不僅是EV和油電混合車，對(duì)于純?nèi)加蛙嚩裕?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/半導(dǎo)體" target="_blank">半導(dǎo)體也是必不可缺的零部件,。這是人們有目共睹的事實(shí),。

　　用X射線觀察被稱為“Black Box（黑匣子）”的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元，以下簡(jiǎn)稱為“ECU”）后,，可清晰地看清其內(nèi)部基本結(jié)構(gòu),。通過(guò)延伸到上部的金屬線（Wire）使其與外部的連接器相連接。上圖為用于摩托車的ECU,，用于汽車的ECU也已實(shí)現(xiàn)小型化,，基本結(jié)構(gòu)是一樣的。（圖片出自：日本產(chǎn)經(jīng)新聞）

　　就拿近期的潔凈柴油車（Clean Diesel Vehicle）而言,，其模式如下：每燃燒一次,，要噴射五次左右的燃料，有效使用燃料,、牽出轉(zhuǎn)矩（Torque）,，雖然燃油量增加了，但是卻可以盡可能地排出潔凈的氣體,。

　　雖說(shuō)以毫秒為單位進(jìn)行控制,，但對(duì)計(jì)算機(jī)而言卻輕而易舉。其實(shí),，“工作最繁忙”的還是接收計(jì)算機(jī)信號(hào)的燃料噴射器,。

　　汽油發(fā)動(dòng)機(jī)（Gasoline Engine）也會(huì)噴射多次燃料，通過(guò)同步火花塞（Spark Plug）的點(diǎn)火時(shí)間和吸排氣凸輪軸鏈輪（Camshaft Sprocket）,，來(lái)調(diào)整配氣相位（Valve Timing）,。而且，會(huì)讀取當(dāng)時(shí)的車速,、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù),、水溫、油溫,、油門開(kāi)度,、駕駛員腳踩加速踏板的程度（加速度），來(lái)判斷駕駛員的加速要求,、進(jìn)行必要的控制,。

　　此外，還通過(guò)與變速箱進(jìn)行良好的配合,，順利實(shí)現(xiàn)省油效果,。想必很多讀者會(huì)認(rèn)為，需要一款高性能的計(jì)算機(jī)才可以實(shí)現(xiàn)以上效果,。但是,，由于ECU是車載專用控制單元，因此與當(dāng)下的計(jì)算機(jī)相比,，其計(jì)算能力并不是那么高,。

　　不僅只有ECU才使用半導(dǎo)體,，幾乎所有的電子零部件都需要半導(dǎo)體。用于ADAS（Advanced Driving Assistance System,高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）的緩解碰撞制動(dòng)系統(tǒng)(Collision Mitigation Brake )和車道偏離警告系統(tǒng)的攝像頭里也裝有圖像傳感器（CMOS）,、激光傳感器,、毫米波雷達(dá)發(fā)射器等都是由半導(dǎo)體構(gòu)成的。

　　除此之外,，還有電動(dòng)車窗（Power Window）電機(jī)的微控制器（可以使車窗實(shí)現(xiàn)一觸即開(kāi)關(guān)）,、用于控制扭矩的微控制器。因此,，已經(jīng)與之前的傳統(tǒng)款式不一樣,，如果稍微更改一下款型，外表看起來(lái)是一樣的零部件,，但很多情況下是無(wú)法工作的,。這正是因?yàn)檠b有微控制器的緣故，這也是為什么最近的汽車零件訂單是通過(guò)底盤號(hào)精確管理的原因,。

　　半導(dǎo)體之所以在汽車中“隨處可見(jiàn)”,，并不僅僅是因?yàn)槠嚨墓δ茉黾恿耍€有以下原因：通過(guò)逐步簡(jiǎn)化車內(nèi)排布的線束（Wire Harness）來(lái)控制汽車重量,。在模擬信號(hào)時(shí)代,，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)僅線束重量就超過(guò)100千克的的高檔車型；而進(jìn)入數(shù)字時(shí)代后,，會(huì)從獨(dú)立于各零部件的線束中解放出來(lái),，從而達(dá)到大幅度減少重量的效果。

　　眾所周知,，節(jié)流閥（Throttle Value）和油門踏板（Accelerator Pedal）已經(jīng)不再使用電線（Wire Cable）傳遞信號(hào),，而是轉(zhuǎn)為電信號(hào)后進(jìn)行傳遞。如今,，就連剎車系統(tǒng),、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都開(kāi)始采用電傳線控（Drive By Wire）方式。以此實(shí)現(xiàn)復(fù)雜,、自由的車輛控制效果,。以上也是一種正是因?yàn)椴捎昧税雽?dǎo)體才得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。

　　如今,，汽車前燈系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了模組化,、ALH（Adaptive LED Headlight，主動(dòng)式LED前照燈,，）等車身附屬部位也開(kāi)始使用半導(dǎo)體。

　　再說(shuō)點(diǎn)題外話,，由于汽車前照燈性能較高,、且裝入了半導(dǎo)體,，曾發(fā)生過(guò)多次汽車被盜事件。其犯罪手法大致如下：利用傳達(dá)前照燈的信號(hào)線連接到主ECU,，解除門鎖,，啟動(dòng)引擎，僅用幾分鐘就盜走了一輛汽車,。正是因?yàn)槭褂昧税雽?dǎo)體,、提高了車內(nèi)電子控制系統(tǒng)，才使此次犯罪得逞,。雖然在試圖通過(guò)提高安全性以防止犯罪發(fā)生,，但事實(shí)卻是無(wú)濟(jì)于事。

　　半導(dǎo)體的本質(zhì)是什么,？

　　通過(guò)上文分析,，讀者應(yīng)該了解到對(duì)于汽車而言，半導(dǎo)體是不可或缺的產(chǎn)品,。那么,，半導(dǎo)體究竟是什么呢，至今還不是很明確,，下面我們?cè)敿?xì)解說(shuō),。

　　半導(dǎo)體是一種電子零部件，其種類繁多,。根據(jù)性能大概分為三類：

　　其一為晶體管,，用于放大信號(hào)和電流。

　　其二為交換器（Switching）,，具有流通和切斷電流的作用,。用于逆變器（Invertor，用于控制EV,、油電混合車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流）的正是交換器,。

　　其三為二極管，用于調(diào)整電流,。它不僅可以調(diào)整線路內(nèi)的電流,，還可以用于把交流電轉(zhuǎn)為直流電等其他方向。LED（發(fā)光二極管,，已經(jīng)被廣泛用作光源）也是半導(dǎo)體的一種,。

　　IC 是把晶體管、二極管,、對(duì)于電子線路極其重要的電容器和電阻器,、排線等都埋入到硅晶圓上的集成線路，不僅用于模擬線路,，還在ECU內(nèi)發(fā)揮中轉(zhuǎn)作用,，如轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后,，并傳達(dá)給CPU。

　　LSI（Large Scale Integration）是一種將嵌入了IC功能的線路做得更細(xì)的大規(guī)模集成線路,。電腦,、智能手機(jī)、汽車ECU等使用的用于計(jì)算的CPU即為具有代表性的LSI,。近年來(lái),，得益于微縮化發(fā)展，節(jié)能化,、高效化效果顯著,，電腦、智能手機(jī)的性能也得以加速提升,。

　　但是,，車載半導(dǎo)體工作環(huán)境苛刻，有些地區(qū)甚至出現(xiàn)了因車輛操作失效致使車內(nèi)人員致死的現(xiàn)象,，因此,，信賴性、耐用性最重要,，就優(yōu)先順序而言,，如何提高半導(dǎo)體芯片的性能被排在了后面。

　　日本企業(yè)在大部分原料,、材料,、生產(chǎn)設(shè)備方面依舊占有優(yōu)勢(shì)

　　曾經(jīng)的日本在半導(dǎo)體制造業(yè)中位居全球首位，但是一次次在價(jià)格上敗給其他國(guó)家企業(yè),，如今除個(gè)別特殊領(lǐng)域的半導(dǎo)體之外,，日本陷入了全靠進(jìn)口半導(dǎo)體的境遇。就半導(dǎo)體完成品而言,，日本不敵海外半導(dǎo)體廠家,，但在上游的原材料、生產(chǎn)設(shè)備方面,，日本企業(yè)甚是活躍,。

　　如大家所熟知的一樣，日本政府曾限制對(duì)韓國(guó)出口對(duì)于生產(chǎn)半導(dǎo)體極其重要的三項(xiàng)化學(xué)品一一氟化氫,、光刻膠,、氟聚酰亞胺，這令韓國(guó)政府一度“手忙腳亂”,。然而日本企業(yè)具有優(yōu)勢(shì)的還不止以上三種材料,。日本的材料廠家、設(shè)備廠家在半導(dǎo)體必須的材料,、設(shè)備領(lǐng)域占有很大的優(yōu)勢(shì),。

　　就作為半導(dǎo)體基礎(chǔ)的硅晶圓而言,，日本供給了全球一半以上的量。此外,，日本企業(yè)也在研發(fā)其他新型半導(dǎo)體基礎(chǔ)材料，如性能更高的碳化硅,、氮化鎵,、更具成本優(yōu)勢(shì)的氧化鎵等。

　　但是,，如今日本國(guó)內(nèi)硅晶圓的消費(fèi)量?jī)H占生產(chǎn)量的10%,。未來(lái)，日本也應(yīng)該在擴(kuò)大國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體生產(chǎn)方面注入更多精力,。

　　未來(lái)車載ECU的發(fā)展呈現(xiàn)兩極化趨勢(shì)

　　如今,，汽車上不僅有引擎ECU，根據(jù)車型還有用于車內(nèi)設(shè)施,、底盤的ECU,，通過(guò)這些ECU，把信號(hào)傳遞給位于相應(yīng)末端的微控制器,，進(jìn)行控制,。未來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)更精確的控制,，應(yīng)該如何發(fā)展呢,，讓我們翹首以待。

　　就未來(lái)車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的提案而言,，主要有兩個(gè),。其一，以高性能ECU為核心,，構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò),。準(zhǔn)備一個(gè)或者兩個(gè)HPC（High Performance Computer，高性能計(jì)算機(jī)）,，再通過(guò)用于中轉(zhuǎn)的ECU,，控制終端微控制器。

　　其二,，通過(guò)提高微控制的性能,，減少ECU的負(fù)擔(dān)。通過(guò)提高微控制器的安全性,，同時(shí)也會(huì)發(fā)揮一部分ECU的作用,。

　　以上提案是汽車零部件廠家提出的？還是半導(dǎo)體廠家提出的,？他們的立場(chǎng)迥異,。如果是汽車零部件廠家提出的,，說(shuō)明他們?cè)噲D將零部件實(shí)現(xiàn)模組化、以減少零部件的數(shù)量,，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高附加值,、高價(jià)格的目標(biāo)。如果是半導(dǎo)體廠家提出的,，說(shuō)明他們希望搭載更多的半導(dǎo)體,，以提高產(chǎn)量、實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的目標(biāo),。

　　車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也分為有線和無(wú)線兩個(gè)方向,。除了要考慮安全性，還存在其他諸多利弊（如防噪音對(duì)策帶來(lái)的利弊）,，預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)根據(jù)汽車的價(jià)格區(qū)間,、地區(qū)制定最佳方案。

　　假設(shè)未來(lái)十年繼續(xù)生產(chǎn)燃油車,，那么可以預(yù)測(cè)的是,，電子控制方面的零部件還會(huì)在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上發(fā)展兩代。即使是EV也不再需要引擎,、變速箱等精密的控制元件,，對(duì)車身的控制將會(huì)更精密。

　　如今,，汽車的電動(dòng)化發(fā)展突飛猛進(jìn),，人們普遍關(guān)注的是電機(jī)和電池。但是不管是引擎還是電機(jī),，如果沒(méi)有半導(dǎo)體,，它們都無(wú)法工作。對(duì)于汽車而言,，半導(dǎo)體就相當(dāng)于人類的大腦,、眼睛、耳朵,。日本要想在未來(lái)繼續(xù)在汽車行業(yè)有所作為,，掌握半導(dǎo)體至關(guān)重要。