節能減排、新能源車(chē)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)方面的最近動(dòng)向

　　一、節能減排

　　*半導體實(shí)現方案

　　中國的節能減排發(fā)展是最具有挑戰性的。根據中國發(fā)布的《乘用車(chē)燃料消耗量限值》規定，到2015年中國生產(chǎn)的乘用車(chē)平均燃料消耗量要降至6.9升/百公里，2020年要進(jìn)一步降至5.0升/百公里。

　　歐洲現在已經(jīng)達到了排放二氧化碳130克/公里，即6.9升/百公里的排放標準。歐洲的趨勢是，除了一些非常大的像渦輪增壓等之外，現在已經(jīng)開(kāi)始偏向于更小一些的節能減排的功能，比如EPS(電動(dòng)轉向系統)、胎壓監控或者是啟停，這三個(gè)功能已經(jīng)在歐洲的車(chē)輛上得到真正的實(shí)施，并已達到了很高的比率。

　　現在在傳統的汽車(chē)領(lǐng)域，有很多小型的電機，這些電機的電氣化或者是電子管理是將來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(圖1)?，F在中等車(chē)型中，每輛車(chē)里大概有20個(gè)小型的電機是電控的，之前這些電機主要是由皮帶傳送的。水泵和真空泵也將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢。

　　圖1 電機電氣化的市場(chǎng)預測

　　從機械化轉到電氣化，半導體是必不可缺的。汽車(chē)里的小型電機的電氣化及一些功能的組合，能夠更好地減小外形和更好地控制整車(chē)的布局。為此，英飛凌為小型電機控制提供了一套系統解決方案，包括模擬芯片、單片機和功率器件。另外，英飛凌還提供一些監控和診斷功能，能夠讓電機的控制更智能化和安全。例如，英飛凌基于32位ARM架構的TLE987x系列，集成了傳統的4個(gè)芯片功能——LIN、LDO、單片機、柵極驅動(dòng)器，不僅減小了特征尺寸，還節省了成本，另外，在芯片里還增加了監控和診斷等功能。

　　有助于降低二氧化碳排放的技術(shù)有直噴、發(fā)動(dòng)機小型化，包括7、8、9速多速傳動(dòng)，還有電源管理、熱管理等，最后一點(diǎn)是減少摩擦，例如輪胎的摩擦或者是發(fā)動(dòng)機和其他部件的摩擦，都是可以幫助降低二氧化碳排放的新技術(shù)。

　　為了達到2020年排放的目標，除了傳統概念上的降低二氧化碳排放技術(shù)之外，歐洲的一個(gè)方法是將排放量標準根據不同車(chē)型分成三檔：小型、中型和大型車(chē)。小型車(chē)平均需要達到90克/公里，中型車(chē)需要達到100克/公里左右，大型豪華車(chē)可能要達到130克/公里，這樣平均可以達到2020年的排放標準。

　　在歐洲除了電動(dòng)車(chē)之外，在傳統的柴油機和相對小型一點(diǎn)的車(chē)上加載48V的啟停系統，而對于相對大一些的車(chē)型，在歐洲，插電式混動(dòng)是車(chē)廠(chǎng)比較傾向的一種方案。

　　從全球的趨勢看，美國和日本更傾向于柴油混合方案，可能中國的方案更接近于歐洲。

　　從英飛凌的角度，其功率器件是可以供應到從最簡(jiǎn)單的弱混，比如12V或者是48V系統，到中混、強混、純電動(dòng)，不管是從MOSFET到模塊，英飛凌可以針對任何功率和任何用途提供相關(guān)的產(chǎn)品和解決方案。

　　如果談到動(dòng)力系統的電氣化，即混動(dòng)汽車(chē)，最令人矚目的就是在車(chē)里的半導體的分量。傳統車(chē)平均每輛車(chē)中的半導體總量約是300美元的標準，如果是混動(dòng)或者是純電動(dòng)汽車(chē)，要超過(guò)600美元的電子器件的含量，即增長(cháng)了一倍以上(圖2)。

　　圖2 2015年每輛汽車(chē)的半導體元器件成本(美元)

　　各國政府均有自己的傾向性，比如美國及歐洲廠(chǎng)家偏好使用燃料電池?，F在燃料電池是一個(gè)比較新的話(huà)題。

　　對于半導體廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，要想真正讓整個(gè)電動(dòng)車(chē)系統能夠達到最高效、安全，直接和車(chē)廠(chǎng)或一級供應商合作進(jìn)行系統開(kāi)發(fā)是非常重要的，能夠在前期參與車(chē)廠(chǎng)的設計，跟他們一起做系統開(kāi)發(fā)，才能達到最終高效的電動(dòng)車(chē)的能效和動(dòng)力。

　　*混動(dòng)(HEV)和純電動(dòng)(EV)在中國的前景

　　首先這兩種技術(shù)現在都是可以實(shí)現的。對于消費者來(lái)講，可能有一些價(jià)格因素在里面。之前混動(dòng)車(chē)跟傳統汽車(chē)的價(jià)格差別不是很大，現在電動(dòng)汽車(chē)可能越來(lái)越接近于消費者能夠接受的價(jià)格標準，尤其是政府的補貼，中國政府對純電動(dòng)汽車(chē)和插電式的汽車(chē)給了全球最強有力的政府補貼，現在基本上純電動(dòng)汽車(chē)可能和正常的汽車(chē)價(jià)格相當，甚至更低，這對于消費者來(lái)說(shuō)，是應該是能接受的。

　　從真正車(chē)的技術(shù)實(shí)現來(lái)看，不同的車(chē)型需要不同的技術(shù)。比如一些比較重型的車(chē)，例如卡車(chē)，不是特別適合做純電動(dòng)，可能更多的是用混動(dòng)方式來(lái)實(shí)現，不僅能夠達到節能減排的功效，技術(shù)實(shí)現也是比較實(shí)際的?？赡芟鄬Ρ容^小型或者是輕型的車(chē)去做純電動(dòng)汽車(chē)會(huì )比較好。因此，混動(dòng)和純電動(dòng)會(huì )共存，是需要根據具體的情況來(lái)決定采用哪種更合適。

　　關(guān)于新能源車(chē)，首先從電池整個(gè)的技術(shù)發(fā)展來(lái)看，電動(dòng)車(chē)前幾年最大的問(wèn)題是電池技術(shù)。隨著(zhù)這幾年電池技術(shù)的發(fā)展，基本上已經(jīng)達到了比較高功效的狀態(tài)。預計真正電動(dòng)車(chē)能夠和傳統汽車(chē)達到一樣的功效或者是更好的功效，差不多是250美元/千瓦小時(shí)，現在基本上車(chē)廠(chǎng)所用的電池技術(shù)已經(jīng)達到了，或者馬上就可以達到了。之后，如果電池科技能夠做得更好，應該是更高效、省錢(qián)的方式。針對于全球，尤其是中國最有挑戰性的體系支持，是充電樁的支持，這其實(shí)是目前最大的瓶頸。

　　要解決這個(gè)問(wèn)題，首先中國政府已經(jīng)有很強有力的措施，不只是去補貼，而且去做充電樁和充電站的規劃。另外，從汽車(chē)行業(yè)來(lái)講，需要達到更長(cháng)的充電里程。如果能夠達到400公里，或者更長(cháng)的充電里程，就會(huì )滿(mǎn)足消費者的需求，這也是整個(gè)電動(dòng)車(chē)的技術(shù)發(fā)展方向。

                                          　二、自動(dòng)駕駛

　　自動(dòng)駕駛不是一蹴而就的，比如常見(jiàn)的倒車(chē)影像，或者現在比較熱門(mén)的自動(dòng)泊車(chē)等功能已經(jīng)在車(chē)上實(shí)現了，可能后續會(huì )看到緊急的自動(dòng)制動(dòng)和物體檢測功能，甚至是一些環(huán)繞式的輔助功能。通過(guò)輔助駕駛功能的一一實(shí)現，才可以使自動(dòng)駕駛的最終目標實(shí)現。

　　為了實(shí)現這些功能，半導體產(chǎn)品起到了一個(gè)核心的作用。歐洲現在有最新的歐洲五星評級標準，需要車(chē)廠(chǎng)能夠達到緊急自動(dòng)制動(dòng)的功能，能夠幫助保護路邊的行人，甚至路邊的物體。

　　為了達到緊急制動(dòng)的功能，需要一個(gè)遠程的車(chē)距警告，根據第三方的數據，市場(chǎng)對這方面的功能還是非常樂(lè )觀(guān)的。據Strategy Analytics對2011年及2012年的預測，對遠程車(chē)距警告的需求每年都有一個(gè)非?？斓脑鲩L(cháng)(圖3)。從2011年到2012年，他們也對數據做了很大的調整，把最終的量調高了很多。

圖3 車(chē)距警告系統市場(chǎng)預測

　　為了實(shí)現這方面的功能，英飛凌很早就投入了相應的技術(shù)研發(fā)，英飛凌是首家推出高性能的77GHz雷達產(chǎn)品的半導體供應商。

　　前述的小型電機的電氣化，從水泵、油泵和真空泵，包括車(chē)身上的雨刷、天窗和一些車(chē)窗的控制，由原來(lái)的機械控制到現在變成了電氣化的自動(dòng)控制。而動(dòng)力總成的傳動(dòng)系統，現在更多地也在轉向自動(dòng)功能，英飛凌認為這些方面是后續市場(chǎng)上比較快速發(fā)展的方向。

　　LED燈的安全性也是很重要的，包括車(chē)燈角度的調節和車(chē)燈的亮度，都是為了最終保護駕乘人員和行人的安全，所以能夠整個(gè)LED車(chē)身、車(chē)燈的系統將是保證安全性的一部分。

三、車(chē)聯(lián)網(wǎng)

　　傳統上，汽車(chē)一直是自我封閉的一個(gè)系統，車(chē)是不跟外界交流的。但是最近出現了很多關(guān)于車(chē)聯(lián)網(wǎng)的應用或者是更多的車(chē)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)。作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分，將來(lái)汽車(chē)發(fā)展的方向就是汽車(chē)整個(gè)的系統變成一個(gè)開(kāi)放的系統，從原來(lái)一個(gè)完全封閉的系統到未來(lái)一個(gè)完全開(kāi)放的系統，這個(gè)對汽車(chē)整個(gè)系統的設計是有很大的變化和影響的。

　　目前車(chē)聯(lián)網(wǎng)沒(méi)有一個(gè)非常統一的標準，現在有關(guān)車(chē)聯(lián)網(wǎng)研發(fā)的標準是沿用現在消費類(lèi)電子的研發(fā)標準，比如藍牙現有功能的定義。這里面的安全或者是安防的風(fēng)險是很大的，因為現在已經(jīng)把整個(gè)系統變成了全開(kāi)放的系統。因為每一個(gè)功能，不管是連到互聯(lián)網(wǎng)上，或者是一些信息的傳輸，都會(huì )有黑客進(jìn)攻的風(fēng)險。

　　其實(shí)安防不是一個(gè)簡(jiǎn)單的概念，不是在現代的汽車(chē)里加一個(gè)加密的芯片就可以完成安防的功能。這必須是從整個(gè)汽車(chē)的系統架構和設計概念開(kāi)始的。圖4是英飛凌的一些安防建議。首先從整個(gè)系統里去分析哪些方面或者是哪些數據可能會(huì )遭到黑客的襲擊。通過(guò)這些分析，能夠有一些軟件到硬件的解決方案，把這些解決方案包括進(jìn)整個(gè)系統的設計，但是也必須要有一些安全的驗證，能夠確認這個(gè)安防的功能是可以切實(shí)地預防黑客襲擊的，把所有的功能和解決方案的驗證都放到整個(gè)系統設計里，最終才能達到一個(gè)安全保護的功能。也不是說(shuō)車(chē)上的每一個(gè)功能都需要安全，但是必須去做整個(gè)系統的分析和驗證，才能達到最終的目的。

圖4 需要考慮安防的部分

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，還是從汽車(chē)最基本的架構開(kāi)始分析。從發(fā)動(dòng)機的控制系統到安全氣囊的一些安全的功能，到車(chē)上的舒適性功能，包括最終的車(chē)內駕駛員信息處理的功能都需要安全性的保障。帶星星的部分是必須有一些安防的功能加以保護的。例如，大家在動(dòng)作片里看到了我在開(kāi)車(chē)，我想往左拐，但是有通過(guò)遠程控制把我的方向盤(pán)往右轉了，車(chē)就會(huì )撞到一堵墻上了，這種功能都是將來(lái)車(chē)變成開(kāi)放系統可能會(huì )遭到黑客襲擊的一些方面。

　　從發(fā)動(dòng)機和安全的管理系統開(kāi)始，英飛凌可以通過(guò)單片機來(lái)做一些加密的軟件和硬件的工作，能夠達到安全保護，保護信息的傳輸和下載，英飛凌安全智能卡事業(yè)部也有相關(guān)的產(chǎn)品，可以達到信息的上傳下載和加密，在信息、娛樂(lè )系統和車(chē)聯(lián)網(wǎng)整個(gè)系統內部的安防和安保等方面，英飛凌也有相關(guān)的芯片。

　　現在全球平均每一輛車(chē)里會(huì )有70~80個(gè)單片機，分析具體的功能，根據它們的安全等級，需要有不同的加密或者是安防的措施，針對于每一個(gè)控制器的功能和策略來(lái)選擇對它的應對方式。

　　汽車(chē)芯片的經(jīng)濟性

　　今天，汽車(chē)行業(yè)對空間的限制不是太多，畢竟芯片很小，但是在一些特定的場(chǎng)合下是有空間的要求的，因此SoC一體化芯片還是有它的作用的。例如多核的單片機(三核或者五核的單片機)。在某些情況下，存儲功能和單片機功能的整合具有成本優(yōu)勢。

　　從整個(gè)經(jīng)濟效益來(lái)看，從數量到成本，或者是價(jià)格來(lái)看，汽車(chē)和消費電子行業(yè)是不同的。例如，今年全球新增了1800萬(wàn)輛車(chē)，但是車(chē)有不同的類(lèi)型，高壓、低壓、中壓等不同的要求。其實(shí)，針對于這1800萬(wàn)輛車(chē)，很多情況下，整個(gè)投入和產(chǎn)出是不能成正比的。但是，手機為什么可以?因為整個(gè)手機產(chǎn)業(yè)可能有十億部手機，二者的量的基礎是不一樣的，十億部手機是用同樣的技術(shù)，如果你做一款芯片，它的量足夠大，能夠支撐它去做這樣的業(yè)務(wù)。而1800萬(wàn)輛車(chē)，最后分析下來(lái)有一半或者是有多少能夠支持這種集成式的方案，但是最終設計的投入和最終產(chǎn)品的價(jià)格是不能有一個(gè)合理的回報的。所以因為汽車(chē)和手機的基礎量不一樣，汽車(chē)不一定能夠支持最終的集成方案的實(shí)現。

　　*注：本文根據講演者錄音整理，對部分內容有刪節。