汽車(chē)電子組件：一個(gè)正在發(fā)展的世界(下)

汽車(chē)中增長(zhǎng)最迅速的應(yīng)用：

車(chē)載信息服務(wù)

　　汽車(chē)行業(yè)中增長(zhǎng)速度最快的市場(chǎng)(特別是在西歐國(guó)家)是用于安全、導(dǎo)航、信息和娛樂(lè)的車(chē)載信息服務(wù)電子產(chǎn)品。據(jù)市場(chǎng)研究公司Strategy Analytics稱(chēng)，整個(gè)汽車(chē)車(chē)載信息服務(wù)市場(chǎng)2008年的銷(xiāo)售收入將達(dá)到37億美元，預(yù)計(jì)2009年的銷(xiāo)售收入將達(dá)到45億美元。將近85%的歐洲車(chē)載信息服務(wù)市場(chǎng)(包括終端、組件和服務(wù))集中在五個(gè)國(guó)家：德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、意大利和西班牙。推動(dòng)車(chē)載信息服務(wù)解決方案在歐洲的應(yīng)用的一個(gè)重要因素是更嚴(yán)格的安全規(guī)定禁止在汽車(chē)中使用手機(jī)(沒(méi)有免提配件的)。而且，由于交通阻塞，歐洲人平均每年花費(fèi)在汽車(chē)中的時(shí)間達(dá)275小時(shí)。這種狀況在中國(guó)沒(méi)有太大的區(qū)別。中國(guó)的交通擁擠狀況正在增長(zhǎng)。因此，人們?nèi)粘Ｐ枰耐ㄐ拧@取信息、娛樂(lè)和舒適等功能都將逐漸地在汽車(chē)內(nèi)完成。

　　據(jù)市場(chǎng)研究公司iSuppli稱(chēng)，收音機(jī)和CD光驅(qū)等傳統(tǒng)的企業(yè)娛樂(lè)系統(tǒng)正在被支持可下載內(nèi)容的便攜式數(shù)字設(shè)備所取代。為了適應(yīng)這種趨勢(shì)，汽車(chē)廠(chǎng)商正在設(shè)法安裝連接功能，把傳統(tǒng)的內(nèi)置汽車(chē)收音機(jī)與手機(jī)、MP3播放機(jī)、GPS設(shè)備和其它便攜式媒體平臺(tái)等下一代移動(dòng)消費(fèi)者產(chǎn)品連接在一起。


圖1 汽車(chē)中增長(zhǎng)最快的部分，尤其是在西歐國(guó)家，是用于安全、導(dǎo)航、信息娛樂(lè)的Telematics

　　除了允許免提電話(huà)和把便攜式消費(fèi)者設(shè)備與汽車(chē)內(nèi)的車(chē)載信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)連接在一起之外，車(chē)載信息服務(wù)平臺(tái)還能夠?qū)崿F(xiàn)互連網(wǎng)和電子郵件接入、GPS導(dǎo)航、隨需應(yīng)變的Web服務(wù)，如有關(guān)交通的信息、實(shí)時(shí)新聞、付費(fèi)電視、遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)，甚至還有可能用于付費(fèi)和一旦發(fā)生事故時(shí)自動(dòng)撥打急救電話(huà)。

　　車(chē)載信息服務(wù)中最廣泛接受的通信協(xié)議是USB和藍(lán)牙。藍(lán)牙技術(shù)提供的聲音質(zhì)量和免提功能可以避免駕駛員精力分散。至少有20%的事故是由于駕駛員精力分散引起的。在汽車(chē)應(yīng)用中使用的其它無(wú)線(xiàn)技術(shù)還有衛(wèi)星無(wú)線(xiàn)電、蜂窩網(wǎng)絡(luò)(GSM/GPRS)、Wi-Fi、ZigBee、超寬帶和WiMax。后面這些技術(shù)對(duì)于豐富多媒體內(nèi)容的高帶寬傳輸是為長(zhǎng)理想的。由于其靈活性和低成本，ZigBee將越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車(chē)的車(chē)載信息服務(wù)中，在非重要應(yīng)用中取代電纜連線(xiàn)，如汽車(chē)內(nèi)廣播和傳感器控制等。對(duì)于目前的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，WiMAX能夠提供更快的速度和帶寬。在拉斯維加斯舉行的2008年國(guó)際消費(fèi)電子展會(huì)上，寶馬索伯F1車(chē)隊(duì)與英特爾合作推出了一個(gè)演示。在這個(gè)演示中，參觀(guān)者能夠遙控F1汽車(chē)，盡管汽車(chē)位于數(shù)百米遠(yuǎn)的地方。美國(guó)汽車(chē)廠(chǎng)商克萊斯勒最近宣布了一項(xiàng)高級(jí)移動(dòng)WiMAX的進(jìn)展。這項(xiàng)技術(shù)使用一個(gè)800x480像素的觸摸屏，用PC式的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽功能提供GPS導(dǎo)航。

　　據(jù)市場(chǎng)研究公司iSuppli稱(chēng)，在連接需求的推動(dòng)下，2012年整個(gè)汽車(chē)信息市場(chǎng)的規(guī)模將從2006年的383億美元增長(zhǎng)到538億美元。僅便攜式導(dǎo)航設(shè)備的出貨量就將增長(zhǎng)三倍。2012年的便攜式導(dǎo)航設(shè)備出貨量將從2008年的1400萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)到大約4200萬(wàn)臺(tái)，復(fù)合年增長(zhǎng)率大約是7%。最新的汽車(chē)用硬盤(pán)的存儲(chǔ)容量已經(jīng)達(dá)到了40GB以上，可以存儲(chǔ)歌曲和電影等多媒體信息。新的面向連接的信息娛樂(lè)系統(tǒng)的需求為芯片廠(chǎng)商創(chuàng)造了巨大的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。汽車(chē)信息娛樂(lè)應(yīng)用半導(dǎo)體組件市場(chǎng)2012年的銷(xiāo)售收入將從2006年的41億美元增長(zhǎng)到70億美元。芯片廠(chǎng)商的主要挑戰(zhàn)是復(fù)雜性。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化、可伸縮性和互操作性的需求將日益增長(zhǎng)。為了鼓勵(lì)在不損害安全、可靠性和質(zhì)量的情況下普及車(chē)載信息服務(wù)解決方案，減少成本也是至關(guān)重要的。

　　車(chē)載信息服務(wù)功能通常是由一個(gè)控制器管理的。具有中、高水平計(jì)算能力、高帶寬和高內(nèi)存容量的控制器可以管理語(yǔ)音識(shí)別、視頻和軟件定義的廣播等高級(jí)功能。車(chē)載信息服務(wù)一般還需要數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)/復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)。除了車(chē)載信息服務(wù)和信息娛樂(lè)系統(tǒng)之外，安全系統(tǒng)也將產(chǎn)生相當(dāng)多的收入。汽車(chē)安全也是半導(dǎo)體的日益增長(zhǎng)的和穩(wěn)定的市場(chǎng)，其原因也是由于管理規(guī)定的影響。集成在新的汽車(chē)型號(hào)中的高級(jí)安全系統(tǒng)包括車(chē)道偏離警告系統(tǒng)、碰撞避免和行人檢測(cè)系統(tǒng)。這些技術(shù)的實(shí)施對(duì)于提高日益擁擠的道路上的安全是非常重要的。在2006年，美國(guó)、歐洲和日本的道路交通傷亡人數(shù)一共是9.4萬(wàn)人，推出的各種計(jì)劃預(yù)計(jì)將在2010年把道路交通傷亡人數(shù)減少到6.3萬(wàn)人。有數(shù)據(jù)表明，如果駕駛員的反應(yīng)速度快半秒鐘，一半以上的事故就可以避免。在歐洲，三分之一的事故是由于變道或者離開(kāi)車(chē)道造成的。三分之二的事故是由于不注意造成的。

　　行人是最容易受到傷害的。僅在歐洲，與汽車(chē)碰撞行人和自行車(chē)有關(guān)的交通事故就造成了大約9000人死亡和20萬(wàn)人受傷。汽車(chē)安全應(yīng)用的電子系統(tǒng)的一些例子包括防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPAS)、自適應(yīng)巡航控制(ACC)、穩(wěn)定控制和氣囊系統(tǒng)。高端汽車(chē)型號(hào)也采用自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)、盲點(diǎn)監(jiān)視、車(chē)道偏離警告、夜視和駕駛員瞌睡報(bào)警器等高級(jí)功能。汽車(chē)公司正在采用各種總線(xiàn)互連系統(tǒng)以減少連線(xiàn)的復(fù)雜性，從而減輕重量和降低成本，同時(shí)提高燃料的效率。最普通的標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)的J1850、控制器局域網(wǎng)(CAN)和局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)。市場(chǎng)上的大約80%的CAN轉(zhuǎn)發(fā)器和微控制器是用于汽車(chē)應(yīng)用的。

　　向FlexRay等新的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議過(guò)渡將顯著減少耗油量。FlexRay協(xié)議也是實(shí)施x-by-wire技術(shù)的一個(gè)良好的候選者。x-by-wire正在使用處理器驅(qū)動(dòng)的電子控制元件取代液壓和機(jī)械控制系統(tǒng)。Flexray系統(tǒng)目前在某些豪華汽車(chē)中應(yīng)用，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年里將在汽車(chē)行業(yè)普及。此外，以太網(wǎng)和面向媒體系統(tǒng)傳輸(MOST)都是非常有潛力的技術(shù)，特別是對(duì)于診斷和汽車(chē)多媒體應(yīng)用。


表1 2004-2009年以產(chǎn)品分類(lèi)的全球汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng) (單位：10億美元)
數(shù)據(jù)來(lái)源： BCC Research Group

軟件是汽車(chē)的關(guān)鍵

　　汽車(chē)信息系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的復(fù)雜性將繼續(xù)推動(dòng)操作系統(tǒng)和軟件提供商開(kāi)發(fā)優(yōu)化的軟件平臺(tái)，無(wú)論采用什么集成電路或者總線(xiàn)協(xié)議。汽車(chē)中包含的大量的功能已經(jīng)改變了汽車(chē)廠(chǎng)商使用軟件的方式。軟件將成為汽車(chē)系統(tǒng)關(guān)鍵的差異化因素。軟件對(duì)于實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別、視頻壓縮器和消除錯(cuò)誤等高級(jí)的功能是極為重要的。而且，汽車(chē)領(lǐng)域非常需要穩(wěn)定俄可靠的操作系統(tǒng)。下一代復(fù)雜的企業(yè)系統(tǒng)中將需要一個(gè)以上的操作系統(tǒng)。這些操作系統(tǒng)包括微軟的Windows汽車(chē)操作系統(tǒng)和開(kāi)源軟件的Linux操作系統(tǒng)。這些軟件將在汽車(chē)的車(chē)載信息服務(wù)中發(fā)揮重要作用。美國(guó)風(fēng)河系統(tǒng)公司(Wind River Systems)最近發(fā)布了新的基于為汽車(chē)優(yōu)化的商業(yè)Linux的軟件平臺(tái)。這個(gè)軟件能夠加快汽車(chē)行業(yè)的車(chē)內(nèi)信息娛樂(lè)系統(tǒng)創(chuàng)新的應(yīng)用的上市時(shí)間。這個(gè)Java環(huán)境非常合適在車(chē)載信息服務(wù)系統(tǒng)中共享資源。對(duì)于重要任務(wù)功能來(lái)說(shuō)，QNX和Osek/VDX等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)是首選的系統(tǒng)。QNX是最常用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，應(yīng)用在180多種型號(hào)的汽車(chē)中。此外，主要的EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)公司最近也增強(qiáng)了他們?yōu)槠?chē)市場(chǎng)提供的工具。

　　例如，Cadence是寶馬-索伯F1車(chē)隊(duì)正式的軟件解決方案提供商。MathWorks發(fā)布了一個(gè)新的Simulink環(huán)境發(fā)布版本。這個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境能夠方便和有效地自動(dòng)生成兼容Autosar標(biāo)準(zhǔn)的代碼。

汽車(chē)行業(yè)最后一個(gè)待開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域：綠色汽車(chē)

　　汽車(chē)市場(chǎng)最重要的推動(dòng)因素之一毫無(wú)疑問(wèn)是日益關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題。由于更嚴(yán)格的環(huán)境管理規(guī)定，汽車(chē)廠(chǎng)商正在積極地向”綠色“技術(shù)發(fā)展。這些技術(shù)將減少污染排放，提高引擎效率和使用替代的能源，如電子汽車(chē)和混合燃料汽車(chē)，干凈的柴油機(jī)和燃料電池等。只有電子能夠減少汽車(chē)的污染排放，同時(shí)保證高水平的安全和舒適程度。這個(gè)問(wèn)題正在吸引市場(chǎng)上的廠(chǎng)商的關(guān)注，并且一直是SEA世界大會(huì)的討論話(huà)題。SEA世界大會(huì)每年4月在美國(guó)的底特律召開(kāi)。這個(gè)問(wèn)題也將是今年11月在德國(guó)慕尼黑舉行的電子貿(mào)易展會(huì)上的一個(gè)熱門(mén)話(huà)題。

　　市場(chǎng)研究公司預(yù)測(cè)，到2010年，混合燃料汽車(chē)將占全球銷(xiāo)售的輕型汽車(chē)的3%。Paumanok公司預(yù)測(cè)稱(chēng)，到2010年，HEV(混合電子汽車(chē))汽車(chē)產(chǎn)量將超過(guò)300萬(wàn)輛。到2015年，這個(gè)數(shù)字將增長(zhǎng)到800萬(wàn)輛?；旌先剂掀?chē)在中國(guó)也擁有巨大的潛力。通用汽車(chē)公司正在中國(guó)為北京奧運(yùn)會(huì)生產(chǎn)混合燃料汽車(chē)。通用汽車(chē)與上海汽車(chē)工業(yè)公司組建的合資企業(yè)上海通用將大批量生產(chǎn)混合燃料汽車(chē)。全球僅次于通用汽車(chē)的第二大汽車(chē)廠(chǎng)商和環(huán)保汽車(chē)的先驅(qū)豐田公司在2005年年底已經(jīng)開(kāi)始在中國(guó)生產(chǎn)其流行的普銳斯(PRIUS)混合燃料汽車(chē)。

　　與傳統(tǒng)的汽車(chē)相比，混合電子汽車(chē)將采用更多的電子原件。雖然混合燃料汽車(chē)中使用的最昂貴的組件是電池，電源電子產(chǎn)品是第二昂貴的組件，甚至占一輛汽車(chē)總成本的20%。

　　除了32位處理器之外，代表混合燃料汽車(chē)電子控制的核心的半導(dǎo)體元件(逆變器/變換器)還包括驅(qū)動(dòng)器、DC/AC、AC/DC和DC/DC變換器、由絕緣柵雙極晶體管(IGBT)構(gòu)成的調(diào)節(jié)器、功率場(chǎng)效應(yīng)管和功率二極管。主要的IGBT和功率場(chǎng)效應(yīng)管廠(chǎng)商包括飛兆半導(dǎo)體、英飛凌、International Rectifier、Ixys、意法半導(dǎo)體和Vishay Intertechnology。電感、變壓器、過(guò)濾器、電容和許多其它的無(wú)源組件也在爭(zhēng)奪在汽車(chē)上的應(yīng)用。無(wú)源組件在2010年的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到17億美元，在2015年的規(guī)模將達(dá)到46億美元。