汽车电子组件：一个正在发展的世界(下)

汽车中增长最迅速的应用：

车载信息服务

　　汽车行业中增长速度最快的市场(特别是在西欧国家)是用于安全、导航、信息和娱乐的车载信息服务电子产品。据市场研究公司Strategy Analytics称，整个汽车车载信息服务市场2008年的销售收入将达到37亿美元，预计2009年的销售收入将达到45亿美元。将近85%的欧洲车载信息服务市场(包括终端、组件和服务)集中在五个国家：德国、法国、英国、意大利和西班牙。推动车载信息服务解决方案在欧洲的应用的一个重要因素是更严格的安全规定禁止在汽车中使用手机(没有免提配件的)。而且，由于交通阻塞，欧洲人平均每年花费在汽车中的时间达275小时。这种状况在中国没有太大的区别。中国的交通拥挤状况正在增长。因此，人们日常需要的通信、获取信息、娱乐和舒适等功能都将逐渐地在汽车内完成。

　　据市场研究公司iSuppli称，收音机和CD光驱等传统的企业娱乐系统正在被支持可下载内容的便携式数字设备所取代。为了适应这种趋势，汽车厂商正在设法安装连接功能，把传统的内置汽车收音机与手机、MP3播放机、GPS设备和其它便携式媒体平台等下一代移动消费者产品连接在一起。


图1 汽车中增长最快的部分，尤其是在西欧国家，是用于安全、导航、信息娱乐的Telematics

　　除了允许免提电话和把便携式消费者设备与汽车内的车载信息服务网络连接在一起之外，车载信息服务平台还能够实现互连网和电子邮件接入、GPS导航、随需应变的Web服务，如有关交通的信息、实时新闻、付费电视、远程诊断与维护，甚至还有可能用于付费和一旦发生事故时自动拨打急救电话。

　　车载信息服务中最广泛接受的通信协议是USB和蓝牙。蓝牙技术提供的声音质量和免提功能可以避免驾驶员精力分散。至少有20%的事故是由于驾驶员精力分散引起的。在汽车应用中使用的其它无线技术还有卫星无线电、蜂窝网络(GSM/GPRS)、Wi-Fi、ZigBee、超宽带和WiMax。后面这些技术对于丰富多媒体内容的高带宽传输是为长理想的。由于其灵活性和低成本，ZigBee将越来越多地应用于汽车的车载信息服务中，在非重要应用中取代电缆连线，如汽车内广播和传感器控制等。对于目前的系统来说，WiMAX能够提供更快的速度和带宽。在拉斯维加斯举行的2008年国际消费电子展会上，宝马索伯F1车队与英特尔合作推出了一个演示。在这个演示中，参观者能够遥控F1汽车，尽管汽车位于数百米远的地方。美国汽车厂商克莱斯勒最近宣布了一项高级移动WiMAX的进展。这项技术使用一个800x480像素的触摸屏，用PC式的互联网浏览功能提供GPS导航。

　　据市场研究公司iSuppli称，在连接需求的推动下，2012年整个汽车信息市场的规模将从2006年的383亿美元增长到538亿美元。仅便携式导航设备的出货量就将增长三倍。2012年的便携式导航设备出货量将从2008年的1400万台增长到大约4200万台，复合年增长率大约是7%。最新的汽车用硬盘的存储容量已经达到了40GB以上，可以存储歌曲和电影等多媒体信息。新的面向连接的信息娱乐系统的需求为芯片厂商创造了巨大的机会和挑战。汽车信息娱乐应用半导体组件市场2012年的销售收入将从2006年的41亿美元增长到70亿美元。芯片厂商的主要挑战是复杂性。对于标准化、可伸缩性和互操作性的需求将日益增长。为了鼓励在不损害安全、可靠性和质量的情况下普及车载信息服务解决方案，减少成本也是至关重要的。

　　车载信息服务功能通常是由一个控制器管理的。具有中、高水平计算能力、高带宽和高内存容量的控制器可以管理语音识别、视频和软件定义的广播等高级功能。车载信息服务一般还需要数字信号处理器(DSP)、场可编程门阵列(FPGA)/复杂可编程逻辑器件(CPLD)。除了车载信息服务和信息娱乐系统之外，安全系统也将产生相当多的收入。汽车安全也是半导体的日益增长的和稳定的市场，其原因也是由于管理规定的影响。集成在新的汽车型号中的高级安全系统包括车道偏离警告系统、碰撞避免和行人检测系统。这些技术的实施对于提高日益拥挤的道路上的安全是非常重要的。在2006年，美国、欧洲和日本的道路交通伤亡人数一共是9.4万人，推出的各种计划预计将在2010年把道路交通伤亡人数减少到6.3万人。有数据表明，如果驾驶员的反应速度快半秒钟，一半以上的事故就可以避免。在欧洲，三分之一的事故是由于变道或者离开车道造成的。三分之二的事故是由于不注意造成的。

　　行人是最容易受到伤害的。仅在欧洲，与汽车碰撞行人和自行车有关的交通事故就造成了大约9000人死亡和20万人受伤。汽车安全应用的电子系统的一些例子包括防抱死制动系统(ABS)、电动助力转向(EPAS)、自适应巡航控制(ACC)、稳定控制和气囊系统。高端汽车型号也采用自动巡航控制系统、盲点监视、车道偏离警告、夜视和驾驶员瞌睡报警器等高级功能。汽车公司正在采用各种总线互连系统以减少连线的复杂性，从而减轻重量和降低成本，同时提高燃料的效率。最普通的标准是美国的J1850、控制器局域网(CAN)和局部互联网络(LIN)。市场上的大约80%的CAN转发器和微控制器是用于汽车应用的。

　　向FlexRay等新的数据传输协议过渡将显著减少耗油量。FlexRay协议也是实施x-by-wire技术的一个良好的候选者。x-by-wire正在使用处理器驱动的电子控制元件取代液压和机械控制系统。Flexray系统目前在某些豪华汽车中应用，预计在未来几年里将在汽车行业普及。此外，以太网和面向媒体系统传输(MOST)都是非常有潜力的技术，特别是对于诊断和汽车多媒体应用。


表1 2004-2009年以产品分类的全球汽车半导体市场 (单位：10亿美元)
数据来源： BCC Research Group

软件是汽车的关键

　　汽车信息系统日益增长的复杂性将继续推动操作系统和软件提供商开发优化的软件平台，无论采用什么集成电路或者总线协议。汽车中包含的大量的功能已经改变了汽车厂商使用软件的方式。软件将成为汽车系统关键的差异化因素。软件对于实现语音识别、视频压缩器和消除错误等高级的功能是极为重要的。而且，汽车领域非常需要稳定俄可靠的操作系统。下一代复杂的企业系统中将需要一个以上的操作系统。这些操作系统包括微软的Windows汽车操作系统和开源软件的Linux操作系统。这些软件将在汽车的车载信息服务中发挥重要作用。美国风河系统公司(Wind River Systems)最近发布了新的基于为汽车优化的商业Linux的软件平台。这个软件能够加快汽车行业的车内信息娱乐系统创新的应用的上市时间。这个Java环境非常合适在车载信息服务系统中共享资源。对于重要任务功能来说，QNX和Osek/VDX等实时操作系统(RTOS)是首选的系统。QNX是最常用的实时操作系统，应用在180多种型号的汽车中。此外，主要的EDA(电子设计自动化)公司最近也增强了他们为汽车市场提供的工具。

　　例如，Cadence是宝马-索伯F1车队正式的软件解决方案提供商。MathWorks发布了一个新的Simulink环境发布版本。这个开发环境能够方便和有效地自动生成兼容Autosar标准的代码。

汽车行业最后一个待开发的领域：绿色汽车

　　汽车市场最重要的推动因素之一毫无疑问是日益关注的环境问题。由于更严格的环境管理规定，汽车厂商正在积极地向”绿色“技术发展。这些技术将减少污染排放，提高引擎效率和使用替代的能源，如电子汽车和混合燃料汽车，干净的柴油机和燃料电池等。只有电子能够减少汽车的污染排放，同时保证高水平的安全和舒适程度。这个问题正在吸引市场上的厂商的关注，并且一直是SEA世界大会的讨论话题。SEA世界大会每年4月在美国的底特律召开。这个问题也将是今年11月在德国慕尼黑举行的电子贸易展会上的一个热门话题。

　　市场研究公司预测，到2010年，混合燃料汽车将占全球销售的轻型汽车的3%。Paumanok公司预测称，到2010年，HEV(混合电子汽车)汽车产量将超过300万辆。到2015年，这个数字将增长到800万辆。混合燃料汽车在中国也拥有巨大的潜力。通用汽车公司正在中国为北京奥运会生产混合燃料汽车。通用汽车与上海汽车工业公司组建的合资企业上海通用将大批量生产混合燃料汽车。全球仅次于通用汽车的第二大汽车厂商和环保汽车的先驱丰田公司在2005年年底已经开始在中国生产其流行的普锐斯(PRIUS)混合燃料汽车。

　　与传统的汽车相比，混合电子汽车将采用更多的电子原件。虽然混合燃料汽车中使用的最昂贵的组件是电池，电源电子产品是第二昂贵的组件，甚至占一辆汽车总成本的20%。

　　除了32位处理器之外，代表混合燃料汽车电子控制的核心的半导体元件(逆变器/变换器)还包括驱动器、DC/AC、AC/DC和DC/DC变换器、由绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成的调节器、功率场效应管和功率二极管。主要的IGBT和功率场效应管厂商包括飞兆半导体、英飞凌、International Rectifier、Ixys、意法半导体和Vishay Intertechnology。电感、变压器、过滤器、电容和许多其它的无源组件也在争夺在汽车上的应用。无源组件在2010年的市场规模将达到17亿美元，在2015年的规模将达到46亿美元。