate）。與BJT不同，MOSFET是四端器件，襯底端也引出一個電極，用B表示（Block或Background）。S、D和G的功能也是聞如其名，S，載流子之源；D，抽取源中的載流子，形成漏極電流ID。能否形成ID，受“柵控門”來控制。“柵控門”就是由柵電壓所控制的一個勢壘。由圖4可知，MOSFET寄生著一個NPN晶體管，S為發(fā)射區(qū)，D為集電區(qū)，中間的P為基區(qū)，基區(qū)的電子能級高于N發(fā)射區(qū)和N集電區(qū)能級，于是就形成了一個阻隔著載流子的“門”。這個門的開、關(guān)，及開的程度由柵電壓VGS控制。通過柵極電壓（VGS）降低MOS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體表面的勢壘，使表面形成反型層（N型層）——導(dǎo)電溝道，S與D之間的溝通之門被打開。

MOSFET的工作原理示意圖如圖5所示：

（a）MOSFET結(jié)構(gòu)示意圖

（b）受VGS和VDS控制的溝道電阻，圖5 MOSFET工作原理示意圖

圖5（a）為柵電壓VGS打開了D、S溝通之門的MOSFET，于是MOSFET就成為了一個如圖5（b）所示的，既受VGS控制，又受VDS控制的可變電阻。于是，在漏源電壓VDS作用下，漏極電流ID就形成了。對于N溝道增強型MOSFET來說，VGS越大，門打開的程度越大，圖5（b）所示的電阻就越小，漏極電流ID越大，于是就實現(xiàn)了柵電壓VGS控制漏極電流ID的transistor（跨阻）功能。

一言以蔽之：MOSFET依靠柵控門實現(xiàn)輸入電壓（VGS）對漏極電流（ID）控制的transistor（跨阻）功能。

功率MOSFET=平面MOSFET+RV，RV，電流垂直流動區(qū)域的電阻，柵電壓有點兒鞭長不及了。于是，減小RV是功率MOSFET追求的目標，于是不斷有新結(jié)構(gòu)功率MOSFET結(jié)構(gòu)誕生，如UMOSFET、GD-MOSFET和SJ-MOSFET等等。

FET家族的其他家族成員，盡管柵極結(jié)構(gòu)不同，但核心工作機制依然是依靠柵控門實現(xiàn)跨導(dǎo)功能。下面再說一說集PET與FET于一身的IGBT。

04、IGBT——“控制門+滑梯”強化transistor效應(yīng)

IGBT的工作示意圖和等效電路如圖6所示：

（a）IGBT結(jié)構(gòu)示意圖

（b）MOSFET+PiN

（c）達林頓模式，圖6 IGBT的結(jié)構(gòu)示意圖

從圖6（a）可知，為IGBT是集平面MOSFET、PiN二極管和PNP晶體管于一身的復(fù)合型器件。通態(tài)的工作模式如圖6（b）所示：MOSFET+PiN二極管的串聯(lián)，由柵電壓控制著平面MOSFET的漏極電流的大小。隨著VCE的增加，IGBT進入MOSFET+PNP晶體管的達林頓模式，如圖6（c）所示。MOSFET的輸出電流作為PNP晶體管的輸入電流，依靠“柵控門+滑梯”的雙重作用，實現(xiàn)更強的跨阻效應(yīng)。

05、一語道破天機——晶體管家族的核心工作機制

晶體管家族兩大分支具有不同的核心工作機制：

PET的核心工作機制是輸入電壓所控制的“滑梯”

FET的核心工作機制是“柵控門”

IGBT是PET與FET聯(lián)姻的結(jié)晶，則是集PET與FET的工作機制于一身——“柵控門+滑梯”。

簡述半導(dǎo)體原理——晶體管家族的核心工作機制最先出現(xiàn)在漳州風(fēng)云電氣。

市場端

LFP正極材料端出現(xiàn)階段性產(chǎn)能過剩：

近年來，LFP正極材料的出貨量穩(wěn)步攀升。據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，2022年為114萬噸，2023年為156萬噸，同比增加36.8%。伴隨著LFP正極材料需求的激增，整個行業(yè)的開工率也顯著上升，特別是在2022年平均開工率超越了90%，達到產(chǎn)業(yè)活躍度的新高峰。然而，隨著LFP正極制造企業(yè)的積極擴產(chǎn)行動，整體產(chǎn)能在2023年得到了快速的提升，達到了278萬噸。這種供給量的增加導(dǎo)致了行業(yè)開工率的迅速回落，例如在2024年的前五個月，開工率已經(jīng)降至大約50%。進一步看，根據(jù)LFP正極公司公開報道，預(yù)計到2025年我國LFP正極材料的產(chǎn)能將接近370萬噸，產(chǎn)業(yè)已進入了明顯的階段性產(chǎn)能過剩階段。

LFP動力電池重回新能源汽車市場應(yīng)用主流：

基于蓋世汽車研究院電氣化配置數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)顯示，在我國新能源乘用車領(lǐng)域，LFP動力電池的裝機量穩(wěn)步上升，其市占率已連續(xù)28個月市占率超過50%，最高達到了65.4%；同時，我們看到目前已有三個月單月裝機量突破20GWh，最高為2023年12月達到了23.2GWh。另外，截至2024年5月，目前國內(nèi)市場已有83家汽車品牌選擇LFP電池，TOP20汽車品牌中搭載LFP體系電池的占其品牌的整個動力電池應(yīng)用的比例平均達77.9%。這些數(shù)據(jù)明確表明，LFP電池在我國新能源汽車市場中占據(jù)著舉足輕重的地位，并且越來越受到各大汽車品牌的青睞。

LFP電池是新型儲能的拳頭產(chǎn)品：

根據(jù)CNEAS相關(guān)研究表明，到2023年年底，我國已投運的儲能裝機規(guī)模累計達86.5GW，其中，新型儲能裝機規(guī)模達34.5GW，占比達39.9%。而在新型儲能技術(shù)中，鋰離子電池（LFP）以97.1%的比例占據(jù)主導(dǎo)地位，成為新型儲能拳頭產(chǎn)品。

發(fā)展趨勢

我們認為進一步拓展LFP電池的性能邊界和應(yīng)用范圍將成為未來的發(fā)展趨勢。在性能提升方面，LMFP電池、高倍率快充LFP電池以及大容量儲能專用電芯等是LFP電池極具前景的發(fā)展方向。此外，隨著LFP電池進入全球采購的新階段及其回收利用潛力的逐漸顯現(xiàn)，這些新應(yīng)用領(lǐng)域的開拓將為LFP電池帶來更多增長機遇。下面重點分析LMFP領(lǐng)域的趨勢進展。

高能量密度、低溫性能更優(yōu)的LMFP，迎來替代LFP的發(fā)展機遇：當(dāng)前整個產(chǎn)業(yè)從LMFP材料端、LMFP動力電池開發(fā)以及LMFP應(yīng)用端等整個鏈路都取得了長足進步。如在LMFP正極材料端，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前相關(guān)的產(chǎn)能（含規(guī)劃）已達到260萬噸；在LMFP動力電池端，復(fù)配三元和純用LMFP成為兩條技術(shù)路線，其中復(fù)配三元的主要有寧德時代M3P、力神電池和蜂巢能源相關(guān)產(chǎn)品、以及容百科技M6P等；在應(yīng)用端，目前智界S7和星紀元ES已搭載寧德時代“LMFP復(fù)配三元”的產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)，另據(jù)相關(guān)報道稱，特斯拉也計劃于2024-2025年搭載LMFP產(chǎn)品。然而，LMFP的規(guī)模化應(yīng)用仍需加強材料改性，以克服其電導(dǎo)率、壓實密度和循環(huán)性能等方面的缺陷，同時還要注意錳鐵比對LMFP電池性能的影響等問題。

展望未來

我們認為正極材料將展現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢，鐵鋰系、三元系以及鈉離子電池等多種技術(shù)路線都將長期并存。特別是隨著新能源汽車和電化學(xué)儲能市場以及海外市場的持續(xù)擴大，鐵鋰系電池預(yù)計將經(jīng)歷新一輪的增長高潮，預(yù)計到2030年，該產(chǎn)業(yè)的需求量有望達到近500萬噸，其中LFP電池約需326萬噸，而LMFP電池的需求則將達到大約165萬噸。

蓋世汽車研究院：LFP電池——動力、儲能和海外三箭齊發(fā)最先出現(xiàn)在漳州風(fēng)云電氣。

01、50G-PON幾個關(guān)鍵技術(shù)問題取得進展

功率預(yù)算

50G-PON需要利用現(xiàn)有PON網(wǎng)絡(luò)的ODN，實現(xiàn)N1（29dB）、C+(32dB）等級的功率預(yù)算，支持至少20km的光纖傳輸距離。50G-PON線路速率相比10G-PON提升5倍，而隨著傳輸速率的提高，鏈路色散代價也增大，50G-PON色散容限只有10G-PON的1/25。此外，有研究表明，線路速率提高，光發(fā)射機的發(fā)射功率隨之增大，會產(chǎn)生非線性效應(yīng)，因此對系統(tǒng)設(shè)計提出新的挑戰(zhàn)。

為了滿足50G-PON系統(tǒng)的功率預(yù)算，需要在發(fā)送端增強光信號發(fā)送功率，同時在接收端提高器件接收靈敏度，多種技術(shù)結(jié)合方可實現(xiàn)鏈路功率預(yù)算。在系統(tǒng)發(fā)射端，根據(jù)ITU-T標準，為滿足C+（32dB）等級的功率預(yù)算，克服色散對系統(tǒng)的影響，OLT側(cè)發(fā)送光功率需要≥8.5dBm。

OLT發(fā)射端可以增加半導(dǎo)體光放大器（SOA）結(jié)構(gòu)的電吸收調(diào)制激光器（EML）芯片數(shù)量，參考D（35dB）等級XGS-PON相似的OLT發(fā)射端結(jié)構(gòu)，通過采用集成SOA的EML激光器，提供超過10dBm的發(fā)射功率。在ONU側(cè)，其上行波長在光纖零色散波長區(qū)（US1）或負色散區(qū)（US2）附近。其中，US3的窄波長波段選項是在ITU-T的G.9804.3 Amd1修訂標準中引入的，這個波長帶位于GPON和XGS-PON波段之間，允許PON系統(tǒng)的三代共存，如圖1所示。

相比OLT側(cè)，ONU側(cè)能夠采用更簡單的光器件，如采用直接調(diào)制激光器（DML），以進一步降低終端成本。但根據(jù)ITU-T標準要求，對稱速率50G-PON系統(tǒng)ONU側(cè)發(fā)射功率接近7dBm，如采用低成本DML方案，ONU側(cè)需要配置高功率DML激光器。此外，如ONU上行波長在US3的窄波長帶（1286±2nm），為確保上行波長穩(wěn)定并性能最優(yōu)，光模塊內(nèi)需要增加TEC以實現(xiàn)模塊內(nèi)部溫度控制較優(yōu)的穩(wěn)定性。在系統(tǒng)接收端，50G-PON采用高性能光探測器，以進一步提高接收靈敏度，實現(xiàn)鏈路功率預(yù)算指標。

目前業(yè)界傾向于在接收端采用APD探測器，并研究通過優(yōu)化APD材料體系（如采用Ge/Si等）提高接本較高，尚未有成熟的產(chǎn)品。為進一步提高鏈路光功率預(yù)算，50G-PON系統(tǒng)收靈敏度，當(dāng)前25G APD已較為成熟，但50G APD產(chǎn)業(yè)鏈仍未完善，處于樣品階段。此外，也有研究人員采用“PIN+SOA”組合的方案提高接收靈敏度，目前PIN產(chǎn)業(yè)鏈能夠滿足50Gbit/s帶寬需求，但與SOA集成的方案工藝復(fù)雜且成的上下行FEC采用低密度奇偶校驗（LDPC）碼，替代之前PON系統(tǒng)采用的里德-所羅門（RS）碼。

在下行方向，F(xiàn)EC對于所有ONU強制開啟；在上行方向，F(xiàn)EC默認開啟，并可由OLT控制關(guān)閉。目前，業(yè)界為提升50G-PON功率預(yù)算，在系統(tǒng)收發(fā)側(cè)采用多項關(guān)鍵技術(shù)，包括引入SOA、采用高靈敏度APD、部署LDPC FEC等，并已在實驗室對系統(tǒng)N1和C+等級功率預(yù)算進行了驗證，取得顯著進展。但仍需完善核心光電器件（如50G DML、50G APD、BM-DRV、BM-TIA等）產(chǎn)業(yè)鏈，提高光電器件產(chǎn)品的性能，以形成規(guī)模、降低成本。此外，50G-PON將采用高功率器件，這也將進一步提高系統(tǒng)功耗和對散熱效率的要求，系統(tǒng)性能有待研究并優(yōu)化。

多代共存

多代共存是運營商非常關(guān)注的50G-PON系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)能力。目前，GPON系列和EPON系列光接入網(wǎng)已大量部署，而支持多代共存的50G-PON系統(tǒng)能夠在網(wǎng)關(guān)側(cè)設(shè)備無需改動的情況下升級局端設(shè)備，降低運營商機房空間占用率，節(jié)省現(xiàn)網(wǎng)投資。

目前支持多代共存的50G-PON，上行波長方案已收斂至1286nm±2nm，能夠支持GPON系列三代共存和EPON系列兩代共存。其中，GPON系列支持G/XG(S)/50GPON三代共存；EPON系列由于早期部分ONU激光器頻寬較寬（1260nm—1360nm），與50G-PON上行波長沖突，因此，目前支持兩代共存，三代共存方案仍在研究中。

在共存實現(xiàn)方式上，運營商多采用內(nèi)置合波（即在50G-PON光模塊內(nèi)集成MPM合分波組件）的方式。多代共存時，50G-PON上行波長（1284nm—1288nm）與GPON上行波長（1290nm—1330nm）僅間隔2nm區(qū)間，需要實現(xiàn)30dB高隔離度，對內(nèi)置的合分波器件要求極高，對光模塊封裝方式也有很高要求，需要模塊廠商優(yōu)化光模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提升工藝水平。

在業(yè)界持續(xù)攻關(guān)下，目前已有器件廠商研制出高隔離度的合分波器件產(chǎn)品，并在系統(tǒng)方面也取得進展，業(yè)界已相繼完成50G-PON系統(tǒng)三代共存能力驗證和三代共存速率驗證，取得預(yù)期成效。但在共存方面仍有難關(guān)需業(yè)界攻克，如多代共存使用的高性能合分波器件、模塊選擇性較少等，供應(yīng)鏈也有待完善；同時，支持三代共存的50G-PON光模塊需要內(nèi)置“3發(fā)3收”六向合波的MPM器件，而多模光模塊如何實現(xiàn)小型化，以進一步提高系統(tǒng)密度并降低功耗也是一大難點。此外，目前用于驗證多模50G-PON系統(tǒng)的商用測試工具仍不完備，如商用支持多模50G-PON系統(tǒng)測試的光功率計仍然缺失，影響系統(tǒng)精度驗證，需加快研發(fā)進度。

多速率突發(fā)接收

ITU-T標準確定了三種50G-PON系統(tǒng)上行速率，分別是12.5Gbit/s、25Gbit/s和50Gbit/s。這意味著PON系統(tǒng)需要在不同的上行速率的ONU之間動態(tài)接收，滿足不同用戶或應(yīng)用場景的需求。

50G-PON首次引入數(shù)字信號處理器（DSP）均衡技術(shù)，動態(tài)補償不同速率和位置的ONU在接入系統(tǒng)時所受到線路損傷的差異。此外，有研究表明，部署DSP能夠降低系統(tǒng)對光器件帶寬的要求，在ONU側(cè)部署使用25G光器件和DSP，能夠補償色散對下行鏈路的影響以實現(xiàn)系統(tǒng)的鏈路預(yù)算。

ITU也在制定50G-PON標準時提出評估發(fā)射機的新指標TDEC（發(fā)射機和色散眼圖閉合），用于關(guān)注背靠背及長距離傳輸后線路損傷導(dǎo)致的功率裕量損失，尤其關(guān)注采用均衡后的信號眼圖閉合現(xiàn)象。TDEC、ER與靈敏度指標綜合評估，能夠使制造商更加靈活地選擇系統(tǒng)配置。DSP的部署對實現(xiàn)50G-PON系統(tǒng)多速率突發(fā)接收起到關(guān)鍵作用。

參考國內(nèi)50G-PON產(chǎn)業(yè)發(fā)展，50G-PON系統(tǒng)上行速率已收斂到25Gbit/s（非對稱）和50Gbit/s（對稱）雙速率。為了提升系統(tǒng)性能，在OLT側(cè)，通過引入DSP技術(shù)，實現(xiàn)了對多速率上行突發(fā)信號的動態(tài)均衡。在ONU側(cè)，通過引入輕量化的DSP，降低了器件帶寬的限制，并能夠有效地補償下行色散等因素對鏈路造成的影響，提高系統(tǒng)功率預(yù)算。

當(dāng)前，50G-PON系統(tǒng)的DSP產(chǎn)業(yè)鏈借鑒了數(shù)通產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)產(chǎn)品，但OLT側(cè)的DSP需要支持多模突發(fā)時鐘恢復(fù)和突發(fā)動態(tài)均衡等功能，目前高性能DSP產(chǎn)品的可獲得性仍然不足，這對設(shè)備廠家的自主研發(fā)能力提出了挑戰(zhàn)。此外，隨著DSP的加入，系統(tǒng)的成熟度以及可能帶來的成本、功耗影響也需要進一步評估。

02、主體標準制定工作基本完成，現(xiàn)網(wǎng)試點持續(xù)開展

主體標準制定工作基本完成，現(xiàn)網(wǎng)試點持續(xù)開展在國際上，ITU-T SG15的光纖接入網(wǎng)絡(luò)光系統(tǒng)研究組（Q2）早在2016年便啟動了后10G-PON項目研究，其研究項目ITU-T G.Sup64于2018年完成并發(fā)布，研究了后10G-PON的各種可行性路線及其關(guān)鍵技術(shù)。

2018年的ITU-T SG15會議經(jīng)過多次討論，最終確定將50G-PON作為下一代PON系統(tǒng)代際技術(shù)，并建立新的G.HSP（G.Higher Speed PON）系列標準項目，體系內(nèi)主要技術(shù)標準包括G.9804.1面向網(wǎng)絡(luò)基本需求、G.9804.2面向TC協(xié)議層、G.9804.3面向物理層。系列標準第一版（包括需求標準及修訂G.9804.1Amd1、通用協(xié)議層標準G.9804.2及物理層標準G.9804.3）于2019年4月在ITU-T SG15全會上正式通過，標志著50G-PON的基礎(chǔ)功能完成標準化。

此后，系列標準的完善工作持續(xù)開展，截至2024年4月，50G-PON系列已增補需求補充、物理層對稱指標、協(xié)議層以及共存等相關(guān)標準，并陸續(xù)完成發(fā)布。至此，50G-PON的國際標準研制主體工作已基本完成。在國內(nèi)，中國通信標準化協(xié)會（CCSA）的TC6工作組也早在2017年便開展了下一代PON的技術(shù)研究工作，并于2020年開始50G-PON系列標準研制。

截至2024年4月，50G-PON系列行業(yè)標準（包括總體、物理層、TC層等）已在TC6WG2完成并發(fā)布。在模塊器件方面，50G單模、10G/50G雙模光模塊的行業(yè)標準已在TC6WG4完成報批，三模光模塊[G/XG(S)/50G]標準已立項，處于征求意見稿編制階段。此外，CCSA TC615WG全光垂直行業(yè)工作組也立項“50G-PON垂直行業(yè)應(yīng)用技術(shù)研究”的課題，探索50G-PON可率先應(yīng)用賦能的垂直行業(yè)領(lǐng)域。

國際和國內(nèi)50G-PON主體標準的完成為產(chǎn)業(yè)鏈上下游全面推進50G-PON商用創(chuàng)造了條件。全球眾多運營商也積極開展50G-PON技術(shù)驗證，中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、瑞士電信、法國電信等30多家運營商相繼開展50G-PON試點。在國內(nèi)，三大運營商自2021年起便積極通過試點驗證50G-PON的各個發(fā)展階段，我國50G-PON現(xiàn)網(wǎng)試點情況如圖2所示。

03、需求驅(qū)動、政策推動，寬帶網(wǎng)絡(luò)向萬兆挺進

“十四五”規(guī)劃明確提出要推廣升級千兆光網(wǎng)。截至2023年底，我國千兆網(wǎng)絡(luò)加速普及，千兆及以上寬帶用戶達1.63億戶，占總用戶數(shù)的25.7%。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，我國已建設(shè)具備千兆網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力的10G-PON端口數(shù)達到2302萬個，千兆光網(wǎng)具備覆蓋超過5億戶家庭的能力。千兆光網(wǎng)的快速發(fā)展帶動產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)繁榮，并進一步推動家庭及行業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新發(fā)展，沉浸式家庭應(yīng)用開始涌現(xiàn)，智慧城市和智慧園區(qū)加速創(chuàng)新，用戶體驗要求和對網(wǎng)絡(luò)的需求同步提升。以沉浸式“裸眼3D”為例，84視點的4K分辨率壓縮數(shù)據(jù)流需要2.7Gbit/s的吞吐量，如視點分辨率提升至8K，則網(wǎng)絡(luò)帶寬將大于10Gbit/s。

應(yīng)用創(chuàng)新、更優(yōu)的用戶體驗需求推動寬帶網(wǎng)絡(luò)向萬兆光網(wǎng)邁進。50G-PON作為萬兆光網(wǎng)的關(guān)鍵驅(qū)動技術(shù)，可以為每個接入點提供超過10Gbit/s的超高帶寬、實現(xiàn)微秒級的系統(tǒng)傳輸時延和抖動、支持至少為1:64的物理最大分路比，并可以重用現(xiàn)有的ODN基礎(chǔ)設(shè)施，與現(xiàn)有PON網(wǎng)絡(luò)共存。50G-PON的新特性使它能夠用于承載FTTX各類場景服務(wù)，滿足創(chuàng)新應(yīng)用（如虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等沉浸式應(yīng)用）的網(wǎng)絡(luò)需求和用戶體驗要求，還將為物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、AI等技術(shù)的發(fā)展提供堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，賦能行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新，引領(lǐng)萬物的光纖互聯(lián)，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。

根據(jù)Omdia預(yù)測，新興應(yīng)用不斷涌現(xiàn)將推動新一代PON網(wǎng)絡(luò)的需求不斷增長，促使50G-PON在2030年前保持高速發(fā)展，預(yù)計2024—2029年，亞洲地區(qū)50G-PON OLT端口出貨量年復(fù)合增長率將達到90%，50G-PON投資占比逐年增高。我國政府也高度重視萬兆光網(wǎng)的發(fā)展，多次提出加大以50G-PON為代表的萬兆光網(wǎng)研發(fā)力度。

目前，已有多地政府出臺具體措施助推萬兆光網(wǎng)發(fā)展。北京于2023年9月發(fā)布《“光網(wǎng)之都，萬兆之城”行動計劃（2023—2025年）》，計劃到2025年成為以萬兆光網(wǎng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)能力領(lǐng)先、創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)先、前沿示范領(lǐng)先的“全光萬兆”樣板城市。上海市于2024年5月啟動“‘光耀申城’萬兆啟航行動計劃（2024—2025年）”，目標是到2025年建成萬兆光網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施體系，同時明確了50G-PON端口發(fā)展規(guī)模，并計劃在新建住宅、商務(wù)樓宇以及產(chǎn)業(yè)園區(qū)全面部署50G-PON。50G-PON作為萬兆光網(wǎng)的關(guān)鍵驅(qū)動技術(shù)，能夠滿足不斷增長的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求。未來其應(yīng)用將不僅圍繞家庭超寬帶業(yè)務(wù)接入，還將圍繞垂直行業(yè)的不同領(lǐng)域賦能企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

此外，50G-PON的部署還將帶動光通信產(chǎn)業(yè)模塊、器件、設(shè)備、管理方式的全面升級，促進整個光通信產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)革新和發(fā)展，創(chuàng)造新的市場機遇。目前，50G-PON的功率預(yù)算、多代共存、多速率突發(fā)接收等幾項關(guān)鍵技術(shù)已取得顯著進展，產(chǎn)業(yè)界正在加速完善核心光電器件產(chǎn)業(yè)鏈，深入優(yōu)化系統(tǒng)性能，為后續(xù)的規(guī)模商用部署提供完備的技術(shù)支撐，預(yù)計50G-PON將在2025年前后迎來商用部署，光接入網(wǎng)將進入萬兆時代。

*本文刊載于《通信世界》總第947期 2024年7月10日 第13期?原文標題：50G-PON發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景分析

作者：中國信息通信研究院 曹小波 劉謙責(zé)編/版式：蓋貝貝

審校：王 濤?梅雅鑫

監(jiān)制：劉啟誠

一文讀懂！50G-PON發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景最先出現(xiàn)在漳州風(fēng)云電氣。

EHL系列具有IEC II級結(jié)構(gòu)，符合全球工業(yè)和家庭安全認證，專為480VAC系統(tǒng)中的相間操作而設(shè)計。OVC III（過電壓III類）認證可直接連接到工業(yè)布線裝置，提高電氣安全性，并降低敏感電子設(shè)備損壞的風(fēng)險。

EHL系列符合多種認證，包括EMC抗擾度的EN61000-4，以及EMC輻射的EN55032和EN61000-3。安規(guī)認證包括IEC62368-1和EN60335-1。這些認證確保該產(chǎn)品在各類工業(yè)電子、機器人、可再生能源、自動化和家庭應(yīng)用中的安全運行，同時無需外部過濾即可滿足A級噪聲要求。

根據(jù)不同型號，EHL系列可在-40°C至+80°C的超寬溫度范圍內(nèi)運行，滿載輸出可達+60°C。

EHL系列有現(xiàn)貨供應(yīng)，產(chǎn)品保質(zhì)期為3年。

85-528VAC超寬輸入OVC III認證電源 適用于工業(yè)自動化、商業(yè)和住宅建筑中的電器最先出現(xiàn)在漳州風(fēng)云電氣。

TPS65R01Q擁有20mV正向調(diào)節(jié)功能，降低系統(tǒng)損耗。快速反向關(guān)斷（Typ：0.39μs），在電池反向和各種汽車電氣瞬變條件下提供保護。

TPS65R01Q可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、企業(yè)電源、汽車主機、ADAS、儀表盤、HUD等多個終端場景。

TPS65R01Q產(chǎn)品優(yōu)勢

電池反向保護、快速關(guān)斷、零直流反向電流

電源系統(tǒng)設(shè)計中，直接使用電池供電的模塊或子系統(tǒng)，在感性負載與電池斷開連接期間出現(xiàn)動態(tài)反極性或電池安裝過程中出現(xiàn)反接時，會導(dǎo)致連接的模塊、子系統(tǒng)電路遭到損壞。

TPS65R01具有電池反向保護功能，可承受最大-65V的反向電壓，有效保護與電池相連接的模塊和子系統(tǒng)。

反向保護延時：Trev_Delay（380ns）

Trev_Delay VS Temp

降低正向功耗

傳統(tǒng)的串聯(lián)肖特基二極管雖然能夠提供反向電壓保護，但當(dāng)負載電流增加時，二極管的結(jié)溫會顯著升高，這不僅會加劇熱問題，還可能因高溫導(dǎo)致反向漏電流上升，進而影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，熱管理在系統(tǒng)設(shè)計中顯得尤為重要。

TPS65R01Q具備20mV正向調(diào)節(jié)功能，相比于肖特基二極管的VF值（0.3V左右@1A），TPS65R01Q的正向電壓更低，這意味著在相同條件下，熱損耗顯著減少。這種改進不僅提升了系統(tǒng)的可靠性，還有助于降低系統(tǒng)設(shè)計和運行的成本。

低靜態(tài)功耗

TPS65R01Q常溫下正常工作電流典型值60μA，全溫度范圍內(nèi)不超過100μA。

ORing電源平滑切換

下圖展示了在雙電源配置中，當(dāng) VIN1 固定在12V，而 VIN2 在4V至60V之間進行動態(tài)切換時，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)從 VIN1 到 VIN2 的平滑切換，確保輸出在切換過程中保持穩(wěn)定。

V_IN1?@12V，V_IN2?@4V to 60V

TPS65R01Q典型應(yīng)用

單電源應(yīng)用

雙電源應(yīng)用

TPS65R01Q產(chǎn)品特性

• 寬輸入電壓：3.2V-60V
• 最大-65V的反向電壓承受能力
• 正向調(diào)制電壓：20mV
• 反向關(guān)斷電壓：-11mV
• 最大關(guān)斷電流：2.3A
• 反向關(guān)斷延時：390ns
• 正向恢復(fù)延時：1.5μs
• 支持多顆NMOS并聯(lián)
• 溫度范圍：-40℃ to 125℃
• 封裝：SOT23-6

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更低損耗、更快反向保護！思瑞浦推出汽車級理想二極管ORing控制器TPS65R01Q最先出現(xiàn)在漳州風(fēng)云電氣。

差不多一個月前，蘋果 COO 杰夫·威廉姆斯 (Jeff Williams) 低調(diào)到訪臺積電，根據(jù)媒體報道，此行就為一件事：確保給到蘋果的 2nm 產(chǎn)能。沒辦法，臺積電的產(chǎn)能實在太搶手了。不管手機芯片廠商、PC 芯片廠商，還是 AI 芯片廠商都在爭奪臺積電「相對有限」的產(chǎn)能，以至于面對臺積電的漲價也欣然接受，英偉達創(chuàng)始人兼 CEO 黃仁勛甚至公開力挺臺積電漲價。

而后，臺積電的市值一度沖上 1 萬億美元。不過還好，還沒有廠商能與蘋果爭奪臺積電 2nm 的首發(fā)產(chǎn)能。據(jù)供應(yīng)鏈目前透露，作為臺積電最大客戶，蘋果已經(jīng)規(guī)劃在明年的 M5 芯片上首發(fā)采用臺積電 2nm 工藝。就在本周，臺積電將提前啟動 2nm 的試產(chǎn)。據(jù)工商時報援引業(yè)內(nèi)人士報道，臺積電 2nm 制程將于本周試產(chǎn)，蘋果 M5 芯片不僅拿下 2025 年首批產(chǎn)能外，也將率先導(dǎo)入下一代 3D 先進封裝工藝 SoIC（系統(tǒng)整合芯片）。因為相對 AI 芯片采用的 CoWos 封裝工藝更簡單，所以預(yù)期 SoIC 封裝工藝的產(chǎn)能將在明年擴大至少一倍，也就是每月 8 千片以上。當(dāng)然，2nm 不是臺積電的獨角戲，三星以及英特爾也都希望在這個節(jié)點縮短與臺積電之間的差距，甚至實現(xiàn)超越。

7 月 9 日，三星就在官網(wǎng)確認，日本人工智能公司 Preferred Networks（PFN）提前預(yù)訂了三星 2nm 的產(chǎn)能，用來生產(chǎn)旗下第二代 AI 芯片。而英特爾這邊，不僅準備了 20A（2nm）制程工藝，同期還有 18A（相當(dāng)于 1.8nm）工藝。但無論是臺積電、三星還是英特爾，他們的最新計劃都是計劃在 2025 年投入量產(chǎn)，屆時將是一場史無前例的 2nm 大戰(zhàn)。

蘋果 M5 首發(fā)，還有 SoIC 全新封裝工藝

在今年 5 月 23 日的一場論壇上，臺積電工藝開發(fā)副總經(jīng)理張曉剛透露，目前 2nm 工藝開發(fā)進展順利，「按計劃 2025 年左右可實現(xiàn)量產(chǎn)。」

在 2nm 工藝節(jié)點上，臺積電的準備可謂全面。首先是在晶體管架構(gòu)上，臺積電終于要在 2nm 工藝上采用全新的 GAA（Gate-All-Around）晶體管架構(gòu)。不同于傳統(tǒng)的 FinFET 架構(gòu)，這種技術(shù)能夠在性能和功耗上實現(xiàn)顯著提升。關(guān)于 GAA 技術(shù)，雷科技在《3nm 的芯片戰(zhàn)爭，才剛剛開始》中有過比較詳細的介紹，其中就談到：

計算性能最底層其實就是晶體管的「一開一關(guān)」，代表了二進制中的「0」和「1」，更底層是對晶體管內(nèi)通道（又稱溝道）的控制能力。FinFET 第一次將通道從橫向轉(zhuǎn)為豎向，而三星采用了寬通道（納米片）的 GAAFET 技術(shù)，在單位面積內(nèi)支持更多通道的控制……

總而言之，GAA 晶體管是大勢所趨，不過不同于三星在 3nm 節(jié)點上就導(dǎo)入這種晶體管架構(gòu)，臺積電早早就定下在 2nm 節(jié)點導(dǎo)入的計劃。此外，臺積電的 2nm 工藝還可能引入了背面供電技術(shù)，這種技術(shù)通過在芯片背面布置電源軌，減少了電源傳輸路徑中的阻抗，提高了電源效率和信號完整性。簡言之，就是提高通過電源利用率，來提高芯片的能效。但盡管臺積電此前表示，將在 2026 年將背面供電技術(shù)率先導(dǎo)入 N2P 工藝（臺積電 2nm 的一個版本），最近卻有報道指出，N2P 仍將采用常規(guī)供電電路。不過可以肯定的是，臺積電 2nm 工藝的全系版本都將增加全新的 NanoFlex。

在今年 4 月的北美峰會上，臺積電專門提到了 NanoFlex 技術(shù)，并表示 NanoFlex 將使芯片設(shè)計人員能夠在同一塊設(shè)計中混合和匹配來自不同庫（高性能、低功耗、面積高效）的單元，從而使設(shè)計人員能夠微調(diào)其芯片設(shè)計，以優(yōu)化性能、功率和面積（PPA）。另外根據(jù)臺積電官方介紹，臺積電 2nm 將于 2025 年下半年開始量產(chǎn)。而與 N3E 節(jié)點（臺積電第二代 3nm 工藝）相比，N2 工藝在相同功耗下的性能提升了 10%到 15%，在相同性能下功耗降低了 25%到 30%。這些改進使得 2nm 工藝能夠在高性能計算和移動設(shè)備中發(fā)揮關(guān)鍵作用，不管是智能手機、PC，還是紅得發(fā)紫的 AI 芯片都將受益于這種技術(shù)提升，實現(xiàn)更強的算力和更低的功耗。

但還不只如此，臺積電的 2nm 制程工藝還配套全新一代的封裝工藝。除了在晶體管架構(gòu)和電源管理上的創(chuàng)新，臺積電在 2nm 工藝中還引入了全新的 SoIC（System on Integrated Chips）封裝技術(shù)。SoIC 技術(shù)能夠?qū)⒍鄠€芯片垂直堆疊在一起，通過硅通孔（TSV）實現(xiàn)高效的電氣互連，形成緊密的三維結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的封裝方式相比，SoIC 技術(shù)不僅能夠大幅提升芯片的集成度和功能密度，還能顯著降低系統(tǒng)的功耗和延遲。在此之前，臺積電 CoWoS 封裝工藝已經(jīng)「征服」了英偉達、AMD 等大量芯片設(shè)計廠商的 AI 芯片，讓他們離不開臺積電。在最新一代的 MI300 AI 芯片上，AMD 還率先采用 SoIC+CoWoS 的封裝方案。

但在 AMD 之后，蘋果 M5 系列可能是最先大規(guī)模采用 SoIC 封裝工藝的產(chǎn)品。

同時作為臺積電最大的客戶，蘋果也不意外是臺積電 2nm 工藝的首發(fā)客戶。按照目前流出的信息，M5 處理器將集成更多的核心、更高的頻率和更強大的圖形處理能力，進一步提升蘋果設(shè)備的性能和用戶體驗。

三星緊追不放

在 2nm 工藝的競爭中，三星依然對臺積電緊追不放。在 3nm 工藝節(jié)點上，三星的表現(xiàn)并不盡如人意，第一代 3nm 工藝（SF3E）主要用于加密貨幣礦機芯片，始終沒能在更廣泛的市場上——比如手機、PC、HPC 等領(lǐng)域取得成功。三星在 3nm 工藝上的失敗主要歸因于良率問題和性能未達預(yù)期，這導(dǎo)致許多客戶轉(zhuǎn)向競爭對手。所以為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，三星聲稱在今年的第二代 3nm 工藝（SF3）中下「足了功夫」，其中之一是：改名為「2nm 工藝」。此前，Digitimes、ZDNet Korea 援引不同消息源指出，三星已經(jīng)向客戶和合作伙伴通知「第二代 3nm 工藝」更名為「2nm 工藝」，有業(yè)內(nèi)人士還表示收到了三星關(guān)于更名的通知，還需要重新簽訂合同。這不是三星第一次更名制造工藝了。2020 年，在從 7nm 過渡到 5nm 工藝時，三星就曾將「第二代 7nm 工藝」更名為「5nm 工藝」。不過真的假不了，假的真不了，三星真正的 2nm 工藝（SF2）計劃于 2025 年投入量產(chǎn)。

在 6 月舉辦的 VLSI 技術(shù)研討會（全稱「超大規(guī)模集成電路國際研討會」）上，三星就介紹了其采用 GAA 晶體管技術(shù)的第三代工藝——SF2，也是三星真正的 2nm 工藝。按照三星的介紹，SF2 將通過引入獨特的外延和集成工藝，「從而最大程度地提高柵極環(huán)繞優(yōu)勢，克服了產(chǎn)品增益與縮放和 GAA 結(jié)構(gòu)沖突的問題。」具體到數(shù)據(jù)上，這將使其能夠?qū)⒕w管性能提高 11-46%，與未指定的基于 FinFET 的工藝技術(shù)相比，可變性降低 26%，同時將泄漏降低約 50%。值得一提的是，SF2 可能也是三星第一個引入背面供電技術(shù)的節(jié)點。據(jù)悉，三星已在兩款 ARM 芯片上測試了 BS-PDN 技術(shù)，結(jié)果芯片尺寸分別縮小了 10%和 19%，性能和效率最高提升了 9%。

此外，三星在第一代 3nm 工藝中就率先引入了 GAA 技術(shù)，這種技術(shù)上的重大切換，在一定程度上影響了三星在 3nm 的良率表現(xiàn)。不過反過來，這也讓三星更早了解和解決導(dǎo)入 GAA 技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)。這種優(yōu)勢，或許將使得三星能夠在高性能計算、移動設(shè)備和其他需要高效能的應(yīng)用場景中搶占先機。為了做到這一點，三星不僅在技術(shù)研發(fā)上加大投入，還與超過 50 家知識產(chǎn)權(quán)（IP）合作伙伴合作，持有 4000 多項 IP，試圖構(gòu)建了一個強大的 2nm 生態(tài)系統(tǒng)。包括今年早些時候與 Arm 簽署了一項協(xié)議，核心就是共同優(yōu)化 Cortex-X 和 Cortex-A 內(nèi)核，以適應(yīng)三星的全柵極晶體管制造技術(shù)。廣泛地合作，也有助于三星在 2nm 工藝上取得更大的市場份額。

至少在本月，三星將原本臺積電的客戶——日本人工智能公司 PFN 搶了過來，促成了三星第一份公開的 2nm 芯片代工訂單。同時，高通也是三星可以爭取的大客戶。今年 2 月有消息傳出，高通同時向三星和臺積電委托了 2nm 芯片的開發(fā)和試產(chǎn)，至少說明了驍龍 8 Gen 5 還沒有花落誰家。

英特爾能否后來居上？

當(dāng)然的，作為半導(dǎo)體行業(yè)的老牌勁旅，英特爾在 2nm 節(jié)點上的布局同樣不容小覷。英特爾的 2nm 工藝節(jié)點被稱為 20A，原本預(yù)計將在 2024 年下半年開始量產(chǎn)，但目前也推遲到了 2025 年。在 20A 工藝上，英特爾也將首發(fā)導(dǎo)入自己的背面供電技術(shù)（PowerVia）以及 GAA 晶體管架構(gòu)（RibbonFET），以進一步優(yōu)化性能和能效。以及通過 Foveros 和 EMIB 等先進封裝技術(shù)，來提升芯片的集成度和性能。不過英特爾的 20A 工藝，更多還是面向內(nèi)部的芯片設(shè)計部門，也更像是初期版本。真正對外的「2nm 節(jié)點」，其實是「四年五代工藝」原計劃的終點——英特爾 18A，比如微軟就官宣將在未來基于英特爾 18A 工藝制造自研芯片，包括英特爾自家的 Clearwater Forest 也是基于 18A 工藝。

此外，從 20A、18A 開始，英特爾還將采用被臺積電 CEO 魏哲家驚呼「很好但太貴」的 High NA EUV 光刻機。至于英特爾能不能實現(xiàn)「四年五代工藝」的工程奇跡，甚至重回芯片代工世界的巔峰，還是要看屆時的落地情況。

寫在最后

最近幾年，很多人開始越來越重視芯片這個「幕后英雄」，也連帶重視起了芯片制造這個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。毫無疑問，2nm 工藝節(jié)點的到來，標志著半導(dǎo)體制造技術(shù)的又一次重大飛躍。臺積電、三星和英特爾三大代工廠在這一節(jié)點上的競爭，將對未來的高性能計算和移動設(shè)備市場產(chǎn)生深遠影響。至于對工藝演進逼近物理極限的擔(dān)憂，我還是更愿意相信臺積電創(chuàng)始人張忠謀的那句：「柳暗花明又一村。」

2nm芯片戰(zhàn)一觸即發(fā)：臺積電先發(fā)制人，蘋果率先吃雞最先出現(xiàn)在漳州風(fēng)云電氣。