電子化開(kāi)啟汽車(chē)新概念時(shí)代

　　摘要：通過(guò)探討新一代汽車(chē)電子滿(mǎn)足消費者對汽車(chē)在安全、舒適與節能三個(gè)方面的要求方面的具體技術(shù)發(fā)展，構畫(huà)出全新的汽車(chē)功能的未來(lái)。

　　作為工業(yè)化時(shí)代的標志性產(chǎn)品，汽車(chē)逐漸成為人們生活中的必需品，而伴隨著(zhù)數字時(shí)代的深化，電子技術(shù)的全面應用，在某些程度上完全顛覆了汽車(chē)這個(gè)產(chǎn)品的舊有概念，將汽車(chē)引入一個(gè)全新的信息化移動(dòng)生活交通工具的新時(shí)代。

　　安全，舒適與節能高效，這是汽車(chē)工業(yè)不斷的追求，更是電子產(chǎn)品在汽車(chē)中應用的最大推動(dòng)力，可以說(shuō)，未來(lái)汽車(chē)在這三方面技術(shù)上的提升，絕大多數都會(huì )依賴(lài)于電子技術(shù)的進(jìn)步與應用。

　　蓬勃發(fā)展的車(chē)用半導體

　　雖然經(jīng)過(guò)前幾年的經(jīng)濟危機之后，全球汽車(chē)總產(chǎn)量并沒(méi)有太明顯的增長(cháng)，但并不影響汽車(chē)電子市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，這主要得益于電子產(chǎn)品在整車(chē)中所采用的數量越來(lái)越多，所占有的價(jià)值越來(lái)越高的原因。以整體市場(chǎng)規模來(lái)看，汽車(chē)用半導體2012年的整體市場(chǎng)規模達到224億美元，并且還會(huì )快速增長(cháng)。據估計，2011年-2019年間，單車(chē)半導體用量的價(jià)值將從267美元增加到330美元，這促使車(chē)用半導體的總體市場(chǎng)復合年增長(cháng)率高達7.3%，不僅遠高于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的增長(cháng)，也高于半導體市場(chǎng)的平均增長(cháng)率，這也讓眾多半導體廠(chǎng)商紛紛將汽車(chē)電子作為自己非常重要的業(yè)務(wù)之一。

　　在技術(shù)方面，半導體的應用讓汽車(chē)電子有了完全不同的含義。汽車(chē)電子技術(shù)在經(jīng)歷了零部件層次的汽車(chē)電器時(shí)代、子系統層次的單片機(汽車(chē)電腦)控制時(shí)代之后，已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )化時(shí)代，并向汽車(chē)信息化時(shí)代邁進(jìn)，這是未來(lái)汽車(chē)電子市場(chǎng)的重要發(fā)展趨勢之一。未來(lái)汽車(chē)行業(yè)的革新變化必然是汽車(chē)電子的發(fā)展變化，現在的汽車(chē)都會(huì )有幾十個(gè)電子控制單元(ECU)，ECU從安全性、穩定性到娛樂(lè )系統，管理著(zhù)汽車(chē)中的各項功能，這將對復雜的定時(shí)和信號完整性問(wèn)題提出挑戰。另外，先進(jìn)的電子技術(shù)和車(chē)載網(wǎng)絡(luò )技術(shù)將會(huì )獲得廣泛的應用，車(chē)上會(huì )具備分布式、網(wǎng)絡(luò )化的電子控制系統，整車(chē)電氣系統被連成一個(gè)多ECU、多節點(diǎn)的有機的整體，同時(shí)具備更加完善的性能。

　　在未來(lái)幾年里，如下領(lǐng)域預計將推動(dòng)汽車(chē)電子的增長(cháng)和技術(shù)創(chuàng )新，這些領(lǐng)域包括：減少排放和提高發(fā)動(dòng)機效率;傳統的機械系統向電子控制過(guò)渡以提高安全性和減少功耗;增強個(gè)性化功能，如導航和通信系統;方便性和舒適性的日益增長(cháng)的需求。此外, 新興國家對汽車(chē)日益增長(cháng)的需求也會(huì )促進(jìn)汽車(chē)電子市場(chǎng)的增長(cháng)。為滿(mǎn)足這些需求，一些新的技術(shù)和方法也應運而生，比如線(xiàn)控技術(shù)、汽車(chē)巡航控制系統、成員感知系統、移動(dòng)多媒體系統和電氣系統電壓升級等。在安全性方面的主動(dòng)安全系統如TPMS，ADAS等應用;動(dòng)力性方面的啟動(dòng)—停止系統和混動(dòng)電動(dòng)市場(chǎng);舒適性方面的AFS，LED，PDC等應用系統推廣;以及在經(jīng)濟性方面的節油減排技術(shù)如驅動(dòng)部件電子化，電機驅動(dòng)等應用都是的主流應用和技術(shù)趨勢，正在和將要推動(dòng)市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　在動(dòng)力系統方面，由于人們需要能耗低、效率更高的汽車(chē)，動(dòng)力系統變得更加復雜。所以混合汽車(chē)的研制、更高效的傳動(dòng)系統和電動(dòng)轉向(EPS)等新技術(shù)也會(huì )被廣泛應用。

　　TPMS 和RFID 系統在汽車(chē)內部安全和防盜系統、車(chē)聯(lián)網(wǎng)中的采用，提出了開(kāi)發(fā)和測量實(shí)時(shí)RF系統的需求，而更多汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)如MOST的應用，又豐富了汽車(chē)的功能和新技術(shù)的體驗。在汽車(chē)總線(xiàn)、網(wǎng)絡(luò )、新能源動(dòng)力系統、數字射頻及分析等方面都將是汽車(chē)電子市場(chǎng)的主要增長(cháng)點(diǎn)。

　　中國作為全球汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)第一大國，這個(gè)市場(chǎng)已經(jīng)成為汽車(chē)電子競爭的最關(guān)鍵戰場(chǎng)，2012年到2017年，中國汽車(chē)電子市場(chǎng)的復合增長(cháng)率高達10.67%，考慮到中國巨大的市場(chǎng)容量，這個(gè)數字是極為驚人的。未來(lái)幾年中國汽車(chē)電子的主要增長(cháng)點(diǎn)來(lái)源于三大領(lǐng)域。

　　首先，重點(diǎn)領(lǐng)域是綠色節能。隨著(zhù)不斷出臺的激勵政策，混合動(dòng)力和電動(dòng)車(chē)會(huì )得到社會(huì )以及消費者越來(lái)越多的關(guān)注，混合動(dòng)力車(chē)和電動(dòng)車(chē)的鋰電池技術(shù)必然有所突破，這時(shí)如何有效地監控鋰電池使用情況，并保護汽車(chē)的運行系統就變得非常重要。針對這一應用ADI開(kāi)發(fā)了相應的鋰電池管理和隔離芯片。另外，在各項政策和規范的推動(dòng)下，整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈必將提高對燃油經(jīng)濟性和降低排放的重視和投入。ADI在動(dòng)力總成中的傳感器和傳感器接口產(chǎn)品以及方案將大有用武之地。

　　同時(shí)，消費者的安全意識也在不斷提高，汽車(chē)的安全應用是我們的另一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，比如安全氣囊和電子車(chē)身穩定系統，以及對于基于雷達、視覺(jué)信號處理的高級駕駛員輔助系統、更精確的MEMS加速度計和陀螺儀等高性能數字信號處理器的需求不斷升級。

　　最后，消費者對汽車(chē)的娛樂(lè )性和舒適性也越來(lái)越重視，汽車(chē)不僅要有強大的動(dòng)力和安全性，還需要有如同家庭影院般的音視頻享受，因此會(huì )帶動(dòng)為汽車(chē)音頻系統提供單芯片高保真音頻解碼、均衡和濾波的高性能轉換器(ADC、DAC)和數字信號處理器(DSP)等汽車(chē)電子市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。另外，為了進(jìn)一步提高行車(chē)舒適性和安全性，車(chē)廂主動(dòng)降噪技術(shù)正在被各大車(chē)廠(chǎng)關(guān)注和開(kāi)發(fā)。

　　動(dòng)力總成與安全

　　動(dòng)力系統和安全，是傳統汽車(chē)一直強調的地方，也是汽車(chē)電子最早期應用的重點(diǎn)市場(chǎng)，近年來(lái)，汽車(chē)的動(dòng)力系統要求燃油效率越來(lái)越高，而安全方面，輔助駕駛系統以及主動(dòng)安全系統都是汽車(chē)電子在汽車(chē)中應用的熱點(diǎn)應用。

　　消費者從最初對汽車(chē)的基本代步功能需求已經(jīng)逐漸轉向對安全等更高層次的需求。第三方公司的調研報告顯示，安全類(lèi)汽車(chē)半導體部件的增長(cháng)速度在汽車(chē)電子里是位于前列的。主動(dòng)安全系統方面，目前已廣泛采用的汽車(chē)電子主動(dòng)安全技術(shù)主要有自動(dòng)防抱死剎車(chē)系統(ABS)、電子剎車(chē)輔助系統(EBA)、電子制動(dòng)力分配裝置(EBD)、驅動(dòng)防滑系統(ASR)、電子穩定控制(ESC)、防翻滾以及翻滾檢測(Rollover / Roll Stability)、自適應巡航控制裝置(ACC)和高級駕駛輔助系統(ADAS)等。

　　已經(jīng)發(fā)生的趨勢是，TPMS和ESC系統的裝車(chē)率在快速上升，同時(shí)標配ESC系統的車(chē)型也在不斷增多。由此帶來(lái)的電子系統數量和規模在不斷擴充，尤其需要更多的MEMS傳感器來(lái)感測碰撞的不同部位以及車(chē)身姿態(tài)。同時(shí)，多種傳感器的融合，來(lái)降低系統復雜度和系統成本，也是另一個(gè)趨勢。在輔助駕駛領(lǐng)域，ENCAP已經(jīng)引入了相應系統的加分項，國內標準也在快速跟上。這個(gè)領(lǐng)域將帶來(lái)雷達、視覺(jué)信號處理芯片的又一增長(cháng)驅動(dòng)。而著(zhù)眼于未來(lái)的話(huà)，高級駕駛輔助系統(ADAS)將會(huì )是未來(lái)兩三年汽車(chē)電子市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)，將帶來(lái)高性能DSP、視頻轉換器、視頻放大器等芯片的需求增長(cháng)。隨著(zhù)平臺和解決方案成本的下降，ADAS系統的配備已經(jīng)從高端車(chē)型向中端甚至入門(mén)級車(chē)型中快速滲透。

　　飛思卡爾汽車(chē)電子高級市場(chǎng)經(jīng)理康曉敦認為，在動(dòng)力總成方面，汽油機直噴會(huì )有更多車(chē)廠(chǎng)所采用;同時(shí)采用起停系統的發(fā)動(dòng)機也會(huì )進(jìn)一步增多。這樣會(huì )使發(fā)動(dòng)機在進(jìn)一步減少廢氣排放的同時(shí)，兼顧節能的要求。動(dòng)力總成系統對MCU定時(shí)器方面的要求非常高。我們會(huì )在加強飛思卡爾傳統eTPU的基礎上，增加更多的定時(shí)器系統種類(lèi)，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。另外，除了MCU之外，針對一些先進(jìn)的控制技術(shù)，飛思卡爾也會(huì )有相應的智能模擬器件和傳感器不斷推出，比如用于汽油機直噴系統的控制芯片等。在安全性方面，基于77GHz雷達的主動(dòng)安全系統及基于汽車(chē)以太網(wǎng)技術(shù)的ADAS系統(如前視、后視及360度環(huán)視系統等)將逐漸為汽車(chē)電子業(yè)界帶來(lái)更先進(jìn)的汽車(chē)安全性能，再加上與其配套的32位多核MCU，可以極大地提高主動(dòng)安全系統的穩定性和準確性。在車(chē)身電子方面，分布式控制的進(jìn)一步發(fā)展會(huì )提升整車(chē)的舒適性能，當然網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的增加也勢必要求集成化程度更高的產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò )處理能力更高的MCU。

　　英飛凌微處理器在全球汽車(chē)動(dòng)力總成的應用中應用極為廣泛，英飛凌科技(中國)有限公司汽車(chē)電子-中國區市場(chǎng)部總監杜曦介紹，應對未來(lái)市場(chǎng)對發(fā)動(dòng)機控制系統的嚴格要求，對于微處理器的運算能力、實(shí)時(shí)能力、存儲空間及功能安全都提出了新的挑戰。主動(dòng)安全無(wú)疑汽車(chē)安全的發(fā)展主流方向，其中會(huì )包含如圖像，雷達波信號輸入及處理，從2D或3D等等，諸如此類(lèi)的技術(shù)層次不窮，百花斗艷。從半導體和電子系統來(lái)看，要進(jìn)一步提升主動(dòng)安全系統的穩定性和準確性，首先要有高性能的微處理器，包括多核架構微處理器。比如一個(gè)核處理系統正常運作，一個(gè)核處理圖像或雷達掃描的信號，還得有一個(gè)核隨時(shí)監控系統狀態(tài)等。英飛凌新一代的32位多核架構微處理器，為客戶(hù)的汽車(chē)電子應用包括發(fā)動(dòng)機的準確，精確和安全控制提供必要的基礎部件支持。配合動(dòng)力總成的應用，在功率器件上也會(huì )推出功能強大的系統芯片、電機預驅芯片等一系列產(chǎn)品以滿(mǎn)足市場(chǎng)的應用需求?！　?/p>