《電子技術(shù)應(yīng)用》
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車內(nèi)系統(tǒng)電子化速度加快 智慧汽車驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體創(chuàng)新

2015-09-15

  為打造更舒適安全的智慧汽車,汽車制造商正加快車內(nèi)系統(tǒng)電子化的腳步,,并引進(jìn)包括先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS),、數(shù)位儀表板、車內(nèi)資訊娛樂系統(tǒng),、可適應(yīng)性頭燈等新科技;此一發(fā)展,,也連帶驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體廠不斷革新產(chǎn)品與技術(shù),,以滿足不同車內(nèi)電子系統(tǒng)的應(yīng)用要求。

  今日世界變化速度更甚以往,,智慧型手機(jī)已跨越高峰,,到達(dá)成熟期,外界普遍認(rèn)為汽車是未來(lái)的創(chuàng)新焦點(diǎn),,也令人倍感期待,。

  據(jù)傳蘋果將打造電動(dòng)車,該公司市值近7,500億美元,,比全球前三大車廠豐田,、通用和福斯總和還高一倍,未來(lái)可能與特斯拉(Tesla)等頂尖創(chuàng)新單位合并或合作,。特斯拉來(lái)自矽谷,,設(shè)有Giga廠區(qū),又提供智慧財(cái)產(chǎn)給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,,共同發(fā)展電動(dòng)車產(chǎn)業(yè),,這股力量不容小覷。

  Google及OOA(Open Automotive Alliance)為了自動(dòng)駕駛車輛已結(jié)盟多時(shí),,同樣是相當(dāng)重要的對(duì)手,;就連美國(guó)航太總署也與雷諾-日產(chǎn)公司合作,要發(fā)展自動(dòng)駕駛車輛,。這些領(lǐng)導(dǎo)廠商向來(lái)能提出破壞式創(chuàng)新及目標(biāo),,屢屢顛覆業(yè)界,有了他們陸續(xù)加入,,這塊市場(chǎng)前景可期,。

  在未來(lái)車輛的種種目標(biāo)中,半導(dǎo)體/電子元件都是核心致能關(guān)鍵,,近期車載晶片銷售業(yè)績(jī)即不斷增加,,超越眾多市場(chǎng)區(qū)塊,,在之后的幾年,汽車成本平均近半數(shù)都將來(lái)自電子設(shè)備,。

  本文將介紹汽車市場(chǎng)部分未來(lái)科技趨勢(shì),,以及半導(dǎo)體于其中扮演的角色,之后再舉例說(shuō)明全球主要的半導(dǎo)體供應(yīng)商,,在汽車產(chǎn)業(yè)著力的幾十年中,,如何以先進(jìn)的技術(shù)來(lái)奠定未來(lái)汽車發(fā)展基石。

  未來(lái)汽車發(fā)展趨勢(shì) 自動(dòng)車結(jié)合先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)

  對(duì)許多車主而言,,自動(dòng)車肯定是終極理想,,也將開創(chuàng)新紀(jì)元,今日先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)包括防撞,、行人/車輛偵測(cè),、交通號(hào)志辨識(shí)、車道偏離示警等,,均以視覺為主,,從鏡頭、雷達(dá),、紅外線(IR)、熱能,、ToF(Time of Flight),、超音波感測(cè)器等來(lái)源混合資料后,能協(xié)助駕駛準(zhǔn)確判斷,,這項(xiàng)技術(shù)也將逐漸提升,,影響啟動(dòng)及煞車系統(tǒng),融入未來(lái)自動(dòng)車,,這些發(fā)展都需要高效能處理器,,再搭配數(shù)位訊號(hào)處理器(DSP)、專用分析加速計(jì),、繪圖處理器(GPU),、安全類比/電源/連接晶片等。

  以下將詳述ADAS,、車載資通訊(Telematics),、車載資訊娛樂系統(tǒng)(In-Vehicle Infotainment, IVI)、電動(dòng)車等眾多自動(dòng)車所需的汽車電子,。

  主動(dòng)式安全系統(tǒng)

  據(jù)估計(jì)增加ADAS或主動(dòng)式安全系統(tǒng)投資后,,能夠拯救無(wú)數(shù)寶貴生命,經(jīng)濟(jì)開銷亦可省下數(shù)千億美元,,因此Euro NCAP等計(jì)畫都希望規(guī)范更加嚴(yán)格,;政府法規(guī)也同樣要求車內(nèi)增設(shè)各種晶片,,包括功能完整的微控制器、馬達(dá)控制和電源管理晶片(PMIC)等晶片,,都須達(dá)到ISO 26262與IEC61508標(biāo)準(zhǔn),。

  混合動(dòng)力/電動(dòng)車

  混合動(dòng)力與電動(dòng)車發(fā)展同樣需要更多晶片,動(dòng)力系統(tǒng)的晶片數(shù)也比一般車輛高出許多倍,。車廠為節(jié)能,,陸續(xù)研發(fā)電池管理、充電及怠速熄火技術(shù),,而電子元件也是主要因素,,例如隔離式動(dòng)力晶片的高驅(qū)動(dòng)功能,可改善切換損耗,,并提高系統(tǒng)能效,。

  機(jī)械系統(tǒng)電子化

  現(xiàn)階段,許多機(jī)械裝置都已由電子裝置取而代之,,例如在怠速熄火技術(shù)中,,三相位馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器取代泵浦、無(wú)線取代線路和數(shù)位儀表板等,,均可減輕車體重量,,同時(shí)增進(jìn)燃料效能與減少排放。

  車載資通訊系統(tǒng)及車聯(lián)網(wǎng)

  在物聯(lián)網(wǎng)之中,,Wi-Fi將和BT/BLE/NFC與GPS一樣,,成為車用最熱門的技術(shù),多種裝置可同時(shí)并存,、不受干擾,,因此有認(rèn)證記錄的晶片組需求極大。許多人都在討論車輛儀表板內(nèi)的3G/4G資料連線,,但智慧型手機(jī)的數(shù)據(jù)機(jī)即可勝任這項(xiàng)功能,。車載資通訊系統(tǒng)則是另一焦點(diǎn),車聯(lián)網(wǎng)內(nèi)搜集的大數(shù)據(jù)可用于UBI(Usage Based Insurance),、個(gè)人化,、協(xié)助安全駕駛、車流量預(yù)測(cè)與警示,,以及透過(guò)車輛診斷系統(tǒng)(OBD)的預(yù)防服務(wù)等,。

  資訊娛樂系統(tǒng)

  隨著智慧型手機(jī)普及,許多人也希望能藉由CarPlay,、AAP模式等機(jī)制,,在車內(nèi)獲得類似體驗(yàn)。語(yǔ)言辨識(shí),、手勢(shì)與擴(kuò)增實(shí)境(AR)等功能都在起步階段,,也提高對(duì)處理器與連接的要求,,也需要高品質(zhì)類比系統(tǒng),例如高功率放大器具備干擾回避,,以及爆音減量等功能,,可以提供絕佳音訊表現(xiàn)。

  DLP抬頭顯示器和中控臺(tái)

  抬頭顯示器(HUD)可提供ADAS,、導(dǎo)航,、IVI與擴(kuò)增實(shí)境等重要資訊,以適當(dāng)距離投影在擋風(fēng)玻璃上來(lái)協(xié)助駕駛,;中央主控臺(tái)與曲面顯示器等系統(tǒng)可望達(dá)到全彩,、高解析度和彈性尺寸的標(biāo)準(zhǔn)。

  車體電子系統(tǒng)

  馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器,、LED驅(qū)動(dòng)器和音訊編解碼器均為類比元件,,在車體電子系統(tǒng)控制中扮演重要角色,此外,,為了支援精準(zhǔn)感測(cè)與馬達(dá)控制,,微控制器也日益重要。若元件的價(jià)格合理,,又具備高整合性和穩(wěn)定性,,便會(huì)因?yàn)槟芙档臀锪锨鍐纬杀径a(chǎn)生極大的需求。

  整合多項(xiàng)ECU與增加車載感測(cè)器

  許多電子控制單元(ECU)功能逐漸合而為一,,除了車用感測(cè)器數(shù)量從60增至200,,調(diào)節(jié)器等類比晶片需求也不斷提高。

  無(wú)線電源控制器和數(shù)位儀表板

  無(wú)線充電可避免車內(nèi)線路交雜混亂,,也因此需要Qi等單位核可的無(wú)線電源傳輸控制器;穿戴式裝置等其他領(lǐng)域也愈來(lái)愈受歡迎,;許多儀表板都逐漸改為數(shù)位形式,,衍生出的新功能包括可調(diào)式顯示器、IVI/ADAS/導(dǎo)航訊號(hào),、抬頭顯示器等,,也逐漸與其他ECU整合及相連。

  車載市場(chǎng)前景俏 半導(dǎo)體商積極參與

  隨著汽車內(nèi)部電子元件增加,,智慧汽車商機(jī)蓄勢(shì)待發(fā),,市場(chǎng)上已有眾多半導(dǎo)體廠商紛紛爭(zhēng)相競(jìng)逐該領(lǐng)域。舉例來(lái)說(shuō),,德州儀器(TI)從類比與嵌入式處理晶片著手,,主要針對(duì)車載與工業(yè)市場(chǎng),并推出十萬(wàn)種零組件,,以利在任何車載系統(tǒng)內(nèi)推動(dòng)創(chuàng)新,。

  據(jù)了解,,該公司提供創(chuàng)新技術(shù),包括單晶片/微控制器,、感測(cè)器/介面,、DLP、電源管理,、馬達(dá)控制,、放大器、比較器,、資料轉(zhuǎn)換器和汽車?yán)走_(dá)等晶片,。

  此外,該公司已推出MCU等產(chǎn)品,,其內(nèi)具備DSP及精準(zhǔn)ADC/DAC/PWM模組,,有助于SRR/MRR雷達(dá)處理,此外,,感測(cè)器訊號(hào)調(diào)節(jié)器,、FPDlinks裝置都有助于未來(lái)汽車的ADAS子系統(tǒng),在以下幾個(gè)智慧汽車的關(guān)鍵系統(tǒng),,該公司也有投入研發(fā),。

  看好印度汽車市場(chǎng) 車廠/半導(dǎo)體商紛搶攻

  印度現(xiàn)為全球第六大車市,預(yù)估2015年將躍居全球第四,,將于2016年進(jìn)步至第三,,但人均晶片使用量仍然很低,所以仍具有龐大潛力,,即便是每年一千五百萬(wàn)輛以上的機(jī)車市場(chǎng),,防鎖死煞車系統(tǒng)(ABS)等裝置也會(huì)增加半導(dǎo)體用量,因此許多全球頂尖車廠均已落腳印度,。

  現(xiàn)階段,,已有半導(dǎo)體廠商看好印度的智慧汽車市場(chǎng),爭(zhēng)相競(jìng)逐該國(guó)汽車版圖,,舉例來(lái)說(shuō),,德州儀器今年在印度發(fā)展屆滿三十年,該公司在經(jīng)銷夥伴協(xié)助下,,亦已投入印度的車載研發(fā),。


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