در اوایل سال گذشته، اخباری مبنی بر اینکه کمبود جهانی نیمه هادی‌ها باعث کاهش تولید خودرو تا پایان سال 2021 می‌شود، هر روز به صفحه اول هر روزنامه اقتصادی می‌رسید. خودروسازان بزرگ در پس‌زمینه تلاش می‌کردند تا سهم خود را از تراشه‌های نیمه‌رسانا تضمین کنند. اما، طبق موسسه تحقیقات بازار مستقر در بریتانیا، IHS Markit، علی‌رغم تلاش‌هایشان، تنها در سه‌ماهه اول سال ۲۰۲۱ حدود ۶۷۰ هزار خودرو در سراسر جهان در مرحله تولید قرار گرفتند.
بنابراین، این سوال مطرح می شود: «چرا نیمه هادی‌ها برای ساخت خودرو بسیار مهم هستند و چه نقشی در پشتیبانی خودرو دارند؟» در این مطلب ما به این سوالات پاسخ خواهیم داد.
نیمه هادی‌های خودرو قابلیت‌های محاسباتی خودرو را تعیین می‌کنند. به عبارت ساده، آنها به عنوان مغز وسیله نقلیه عمل می‌کنند تا به آن و تمام وسایل الکترونیکی آن، مانند سیستم‌های اطلاعات سرگرمی داخل خودرو (IVI)، کابین‌های دیجیتال و خیلی چیزهای دیگر، نیرو دهد.
در طول قرن بیستم، نوآوری خودرو عمدتاً بر فناوری موتورهای دقیق، گیربکس‌های پیشرفته و سیستم‌های قدرت متمرکز بود. به این ترتیب تولیدکنندگان خودروهای جهانی انقلاب صنعتی را با استفاده از چنین فناوری‌هایی رهبری کردند.
با این حال، خودروهای گذشته بی رونق شده اند زیرا خودروهای امروزی به رایانه‌هایی تبدیل شده‌اند که فناوری اطلاعات را برای برقراری ارتباط با سایر وسایل نقلیه پیاده‌سازی می‌کنند و نمایشگرهایی برای انواع سرگرمی ارائه می‌دهند. به عبارت دیگر، نرم‌افزار کنترل‌کننده سخت‌افزار خودرو به یکی از اجزای اصلی خودروی مدرن تبدیل شده است و این نرم‌افزار را تنها می‌توان با یک نیمه‌رسانا با ظرفیت محاسباتی نسل بعدی بهبود بخشید.
هنگامی که از بسیاری خواسته می‌شود تصویر خود را از یک ماشین آینده نگر توصیف کنند، احتمالاً بسیاری به نوعی وسیله نقلیه الکتریکی (EV) خواهند رسید. و اگرچه پیش‌بینی ظاهر خودروها در دهه‌های آینده غیرممکن است، اما به جرات می‌توان گفت که آنها همچنان از نیمه‌رساناها نیرو می‌گیرند. در آینده نزدیک، تعریف خودرو از «وسیله حمل‌ونقل» فراتر خواهد رفت و از آن به عنوان یک وسیله سرگرمی یا حتی یک خانه متحرک استفاده می‌کند که بدون آسیب رساندن به سیاره شما را به سرعت از مقصدی به مقصد دیگر حرکت می‌کند.
در مورد وسایل نقلیه خودران، هوش مصنوعی داخلی (AI) از سیستمی از دوربین‌ها و حسگرها استفاده می‌کند که در هر طرف قرار دارند تا ترافیک، مسافت و موارد دیگر را تجزیه و تحلیل کنند. بنابراین، می‌توانند با خیال راحت بدون برخورد با ماشین‌ها یا اشیاء دیگر رانندگی کنند. بدون نیمه هادی‌ها، این غیرممکن خواهد بود، زیرا آنها به هوش مصنوعی اجازه می‌دهند تا تمام محاسبات و تجزیه و تحلیل های لازم را برای اطمینان از استقلال کامل رانندگی انجام دهد.
خودروهای خودران می‌توانند فوراً اطلاعات دقیق پیرامون خود مانند افراد، اشیاء، جاده‌ها و ساختمان‌ها را شناسایی و پردازش کنند و سپس آنها را با سایر وسایل نقلیه و سیستم‌ها به اشتراک بگذارند. با خودروهای خودران و شرایط جاده‌ای که دائماً در حال تغییر هستند، ما به نیمه‌هادی‌های قدرتمند خودرو برای پردازش مقادیر زیادی از داده‌های دائماً در حال تغییر نیاز داریم. این تراشه‌های نوآورانه از حسگر تصویر برای ایجاد ثبات همراه با تجربه رانندگی مستقل استثنایی استفاده می‌کنند.
وسایل نقلیه سازگار با محیط زیست که هدفشان کاهش دود بنزین و گازوئیل است به همان اندازه به سیستم های الکترونیکی وابسته هستند، زیرا این وسایل نقلیه دارای سیستم‌های الکتریکی داخلی هستند که بدون نیمه هادی‌هایی که کل کابین خلبان را کنترل می‌کنند قادر به عملکرد نیستند.
ویژگی‌های منحصر به فرد نیمه هادی‌های خودرو را در ادامه این مطلب بخوانید.
۱. طراحی پیچیده
نیمه هادی‌ها در دو نوع هستند: نیمه هادی‌های حافظه‌دار و نیمه هادی‌های بدون حافظه. نیمه هادی‌های حافظه‌دار برای هر نوع محصول به صورت انبوه تولید می‌شوند و به عنوان ذخیره سازی عمل می‌کنند. در حالی که نیمه هادی‌های بدون حافظه، جایی که نیمه هادی‌های خودرو در آن قرار می‌گیرند، در دسته‌های کوچک برای انواع محصول و خدمات متعدد برای تجزیه و تحلیل و پردازش اطلاعات ساخته می‌شوند و ارزش بیشتری را اضافه می‌کنند. نیمه هادی‌های بدون حافظه 60 درصد از کل بازار نیمه هادی ها را اشغال می‌کنند و به فناوری طراحی پیشرفته نیاز دارند، به همین دلیل هزینه بیشتری دارند.
۲. قابلیت‌های متنوع
نیمه هادی‌های بدون حافظه فقط برای خودروها استفاده نمی‌شوند، بلکه در دستگاه‌های مختلف IT روزمره مانند لوازم خانگی، تلفن‌های هوشمند5G ، کنسول‌های بازی و کارت‌های گرافیک استفاده می‌شوند. تقاضا برای این دستگاه‌ها و خودروها به لطف رونق بدون تماس ایجاد شده توسط همه‌گیری جهانی به طور تصاعدی افزایش یافته است. با این حال، این چالش بی‌سابقه‌ای را برای تولیدکنندگان نیمه‌رسانا به وجود می‌آورد تا با هجوم عظیم فروش همگام شوند.
۳. مشکل در تولید بر اساس تقاضا
معمولاً حدود 6 ماه طول می‌کشد تا نیمه هادی‌های خودرویی یا بدون حافظه تولید و تحویل شوند، زیرا این نیمه هادی‌ها نیازمند فناوری پیشرفته و زمان قابل توجهی هستند که برای کنترل کیفیت از طریق بازرسی‌های کامل برای تضمین کیفیت، سرمایه گذاری تسهیلات و ظرفیت طراحی در نظر گرفته شده است.
با در نظر گرفتن این موضوع، خودروسازان به طور خستگی ناپذیری تلاش می‌کنند تا تولید پایدار نیمه هادی‌ها را تضمین کنند. آنها قراردادها و روابط خود را با سازندگان تقویت می‌کنند و M&A و همکاری با استارتاپ های نویدبخش فناوری خودروهای خودمختار، شرکت‌های جهانی با سیستم‌های نیمه هادی اثبات شده و شرکت‌های حمل و نقل پیشرو را انجام می‌دهند. علاوه بر این، شرکت‌ها بیشتر روی تحقیق و توسعه سرمایه‌گذاری می‌کنند تا بتوانند فناوری‌های نیمه‌رسانای ایمن خودروی خود را برای به دست آوردن مزیت رقابتی ثبت اختراع کنند.
ال‌جی پیوسته در تلاش است تا آینده حمل‌ونقل را به درب منزل شما بیاورد. پس با ما همراه باشید تا ببینید ال‌جی چه فناوری‌ها و نرم‌افزارهای خودرویی را برای شما در نظر گرفته است!
