据Strategy Analytics研究报告显示,未来几年,汽车电子半导体市场将以7.7% 的年均复合增长率(CAGR)稳定增长,到2010年,预计会有约216亿美元的汽车电子半导体产品在汽车中使用;每辆车中使用的半导体元件数量则将以年均9.6%的速度增长,到2010年将达到283亿美元的水平。
随着汽车电子向网络化、智能化、舒适化趋势发展的不断深入,半导体在汽车电子化中的应用规模及其作用越来越引起关注www.cechina.cn,整个行业对MCU、传感器、模拟IC等关键半导体元器件也提出更多挑战。
挑战一:海量应用带来管理复杂度提高
勿庸置疑控制工程网版权所有,高速成长的汽车电子领域使得半导体器件大有用武之地CONTROL ENGINEERING China版权所有,然而半导体器件的大量使用也会给系统管理带来很多挑战。“单就MCU而言控制工程网版权所有,在1996年,典型的汽车仅有6个MCU,到2008年,高档汽车应用MCU的数量会超过100个,这无疑使管理复杂性
“车身有很多的位置需要控制和监测,而且有很多地方的节点是非常集中的,应该把发动机、动力传动系统、感应点等分为几个ECU(电子控制单元)网络,各ECU间通过总线相连,来进行分布式控制。”飞思卡尔德国公司汽车系统工程部经理Rainer Makowitz介绍。飞思卡尔德国公司的总部位于慕尼黑,贴近世界顶尖级汽车制造商宝马、奥迪、奔驰的设计和制造中心,可谓“近水楼台”,因此在车身控制、车载信息娱乐、安全系统、动力传动系统等领域也走在世界前列。
分布式车身控制系统基于CAN/LIN总线,ECU将通过CAN总线提供稳定、可靠的低成本网络连接;电机、开关、传感器和车灯等则通过LIN进行网络连接。另外,Makowitz还谈到,车身控制需要更高的集成度,通过飞思卡尔专有的SmartMOS技术,设计人员可以将模拟、功率器件和数字电路集成在一起,从而提供更好的性能调节、简化设计,并节省电路板空间。
F1:SmartMOS提供模拟、数字、电源控制IC的集成化解决方案。
挑战二:自预警对传感器提出新需求
图像传感器和雷达技术可以为司机提供自我预警功能。Lehmann认为,新的传感需求是当前汽车电子面临的第二个挑战,对于这一功能的实现,他指出几个关键点:“车身需要安装有多个传感器,雷达器件成本的降低是一个关键因素,同时两种不同传感器的数据是可融合的。”此外,在降低成本方面,他还提到,可以用系统封装方案代替板级模块、采用标准化的卫星通讯,以及更高集成度解决方案。
以轮胎压力监测系统(TPMS)为例,Lehmann提到,美国要求在2007年8月前在所有出售的客车和轻型卡车上安装TPMS,预计未来5年轮胎传感器的需求量达到7亿只。他接着指出,飞思卡尔的TPMS解决方案MPXY8300由电容性压力传感元件、温度传感器、2轴加速度传感器、 MCU、SMARTMOS RF发射器等组成,所有这些均被集成在一个小型封装内。
而半年前,飞思卡尔首次公布的使用硅锗(SiGe)技术的77GHz频带毫米波雷达射频芯片,正是用于在配备了车间距控制系统及预防碰撞安全系统(Precrash Safety System)的汽车间进行间距检测。该芯片将发射器数量由原来的3片降到单片,并采用了专为雷达设计的First Power架构MCU,其成本仅有采用GaAs 技术的1/4,使大批量使用成为可能。Lehmann透露,该芯片会用在2010年前后推出的汽车上。
挑战三:性能、成本驱使MCU架构升级
该行业对更多处理器及更强处理性能的需求渐趋明显。Lehmann给出了这样一组数据:2008年,汽车内的ECU单元数预计将增加到60 个,这需要处理器速度达到2000MHz,MCU要具备19MB可编程存储器和1.25MB数据存储器CONTROL ENGINEERING China版权所有,晶体管数量更将