电子化开启汽车新概念时代

　　摘要：通过探讨新一代汽车电子满足消费者对汽车在安全、舒适与节能三个方面的要求方面的具体技术发展，构画出全新的汽车功能的未来。

　　作为工业化时代的标志性产品，汽车逐渐成为人们生活中的必需品，而伴随着数字时代的深化，电子技术的全面应用，在某些程度上完全颠覆了汽车这个产品的旧有概念，将汽车引入一个全新的信息化移动生活交通工具的新时代。

　　安全，舒适与节能高效，这是汽车工业不断的追求，更是电子产品在汽车中应用的最大推动力，可以说，未来汽车在这三方面技术上的提升，绝大多数都会依赖于电子技术的进步与应用。

　　蓬勃发展的车用半导体

　　虽然经过前几年的经济危机之后，全球汽车总产量并没有太明显的增长，但并不影响汽车电子市场的蓬勃发展，这主要得益于电子产品在整车中所采用的数量越来越多，所占有的价值越来越高的原因。以整体市场规模来看，汽车用半导体2012年的整体市场规模达到224亿美元，并且还会快速增长。据估计，2011年-2019年间，单车半导体用量的价值将从267美元增加到330美元，这促使车用半导体的总体市场复合年增长率高达7.3%，不仅远高于汽车产业的增长，也高于半导体市场的平均增长率，这也让众多半导体厂商纷纷将汽车电子作为自己非常重要的业务之一。

　　在技术方面，半导体的应用让汽车电子有了完全不同的含义。汽车电子技术在经历了零部件层次的汽车电器时代、子系统层次的单片机(汽车电脑)控制时代之后，已经开始进入汽车网络化时代，并向汽车信息化时代迈进，这是未来汽车电子市场的重要发展趋势之一。未来汽车行业的革新变化必然是汽车电子的发展变化，现在的汽车都会有几十个电子控制单元(ECU)，ECU从安全性、稳定性到娱乐系统，管理着汽车中的各项功能，这将对复杂的定时和信号完整性问题提出挑战。另外，先进的电子技术和车载网络技术将会获得广泛的应用，车上会具备分布式、网络化的电子控制系统，整车电气系统被连成一个多ECU、多节点的有机的整体，同时具备更加完善的性能。

　　在未来几年里，如下领域预计将推动汽车电子的增长和技术创新，这些领域包括：减少排放和提高发动机效率;传统的机械系统向电子控制过渡以提高安全性和减少功耗;增强个性化功能，如导航和通信系统;方便性和舒适性的日益增长的需求。此外, 新兴国家对汽车日益增长的需求也会促进汽车电子市场的增长。为满足这些需求，一些新的技术和方法也应运而生，比如线控技术、汽车巡航控制系统、成员感知系统、移动多媒体系统和电气系统电压升级等。在安全性方面的主动安全系统如TPMS，ADAS等应用;动力性方面的启动—停止系统和混动电动市场;舒适性方面的AFS，LED，PDC等应用系统推广;以及在经济性方面的节油减排技术如驱动部件电子化，电机驱动等应用都是的主流应用和技术趋势，正在和将要推动市场和产业的发展。

　　在动力系统方面，由于人们需要能耗低、效率更高的汽车，动力系统变得更加复杂。所以混合汽车的研制、更高效的传动系统和电动转向(EPS)等新技术也会被广泛应用。

　　TPMS 和RFID 系统在汽车内部安全和防盗系统、车联网中的采用，提出了开发和测量实时RF系统的需求，而更多汽车网络总线如MOST的应用，又丰富了汽车的功能和新技术的体验。在汽车总线、网络、新能源动力系统、数字射频及分析等方面都将是汽车电子市场的主要增长点。

　　中国作为全球汽车产销第一大国，这个市场已经成为汽车电子竞争的最关键战场，2012年到2017年，中国汽车电子市场的复合增长率高达10.67%，考虑到中国巨大的市场容量，这个数字是极为惊人的。未来几年中国汽车电子的主要增长点来源于三大领域。

　　首先，重点领域是绿色节能。随着不断出台的激励政策，混合动力和电动车会得到社会以及消费者越来越多的关注，混合动力车和电动车的锂电池技术必然有所突破，这时如何有效地监控锂电池使用情况，并保护汽车的运行系统就变得非常重要。针对这一应用ADI开发了相应的锂电池管理和隔离芯片。另外，在各项政策和规范的推动下，整个汽车产业链必将提高对燃油经济性和降低排放的重视和投入。ADI在动力总成中的传感器和传感器接口产品以及方案将大有用武之地。

　　同时，消费者的安全意识也在不断提高，汽车的安全应用是我们的另一个重点发展领域，比如安全气囊和电子车身稳定系统，以及对于基于雷达、视觉信号处理的高级驾驶员辅助系统、更精确的MEMS加速度计和陀螺仪等高性能数字信号处理器的需求不断升级。

　　最后，消费者对汽车的娱乐性和舒适性也越来越重视，汽车不仅要有强大的动力和安全性，还需要有如同家庭影院般的音视频享受，因此会带动为汽车音频系统提供单芯片高保真音频解码、均衡和滤波的高性能转换器(ADC、DAC)和数字信号处理器(DSP)等汽车电子市场的进一步发展。另外，为了进一步提高行车舒适性和安全性，车厢主动降噪技术正在被各大车厂关注和开发。

　　动力总成与安全

　　动力系统和安全，是传统汽车一直强调的地方，也是汽车电子最早期应用的重点市场，近年来，汽车的动力系统要求燃油效率越来越高，而安全方面，辅助驾驶系统以及主动安全系统都是汽车电子在汽车中应用的热点应用。

　　消费者从最初对汽车的基本代步功能需求已经逐渐转向对安全等更高层次的需求。第三方公司的调研报告显示，安全类汽车半导体部件的增长速度在汽车电子里是位于前列的。主动安全系统方面，目前已广泛采用的汽车电子主动安全技术主要有自动防抱死刹车系统(ABS)、电子刹车辅助系统(EBA)、电子制动力分配装置(EBD)、驱动防滑系统(ASR)、电子稳定控制(ESC)、防翻滚以及翻滚检测(Rollover / Roll Stability)、自适应巡航控制装置(ACC)和高级驾驶辅助系统(ADAS)等。

　　已经发生的趋势是，TPMS和ESC系统的装车率在快速上升，同时标配ESC系统的车型也在不断增多。由此带来的电子系统数量和规模在不断扩充，尤其需要更多的MEMS传感器来感测碰撞的不同部位以及车身姿态。同时，多种传感器的融合，来降低系统复杂度和系统成本，也是另一个趋势。在辅助驾驶领域，ENCAP已经引入了相应系统的加分项，国内标准也在快速跟上。这个领域将带来雷达、视觉信号处理芯片的又一增长驱动。而着眼于未来的话，高级驾驶辅助系统(ADAS)将会是未来两三年汽车电子市场的开发热点，将带来高性能DSP、视频转换器、视频放大器等芯片的需求增长。随着平台和解决方案成本的下降，ADAS系统的配备已经从高端车型向中端甚至入门级车型中快速渗透。

　　飞思卡尔汽车电子高级市场经理康晓敦认为，在动力总成方面，汽油机直喷会有更多车厂所采用;同时采用起停系统的发动机也会进一步增多。这样会使发动机在进一步减少废气排放的同时，兼顾节能的要求。动力总成系统对MCU定时器方面的要求非常高。我们会在加强飞思卡尔传统eTPU的基础上，增加更多的定时器系统种类，以满足不同用户的需求。另外，除了MCU之外，针对一些先进的控制技术，飞思卡尔也会有相应的智能模拟器件和传感器不断推出，比如用于汽油机直喷系统的控制芯片等。在安全性方面，基于77GHz雷达的主动安全系统及基于汽车以太网技术的ADAS系统(如前视、后视及360度环视系统等)将逐渐为汽车电子业界带来更先进的汽车安全性能，再加上与其配套的32位多核MCU，可以极大地提高主动安全系统的稳定性和准确性。在车身电子方面，分布式控制的进一步发展会提升整车的舒适性能，当然网络节点的增加也势必要求集成化程度更高的产品和网络处理能力更高的MCU。

　　英飞凌微处理器在全球汽车动力总成的应用中应用极为广泛，英飞凌科技(中国)有限公司汽车电子-中国区市场部总监杜曦介绍，应对未来市场对发动机控制系统的严格要求，对于微处理器的运算能力、实时能力、存储空间及功能安全都提出了新的挑战。主动安全无疑汽车安全的发展主流方向，其中会包含如图像，雷达波信号输入及处理，从2D或3D等等，诸如此类的技术层次不穷，百花斗艳。从半导体和电子系统来看，要进一步提升主动安全系统的稳定性和准确性，首先要有高性能的微处理器，包括多核架构微处理器。比如一个核处理系统正常运作，一个核处理图像或雷达扫描的信号，还得有一个核随时监控系统状态等。英飞凌新一代的32位多核架构微处理器，为客户的汽车电子应用包括发动机的准确，精确和安全控制提供必要的基础部件支持。配合动力总成的应用，在功率器件上也会推出功能强大的系统芯片、电机预驱芯片等一系列产品以满足市场的应用需求。