電子化開(kāi)啟汽車新概念時(shí)代

　　摘要：通過(guò)探討新一代汽車電子滿足消費(fèi)者對(duì)汽車在安全、舒適與節(jié)能三個(gè)方面的要求方面的具體技術(shù)發(fā)展，構(gòu)畫(huà)出全新的汽車功能的未來(lái)。

　　作為工業(yè)化時(shí)代的標(biāo)志性產(chǎn)品，汽車逐漸成為人們生活中的必需品，而伴隨著數(shù)字時(shí)代的深化，電子技術(shù)的全面應(yīng)用，在某些程度上完全顛覆了汽車這個(gè)產(chǎn)品的舊有概念，將汽車引入一個(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(jié)能高效，這是汽車工業(yè)不斷的追求，更是電子產(chǎn)品在汽車中應(yīng)用的最大推動(dòng)力，可以說(shuō)，未來(lái)汽車在這三方面技術(shù)上的提升，絕大多數(shù)都會(huì)依賴于電子技術(shù)的進(jìn)步與應(yīng)用。

　　蓬勃發(fā)展的車用半導(dǎo)體

　　雖然經(jīng)過(guò)前幾年的經(jīng)濟(jì)危機(jī)之后，全球汽車總產(chǎn)量并沒(méi)有太明顯的增長(zhǎng)，但并不影響汽車電子市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，這主要得益于電子產(chǎn)品在整車中所采用的數(shù)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(guī)模來(lái)看，汽車用半導(dǎo)體2012年的整體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到224億美元，并且還會(huì)快速增長(zhǎng)。據(jù)估計(jì)，2011年-2019年間，單車半導(dǎo)體用量的價(jià)值將從267美元增加到330美元，這促使車用半導(dǎo)體的總體市場(chǎng)復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)7.3%，不僅遠(yuǎn)高于汽車產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)，也高于半導(dǎo)體市場(chǎng)的平均增長(zhǎng)率，這也讓眾多半導(dǎo)體廠商紛紛將汽車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(dǎo)體的應(yīng)用讓汽車電子有了完全不同的含義。汽車電子技術(shù)在經(jīng)歷了零部件層次的汽車電器時(shí)代、子系統(tǒng)層次的單片機(jī)(汽車電腦)控制時(shí)代之后，已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入汽車網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，并向汽車信息化時(shí)代邁進(jìn)，這是未來(lái)汽車電子市場(chǎng)的重要發(fā)展趨勢(shì)之一。未來(lái)汽車行業(yè)的革新變化必然是汽車電子的發(fā)展變化，現(xiàn)在的汽車都會(huì)有幾十個(gè)電子控制單元(ECU)，ECU從安全性、穩(wěn)定性到娛樂(lè)系統(tǒng)，管理著汽車中的各項(xiàng)功能，這將對(duì)復(fù)雜的定時(shí)和信號(hào)完整性問(wèn)題提出挑戰(zhàn)。另外，先進(jìn)的電子技術(shù)和車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會(huì)獲得廣泛的應(yīng)用，車上會(huì)具備分布式、網(wǎng)絡(luò)化的電子控制系統(tǒng)，整車電氣系統(tǒng)被連成一個(gè)多ECU、多節(jié)點(diǎn)的有機(jī)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(yù)計(jì)將推動(dòng)汽車電子的增長(zhǎng)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(jī)效率;傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)向電子控制過(guò)渡以提高安全性和減少功耗;增強(qiáng)個(gè)性化功能，如導(dǎo)航和通信系統(tǒng);方便性和舒適性的日益增長(zhǎng)的需求。此外, 新興國(guó)家對(duì)汽車日益增長(zhǎng)的需求也會(huì)促進(jìn)汽車電子市場(chǎng)的增長(zhǎng)。為滿足這些需求，一些新的技術(shù)和方法也應(yīng)運(yùn)而生，比如線控技術(shù)、汽車巡航控制系統(tǒng)、成員感知系統(tǒng)、移動(dòng)多媒體系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)電壓升級(jí)等。在安全性方面的主動(dòng)安全系統(tǒng)如TPMS，ADAS等應(yīng)用;動(dòng)力性方面的啟動(dòng)—停止系統(tǒng)和混動(dòng)電動(dòng)市場(chǎng);舒適性方面的AFS，LED，PDC等應(yīng)用系統(tǒng)推廣;以及在經(jīng)濟(jì)性方面的節(jié)油減排技術(shù)如驅(qū)動(dòng)部件電子化，電機(jī)驅(qū)動(dòng)等應(yīng)用都是的主流應(yīng)用和技術(shù)趨勢(shì)，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(tǒng)方面，由于人們需要能耗低、效率更高的汽車，動(dòng)力系統(tǒng)變得更加復(fù)雜。所以混合汽車的研制、更高效的傳動(dòng)系統(tǒng)和電動(dòng)轉(zhuǎn)向(EPS)等新技術(shù)也會(huì)被廣泛應(yīng)用。

　　TPMS 和RFID 系統(tǒng)在汽車內(nèi)部安全和防盜系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)中的采用，提出了開(kāi)發(fā)和測(cè)量實(shí)時(shí)RF系統(tǒng)的需求，而更多汽車網(wǎng)絡(luò)總線如MOST的應(yīng)用，又豐富了汽車的功能和新技術(shù)的體驗(yàn)。在汽車總線、網(wǎng)絡(luò)、新能源動(dòng)力系統(tǒng)、數(shù)字射頻及分析等方面都將是汽車電子市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)。

　　中國(guó)作為全球汽車產(chǎn)銷第一大國(guó)，這個(gè)市場(chǎng)已經(jīng)成為汽車電子競(jìng)爭(zhēng)的最關(guān)鍵戰(zhàn)場(chǎng)，2012年到2017年，中國(guó)汽車電子市場(chǎng)的復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)10.67%，考慮到中國(guó)巨大的市場(chǎng)容量，這個(gè)數(shù)字是極為驚人的。未來(lái)幾年中國(guó)汽車電子的主要增長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)源于三大領(lǐng)域。

　　首先，重點(diǎn)領(lǐng)域是綠色節(jié)能。隨著不斷出臺(tái)的激勵(lì)政策，混合動(dòng)力和電動(dòng)車會(huì)得到社會(huì)以及消費(fèi)者越來(lái)越多的關(guān)注，混合動(dòng)力車和電動(dòng)車的鋰電池技術(shù)必然有所突破，這時(shí)如何有效地監(jiān)控鋰電池使用情況，并保護(hù)汽車的運(yùn)行系統(tǒng)就變得非常重要。針對(duì)這一應(yīng)用ADI開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的鋰電池管理和隔離芯片。另外，在各項(xiàng)政策和規(guī)范的推動(dòng)下，整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)鏈必將提高對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)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(fèi)者的安全意識(shí)也在不斷提高，汽車的安全應(yīng)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身穩(wěn)定系統(tǒng)，以及對(duì)于基于雷達(dá)、視覺(jué)信號(hào)處理的高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)、更精確的MEMS加速度計(jì)和陀螺儀等高性能數(shù)字信號(hào)處理器的需求不斷升級(jí)。

　　最后，消費(fèi)者對(duì)汽車的娛樂(lè)性和舒適性也越來(lái)越重視，汽車不僅要有強(qiáng)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)為汽車音頻系統(tǒng)提供單芯片高保真音頻解碼、均衡和濾波的高性能轉(zhuǎn)換器(ADC、DAC)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等汽車電子市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。另外，為了進(jìn)一步提高行車舒適性和安全性，車廂主動(dòng)降噪技術(shù)正在被各大車廠關(guān)注和開(kāi)發(fā)。

　　動(dòng)力總成與安全

　　動(dòng)力系統(tǒng)和安全，是傳統(tǒng)汽車一直強(qiáng)調(diào)的地方，也是汽車電子最早期應(yīng)用的重點(diǎn)市場(chǎng)，近年來(lái)，汽車的動(dòng)力系統(tǒng)要求燃油效率越來(lái)越高，而安全方面，輔助駕駛系統(tǒng)以及主動(dòng)安全系統(tǒng)都是汽車電子在汽車中應(yīng)用的熱點(diǎn)應(yīng)用。

　　消費(fèi)者從最初對(duì)汽車的基本代步功能需求已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向?qū)Π踩雀邔哟蔚男枨?。第三方公司的調(diào)研報(bào)告顯示，安全類汽車半導(dǎo)體部件的增長(zhǎng)速度在汽車電子里是位于前列的。主動(dòng)安全系統(tǒng)方面，目前已廣泛采用的汽車電子主動(dòng)安全技術(shù)主要有自動(dòng)防抱死剎車系統(tǒng)(ABS)、電子剎車輔助系統(tǒng)(EBA)、電子制動(dòng)力分配裝置(EBD)、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)、電子穩(wěn)定控制(ESC)、防翻滾以及翻滾檢測(cè)(Rollover / Roll Stability)、自適應(yīng)巡航控制裝置(ACC)和高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)等。

　　已經(jīng)發(fā)生的趨勢(shì)是，TPMS和ESC系統(tǒng)的裝車率在快速上升，同時(shí)標(biāo)配ESC系統(tǒng)的車型也在不斷增多。由此帶來(lái)的電子系統(tǒng)數(shù)量和規(guī)模在不斷擴(kuò)充，尤其需要更多的MEMS傳感器來(lái)感測(cè)碰撞的不同部位以及車身姿態(tài)。同時(shí)，多種傳感器的融合，來(lái)降低系統(tǒng)復(fù)雜度和系統(tǒng)成本，也是另一個(gè)趨勢(shì)。在輔助駕駛領(lǐng)域，ENCAP已經(jīng)引入了相應(yīng)系統(tǒng)的加分項(xiàng)，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)也在快速跟上。這個(gè)領(lǐng)域?qū)?lái)雷達(dá)、視覺(jué)信號(hào)處理芯片的又一增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)。而著眼于未來(lái)的話，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)將會(huì)是未來(lái)兩三年汽車電子市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)，將帶來(lái)高性能DSP、視頻轉(zhuǎn)換器、視頻放大器等芯片的需求增長(zhǎng)。隨著平臺(tái)和解決方案成本的下降，ADAS系統(tǒng)的配備已經(jīng)從高端車型向中端甚至入門(mén)級(jí)車型中快速滲透。

　　飛思卡爾汽車電子高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理康曉敦認(rèn)為，在動(dòng)力總成方面，汽油機(jī)直噴會(huì)有更多車廠所采用;同時(shí)采用起停系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)進(jìn)一步增多。這樣會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)一步減少?gòu)U氣排放的同時(shí)，兼顧節(jié)能的要求。動(dòng)力總成系統(tǒng)對(duì)MCU定時(shí)器方面的要求非常高。我們會(huì)在加強(qiáng)飛思卡爾傳統(tǒng)eTPU的基礎(chǔ)上，增加更多的定時(shí)器系統(tǒng)種類，以滿足不同用戶的需求。另外，除了MCU之外，針對(duì)一些先進(jìn)的控制技術(shù)，飛思卡爾也會(huì)有相應(yīng)的智能模擬器件和傳感器不斷推出，比如用于汽油機(jī)直噴系統(tǒng)的控制芯片等。在安全性方面，基于77GHz雷達(dá)的主動(dòng)安全系統(tǒng)及基于汽車以太網(wǎng)技術(shù)的ADAS系統(tǒng)(如前視、后視及360度環(huán)視系統(tǒng)等)將逐漸為汽車電子業(yè)界帶來(lái)更先進(jìn)的汽車安全性能，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(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。在車身電子方面，分布式控制的進(jìn)一步發(fā)展會(huì)提升整車的舒適性能，當(dāng)然網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加也勢(shì)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動(dòng)力總成的應(yīng)用中應(yīng)用極為廣泛，英飛凌科技(中國(guó))有限公司汽車電子-中國(guó)區(qū)市場(chǎng)部總監(jiān)杜曦介紹，應(yīng)對(duì)未來(lái)市場(chǎng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的嚴(yán)格要求，對(duì)于微處理器的運(yùn)算能力、實(shí)時(shí)能力、存儲(chǔ)空間及功能安全都提出了新的挑戰(zhàn)。主動(dòng)安全無(wú)疑汽車安全的發(fā)展主流方向，其中會(huì)包含如圖像，雷達(dá)波信號(hào)輸入及處理，從2D或3D等等，諸如此類的技術(shù)層次不窮，百花斗艷。從半導(dǎo)體和電子系統(tǒng)來(lái)看，要進(jìn)一步提升主動(dòng)安全系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，首先要有高性能的微處理器，包括多核架構(gòu)微處理器。比如一個(gè)核處理系統(tǒng)正常運(yùn)作，一個(gè)核處理圖像或雷達(dá)掃描的信號(hào)，還得有一個(gè)核隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)等。英飛凌新一代的32位多核架構(gòu)微處理器，為客戶的汽車電子應(yīng)用包括發(fā)動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)確，精確和安全控制提供必要的基礎(chǔ)部件支持。配合動(dòng)力總成的應(yīng)用，在功率器件上也會(huì)推出功能強(qiáng)大的系統(tǒng)芯片、電機(jī)預(yù)驅(qū)芯片等一系列產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)的應(yīng)用需求?！　?/p>