“安全舒适”取代“娱乐视听”汽车电子系统开发“变调”
2017-06-17
AES可以说是国际车用半导体厂商、汽车电子产品供应商集中向中国用户展示其最新产品和技术的窗口,是中国汽车电子企业与汽车制造企业把握技术趋势、寻求投资与合作的重要平台。由中国汽车工程学会(SAE-China)和上海硅知识产权交易中心(SSIPEX)等联合主办的“第三届中国国际汽车电子产品与技术展览会暨汽车电子高层论坛(AES 2007)”日前在上海落幕,从本届论坛演讲话题及主推产品来看,“安全舒适”已取代以往“娱乐视听”成为国际供应商争夺中国汽车电子市场份额一个新热点。
瑞萨科技,为中国汽车电子市场“独立开发”
表现积极的瑞萨科技,以一个题为“半导体平台的技术创新”的主题演讲和“动力系MCU”、“车载网络系统”和“车载信息系统的关键器件解决方案”三个技术演讲,在AES 2007上详细阐述了其在汽车电子领域的新产品和新技术,并展出了包括FlexRay、仪表盘、车身控制器、汽车导航SoC、SH-Navi2V、SH-MobileR、SH-2A数字汽车音频系统在内的控制系统和车载信息系统等一系列最新技术及产品应用实例。
瑞萨科技在车用半导体已有20多年开发经验,主要致力于引擎控制
、底盘、仪表盘、安全气囊、车身、汽车音响、导航和车载信息系统的开发和应用,目前在全球汽车电子市场占有7%份额。在动力系统用MCU中,瑞萨SH-2A 中央处理器采用了一种超标量体系结构,比先前推出的相同频率SH-2的性能提高了1.5倍以上,体积减少25%。而瑞萨最新开发的SH-Navi2V,更是宣称为世界上第一个具有内置图像识别处理功能的高性能SoC图像识别引擎,全面超越了原有导航功能。
凭借产品研发与技术应用的领先优势,瑞萨科技以融合“安全”和“控制”为目标,提出到2011年力争将其汽车电子销售额在2006年基础上翻一番。据悉,瑞萨科技2006年在高速发展的中国汽车电子市场上的销售额已实现翻番。瑞萨科技表示,中国国产汽车已从最基本的单纯驾驶功能逐渐发展到具备引擎控制、安全气囊、汽车导航、ETC等高功能化阶段,而基于半导体的电子化应用正是中国本土厂商最为紧迫的需要,所以瑞萨在中国除继续扩展非本土客户的同时,也在大力为中国本土客户提供适合的产品解决方案。
通过实施为中国汽车电子“独立开发”战略,瑞萨与CATARC合作开发用于车身控制的ECU产品,已被沈阳中顺汽车有限公司等数家公司所采用。在为CATARC开发的仪表盘提供 MCU平台和技术支持的同时,瑞萨还参与了由中国政府推动的ITS基础构造计划。该计划主要内容是:以全球占有率60%的瑞萨汽车导航SoC为基础,瑞萨与日立共同开发、建设汽车导航/ITS系统。此外,瑞萨还计划与中国高校在引擎控制、EPS、CIS/汽车导航等32位MCU应用领域开展合作。瑞萨科技汽车应用技术第二部部长山内直树说:“瑞萨针对中国市场的目标是:到2011年汽车电子半导体销售额要在现有的基础上翻三番。”
美光科技,CIS将朝着多功能、集成化、智能化、微型化方向发展
整体而言,美光科技(Micron)目前已是全球CIS第一大厂,其在拍照手机等消费电子市场的成功,正在设法向车用影像CIS应用领域延伸。美光科技强调,要满足汽车安全、舒适、环保的需求,CIS的应用已显不可阻挡之势,特别是CIS应用于车载影像系统的优势正越来越明显,已经吸引CCD传统阵营日本公司的兴趣,如Sony现在也在开发CMOS产品了。美光科技影像集团新兴应用市场总监Curtis Stith表示,“到2010年CMOS将超过CCD应用比例,目前在车载影像系统应用处领先地位的日本汽车厂商,将是CIS最终战胜CCD的关键目标,这也是美光进入CIS车用市场的信心所在。”
尽管美光科技CIS产品进入车用市场仅不到一年时间,但其单功能及停车场产品已实现商用,考虑到车用市场长时间验证特性,美光在汽车电子领域进入收获期的速度不可谓不快。Curtis Stith透露,美光科技多功能CIS产品将在8个月后进入市场,而在未来15个月里,会有约40家公司的40多个车型采用公司多功能系列产品。
Curtis Stith认为,随着半导体制程的进步,汽车电子化的程度就会愈高,从引擎传动系统到车载信息系统,通过CIS的导入可以完全实现安全车辆的新境界,而CIS取代目前后视镜,更会引发人们开车习惯的改变。Curtis Stith介绍,一般多功能CIS要用5年时间才能完成设计,而在厂家那里至少也要有18个月验证时间,这对车用半导体供应商是个考验,但多功能CIS产品能使整体价格降低40%,更是CIS应用得到普及的积极因素。
2006年美光科技出资500万美元从ZiLOG手中购入一家8英寸工厂,以增强其CIS生产过程最后阶段及其它制造工序能力。而早在2002年,美光科技也是通过收购专业相机CMOS图像芯片开发商Photobit公司进入CIS市场。快速进入、快速收获、快速领先,正是美光科技捕捉并把握住新兴市场机会的能力体现。
NXP,各种总线技术将长期共存
车载网络技术标准已成汽车电子应用的决定性因素,目前世界上有近10种车辆网络技术标准,但最主要的应用则是控制器局域网CAN、局部互联协议LIN、车辆多媒体网络MOST,以及去年以来开始得到商用的具有高速容错功能的网络协议FlexRay。
至于这几种总线技术未来的走向,NXP认为开放的行业标准仍将是推动汽车行业中总线系统得以采用的驱动力,但考虑到性价比因素,每个总线系统都适合于特定的应用领域,所以在一定的时期内不太可能出现一种全能(all-in-one)系统而满足所有用户的需求,当然目前在CAN总线中的一些高端应用,今后也许会被FlexRay取代。
NXP汽车电子产品大中华区高级市场经理张建臣表示,从技术上讲FlexRay作为下一代汽车网络协议,提供了充足的带宽、可靠性和实时响应能力,以实现线控应用。该标准已开始商用并将被越来越多的汽车制造商采用也是确定无疑的,但其高成本因素决定了FlexRay在一定的时间内只能
定位于高端汽车的应用。
LIN作为CAN网络的补充,是一种低成本的通讯标准,主要应用在简单的车载系统如车内灯光、后视镜和座椅调节等非安全性部件的互联。相对于CAN,LIN更简便易用、成本也低,但LIN只是低速网络中的另一种选择方案,很难取代CAN在汽车动力总成中的主流应用地位。所以,CAN、LIN、FlexRay等网络总线各有各的应用领域。
据张建臣介绍,LIN总线将会很快被中国制造的汽车采用,只要市场有需求,NXP有足够的能力来推动CAN、LIN及FlexRay在中国市场的应用,因为NXP在欧美市场的客户多已进入中国,同时中国本土公司的产品也在快速向中高端市场推进,它们都是NXP在中国现实与潜在的客户。
据悉,中国单片机公共实验室于2005年在国内率先建立起了完整的FlexRay开发、分析、仿真、测试实验室,以推动FlexRay在国内的应用。当然,国内FlexRay总线技术产品离商用化还有相当大的距离。面对越来越激烈的汽车电子市场,张建臣表示,器件体积大小、成本高低、可靠性及上市时间将是供应商产品有无竞争力的4大关键因素。
英飞凌,不要小看中国公司的研发能力
在安全与动力系统一直保持领先水平的英飞凌,则重点向中国用户展示其车身电子解决方案的技术优势,并对中国公司在汽车电子领域的研发能力给予高度评价。在前段时间举行的 “2007车身电子解决方案研讨会”上,英飞凌科技中国市场部高级经理刘鲁伟表示,“2006年中国汽车市场车身电子的半导体器件本地设计的比例约在10%~15%之间,预计3年~4年后这一比例将会接近50%。”
在车身电子市场机会中,对半导体需求量前3位的依次是:空调约占44%,车窗控制占到22%,车灯控制应超过10%,而英飞凌是目前全球车身电子领先IC供应商,其MCU、ProFET、HiFET等产品约占25%市场份额。其中,英飞凌的空调加热系统采用PWM方案所需电流仅为0.6A,而线性方式所需电流为2A;在车窗的步进电机控制上,英飞凌采用半导体功率器件替代传统继电器方案具有保护和诊断功能;英飞凌的TLE4240/41等则是针对LED车灯的驱动器件,可将车灯寿命延长50%以上。
刘鲁伟表示,其实中国已有一些ODM在研发技术门槛更高的安全气囊和汽车电机系统,且已有少数公司开发出产品并小批量生产,而更多公司正在研发的产品可能会在2年~3年后大批量上市。“但我们绝不要小看中国公司的研发能力,中国市场对车用电子器件的需求正在迅速增长。”刘鲁伟说。
面对中国本土公司的技术进步,英飞凌也在加大其新产品开发力度,以保持其技术领先的优势。英飞凌日前发布了面向车身和网关应用的全新微控制器(MCU)系列——XC2200,该产品系列带有一个每秒可处理8000万条指令的CPU,一个具有自动CAN网关功能的外设集,以及业界第一款无需占用CPU资源的车灯监控系统,可满足现在和未来极需灵活性车身及网关应用的所有关键要求,并有望使汽车制造商软硬件开发、认证、验证和测试总体成本降低30%。
中国汽车电子突破方向在哪里?
目前汽车电子技术呈两大发展趋势:一是电子控制将逐步取代机械控制技术,二是以节能环保安全为主的主动智能控制成为趋势。汽车电子技术将朝着功能多样化、技术一体化、系统集成化、通讯网络化4大方向发展。
有数据显示,未来3年汽车电子对IC需求年均增幅将达25%以上,据了解目前国际领先市场中高端产品车身电子系统已多达50多个。面对差距,中国半导体行业协会秘书长徐小田表示,中国发展汽车电子要有自己的产业平台,但这个平台建立不是闭关的,是在尊重知识产权基础上的国际合作。信产部汽车计算平台专家组首席顾问陈清泉教授认为,中国史无前例的汽车市场发展空间,是中国汽车电子技术快速提升的核心动力。AES 2007达成的共识是:中国汽车电子技术要想真正拥有自己的核心技术、实现自主创新,必需在以下6个重点领域寻求突破:
● 以模块化的汽车电子控制软件、各种标准化的控制电路硬件、各种控制系统的控制策略开发工具等为基础的汽车电子共性关键性技术;
● 以车用数模混合及控制集成IC、导航SoC芯片、数字及模拟专用IP开发等汽车电子相关基础核心技术;
● 以先进汽油与柴油发动机电控技术、代用燃料发动机控制技术、自动变速控制等为主的汽车动力与传动电子控制技术;
● 以电子稳定控制系统(ESP)、防抱死制动系统(ABS)、电动助力转向系统(EPS)、电动汽车机电复合稳定性控制为代表的汽车底盘安全电子控制技术;
● 以多混合动力汽车的多能源管理控制系统、燃料电池汽车的高电压管理系统、电池管理系统、车用电机及其控制器等新能源汽车电子控制技术;
● 以CAN/LIN总线应用为研发重点,对传
统车身电子电器进行网络化控制改造为重点的车身网络电子控制技术。
但目前的情况是,车用娱乐因技术门槛低仍为中国供应商的主要技术开发内容,这也是国际供应商在中国转战高利润安全应用领域的主要考虑因素——本土公司目前几乎还没有形成竞争能力,就此而言,中国汽车电子供应商任重而道远。