车内系统电子化速度加快 智慧汽车驱动半导体创新

2015-09-15 09:37:52来源: 新电子
为打造更舒适安全的智慧汽车汽车制造商正加快车内系统电子化的脚步,并引进包括先进驾驶辅助系统(ADAS)、数位仪表板、车内资讯娱乐系统、可适应性头灯等新科技;此一发展,也连带驱动半导体厂不断革新产品与技术,以满足不同车内电子系统的应用要求。

今日世界变化速度更甚以往,智慧型手机已跨越高峰,到达成熟期,外界普遍认为汽车是未来的创新焦点,也令人倍感期待。  

据传苹果将打造电动车,该公司市值近7,500亿美元,比全球前三大车厂丰田、通用和福斯总和还高一倍,未来可能与特斯拉(Tesla)等顶尖创新单位合并或合作。特斯拉来自矽谷,设有Giga厂区,又提供智慧财产给竞争对手,共同发展电动车产业,这股力量不容小觑。  

Google及OOA(Open Automotive Alliance)为了自动驾驶车辆已结盟多时,同样是相当重要的对手;就连美国航太总署也与雷诺-日产公司合作,要发展自动驾驶车辆。这些领导厂商向来能提出破坏式创新及目标,屡屡颠覆业界,有了他们陆续加入,这块市场前景可期。  

在未来车辆的种种目标中,半导体/电子元件都是核心致能关键,近期车载晶片销售业绩即不断增加,超越众多市场区块,在之后的几年,汽车成本平均近半数都将来自电子设备。  

本文将介绍汽车市场部分未来科技趋势,以及半导体于其中扮演的角色,之后再举例说明全球主要的半导体供应商,在汽车产业着力的几十年中,如何以先进的技术来奠定未来汽车发展基石。  

未来汽车发展趋势 自动车结合先进驾驶辅助系统 

对许多车主而言,自动车肯定是终极理想,也将开创新纪元,今日先进驾驶辅助系统(ADAS)包括防撞、行人/车辆侦测、交通号志辨识、车道偏离示警等,均以视觉为主,从镜头、雷达、红外线(IR)、热能、ToF(Time of Flight)、超音波感测器等来源混合资料后,能协助驾驶准确判断,这项技术也将逐渐提升,影响启动及煞车系统,融入未来自动车,这些发展都需要高效能处理器,再搭配数位讯号处理器(DSP)、专用分析加速计、绘图处理器(GPU)、安全类比/电源/连接晶片等。

以下将详述ADAS、车载资通讯(Telematics)、车载资讯娱乐系统(In-Vehicle Infotainment, IVI)、电动车等众多自动车所需的汽车电子。  

主动式安全系统 

据估计增加ADAS或主动式安全系统投资后,能够拯救无数宝贵生命,经济开销亦可省下数千亿美元,因此Euro NCAP等计画都希望规范更加严格;政府法规也同样要求车内增设各种晶片,包括功能完整的微控制器、马达控制和电源管理晶片(PMIC)等晶片,都须达到ISO 26262与IEC61508标准。  

混合动力/电动车 

混合动力与电动车发展同样需要更多晶片,动力系统的晶片数也比一般车辆高出许多倍。车厂为节能,陆续研发电池管理、充电及怠速熄火技术,而电子元件也是主要因素,例如隔离式动力晶片的高驱动功能,可改善切换损耗,并提高系统能效。  

机械系统电子化 

现阶段,许多机械装置都已由电子装置取而代之,例如在怠速熄火技术中,三相位马达驱动器取代泵浦、无线取代线路和数位仪表板等,均可减轻车体重量,同时增进燃料效能与减少排放。  

车载资通讯系统及车联网 

物联网之中,Wi-Fi将和BT/BLE/NFC与GPS一样,成为车用最热门的技术,多种装置可同时并存、不受干扰,因此有认证记录的晶片组需求极大。许多人都在讨论车辆仪表板内的3G/4G资料连线,但智慧型手机的数据机即可胜任这项功能。车载资通讯系统则是另一焦点,车联网内搜集的大数据可用于UBI(Usage Based Insurance)、个人化、协助安全驾驶、车流量预测与警示,以及透过车辆诊断系统(OBD)的预防服务等。  

资讯娱乐系统 

随着智慧型手机普及,许多人也希望能藉由CarPlay、AAP模式等机制,在车内获得类似体验。语言辨识、手势与扩增实境(AR)等功能都在起步阶段,也提高对处理器与连接的要求,也需要高品质类比系统,例如高功率放大器具备干扰回避,以及爆音减量等功能,可以提供绝佳音讯表现。  

DLP抬头显示器和中控台 

抬头显示器(HUD)可提供ADAS、导航、IVI与扩增实境等重要资讯,以适当距离投影在挡风玻璃上来协助驾驶;中央主控台与曲面显示器等系统可望达到全彩、高解析度和弹性尺寸的标准。  

车体电子系统 

马达驱动器、LED驱动器和音讯编解码器均为类比元件,在车体电子系统控制中扮演重要角色,此外,为了支援精准感测与马达控制,微控制器也日益重要。若元件的价格合理,又具备高整合性和稳定性,便会因为能降低物料清单成本而产生极大的需求。  

整合多项ECU与增加车载感测器 

许多电子控制单元(ECU)功能逐渐合而为一,除了车用感测器数量从60增至200,调节器等类比晶片需求也不断提高。  

无线电源控制器和数位仪表板 

无线充电可避免车内线路交杂混乱,也因此需要Qi等单位核可的无线电源传输控制器;穿戴式装置等其他领域也愈来愈受欢迎;许多仪表板都逐渐改为数位形式,衍生出的新功能包括可调式显示器、IVI/ADAS/导航讯号、抬头显示器等,也逐渐与其他ECU整合及相连。  

车载市场前景俏 半导体商积极参与 

随着汽车内部电子元件增加,智慧汽车商机蓄势待发,市场上已有众多半导体厂商纷纷争相竞逐该领域。举例来说,德州仪器(TI)从类比与嵌入式处理晶片着手,主要针对车载与工业市场,并推出十万种零组件,以利在任何车载系统内推动创新。  

据了解,该公司提供创新技术,包括单晶片/微控制器、感测器/介面、DLP、电源管理、马达控制、放大器、比较器、资料转换器和汽车雷达等晶片。  

此外,该公司已推出MCU等产品,其内具备DSP及精准ADC/DAC/PWM模组,有助于SRR/MRR雷达处理,此外,感测器讯号调节器、FPDlinks装置都有助于未来汽车的ADAS子系统,在以下几个智慧汽车的关键系统,该公司也有投入研发。  

看好印度汽车市场 车厂/半导体商纷抢攻 

印度现为全球第六大车市,预估2015年将跃居全球第四,将于2016年进步至第三,但人均晶片使用量仍然很低,所以仍具有庞大潜力,即便是每年一千五百万辆以上的机车市场,防锁死煞车系统(ABS)等装置也会增加半导体用量,因此许多全球顶尖车厂均已落脚印度。  

现阶段,已有半导体厂商看好印度的智慧汽车市场,争相竞逐该国汽车版图,举例来说,德州仪器今年在印度发展届满三十年,该公司在经销夥伴协助下,亦已投入印度的车载研发。  

关键字:汽车  半导体

编辑:刘燚 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2015/0915/article_11448.html
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