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轿车电子:半导体工业下一波开展的助推力

在汽车技术的革新中,70%来自汽车电子,而汽车电子产品在汽车中所占的比重已达到四分之一以上,为了满足安全、舒适、节能以及智能化等创新需求,汽车搭载半导体组件的比例正在逐年增加。全球每年汽车总产量已

  在轿车技能的改造中,70%来自轿车电子,而轿车电子产品在轿车中所占的比重已到达四分之一以上,为了满意安全、舒适、节能以及智能化等立异需求,轿车搭载半导体组件的份额正在逐年添加。全球每年轿车总产量已超越6500亿辆,以半导体组件的需求为例,依据Strategy Analystics的核算,2004年全球车用半导体的商场规模达133亿美元,较2003年的122亿美元生长了9%,跟着轿车电子的敏捷遍及,机械式组件现已渐渐被半导体组件所替代,半导体技能将为轿车供给更为智能化以及安全的驾驭环境,估量2008年全球车用半导体的商场规模将打破180亿美元。因而,轿车电子被喻为引领半导体工业开展的新方向。


车用微操控器需求继续生长


  依据Strategy Analytics的分类,动力传动体系(发动机操控、动力转向)、底盘操控体系(制动、循迹防滑操控体系、方向操控、悬挂体系)、 安全体系(安全气囊、ABS/稳定性、线控安全等)、车身操控体系 (开关操控、电动车窗操控、车门操控、前照灯操控)、保安体系(遥控车锁、侵略警报、无源遥控开锁)、信息文娱体系(文娱、服务、移动通讯、信息处理、GPS导航体系等)六大项,傍边运用到的半导体组件包含微操控器、微处理器、传感器、模仿及逻辑组件、电源、显现器等等,而在这些琳琅满目的轿车电子组件中,微操控器扮演着最中心的人物。
 
  现在一部中档轿车选用的MCU数量大约是40至50片,而高级车型可到达80乃至100片之多。在产量部分,依据IC-Insights核算, 2004年全球车用微操控器商场约为44.7亿美元,估量到2008年将到达66.2亿美元,年复合均匀生长率为13%。表1所示为现在车用微操控器的首要运用范畴,8位和16位MCU因其本钱优势占有着车用微操控器商场的主导地位,而32位MCU多用于高级车型。能够看出,跟着轿车电子体系的功用需求日趋杂乱,车用微操控器也一路从低端向高端演进。
 
  现在16位MCU正替代8位MCU成为车用MCU中增加最快的器材,16位MCU也完全能够支撑现已被认可的CAN/LIN车内网络总线协议。例如,飞思卡尔新推出的16位MC9S12X MCU,依据该公司的HCS12架构,面向CAN总线网络和车身操控等轿车多路运用、仪表板、车门和底盘节点。据飞思卡尔称,该芯片具有32位MCU的功用,一起又保留了现有16位MC9S12 MCU系列产品的低本钱、低功耗、低EMC和高代码尺度功率等长处。
 
  还有瑞萨添加了24款契合轿车和工业设备商场需求的16位R8C/Tiny系列闪存MCU,分为六大系列_48 引脚的R8C/20、R8C/21、R8C/22和R8C/23,以及,52引脚的R8C/24和R8C/25。其间R8C/22和R8C/23系列供给了CAN接口,且一切系列都供给LIN接口的功用。Maxim推出了16位MAXQ20 车用MCU,Maxim轿车事务部的事务办理履行总监Kent Robinett介绍说,MAXQ20选用了依据RISC的MAXQ内核,仅在电路需求时钟信号的瞬间供给时钟信号,下降功耗的一起也最大程度的减少了时钟噪声对灵敏的模仿电路的影响。这款芯片集成了12位的ADC和DAC以及128kB闪存,运用CAN2.0B接口和4线SPI接口拜访轿车外设。
 
  高功用32位MCU在轿车电子范畴的运用也在敏捷扩展,往后会成为轿车动力体系、安全操控、多媒体信息文娱的主角。除了依据Power PC的MPC系列以外,飞思卡尔发布了首个依据ARM架构的MAC7100 32位微操控器MCU系列,其需求重点是车身、底盘和安全功用。 飞思卡尔着重选用ARM架构的优点是能够充分利用现有的规范东西来缩短规划周期, 32位MAC7100 MCU系列支撑多种轿车电子体系的杂乱规划需求,包含温控体系、气囊以及电动辅佐转向器。瑞萨也发布了集成CAN总线接口和1.5MB大容量闪存的32位微操控器SH7059,此芯片可完成引擎操控的准确操作,是现在瑞萨高功用闪存MCU产品线上的主力产品。
 
  另一方面,DSP也在越来越多地进入轿车范畴。TI (上海)有限公司的安慧涛表明,面向轿车信号处理运用的DSP应具有很宽的功用指标,比方TI的TMS320C2000x系列DSP具有相似MCU的外设集成,一起也能够在轿车等级的-40到+120℃的环境中作业,适宜制动、防盗、安全气囊以及电子助力转向等运用, 而TMS320C5000x系列能够满意高功用密布核算,例如车载免提音频体系。
 
车内网络总线不断扩展
 
  车内网络体系用于衔接轿车中的各个电子操控单元,总线是其关键地点。现已被广泛认可的CAN/LIN总线正在得到有用布置。在今日的轿车中,车身和动力传送体系都衔接到CAN总线上,并凭借LIN进行外围子体系的操控。长途信息处理和多媒体音视频传输,这些都可由依据光纤的MOST协议来完成。现在另一种新式的总线FlexRay现已引起业界的广泛重视。
 
  FlexRay通讯技能不光为轿车运用供给了高速(10Mbps)且牢靠的数据传输,而且可完成容错分布式体系。该技能在轿车中的布置和运用首要依赖于具有本钱效益的适宜的半导体产品。现在,飞利浦、英飞凌、瑞萨等公司都现已参加FlexRay联盟,而且这些厂商正在活跃推出支撑FlexRay总线的产品。飞思卡尔发布了可与其16位和32位MCU无缝接口的FlexRay协议操控器 MFR4200。而飞利浦推出了首个车用10Mbps FlexRay总线驱动器—TJA1080,可一起支撑总线和星形网络。飞思卡尔将在其MPC55xx 和MAC7x00等系列轿车电子产品中集成FlexRay协议引擎。而飞利浦也将在其ARM7 SJA20xx和ARM9 SJA25xx等轿车微操控器解决计划中集成FlexRay功用。两家公司还宣告将同享FlexRay协议引擎规划和依据体系C言语的软件模型,以确保各自的FlexRay器材产品的兼容性。
 
  瑞萨将在其车用MCU中运用Robert Bosch公司的FlexRay通讯操控器IP,方针是在一个封装中完成完好的FlexRay体系解决计划。瑞萨半导体办理(我国)有限公司轿车电子行销中心总经理崛田慎吉表明,关于车内网络,瑞萨的闪存MCU大多供给CAN和LIN接口,关于线控安全和FlexRay,瑞萨亦活跃推进轿车规范的制定以及规范的实用化。瑞萨在2004年参加了轿车开放体系架构(AUTOSAR)安排以及日本轿车软件渠道和架构(JasPar)安排,这两个安排致力于为轿车操控体系制定规范化的软件和模块接口。
 
车载信息文娱商场鼓起
 
  轿车电子范畴最具吸引力且生长最快的部分为车载信息文娱体系( Car Infotainment System),现在北美是CIS最首要的商场,依据Frost Sullivan核算,2004年北美区域文娱及导航体系的营收达26.43亿美元,较2003年生长四成左右。欧洲和亚太区域开展尽管相对较慢,但商场生长潜力也不容小觑。顾客对车内信息沟通与影音文娱的需求是驱动这一工业快速生长的重要要素。信息文娱体系将占有轿车电子商场的最大份额。
 
  以DVD为根底的多声道盘绕立体声后座文娱体系、免提无线电话、驾驭员信息体系(路况信息、交通讯息)、卫星导航、高品质音频播映体系等等均逐步被运用在轿车内。具有上述这些功用的车载信息文娱体系也成为轿车半导体供给商竞赛的焦点地点。
 
  飞思卡尔携手IBM等公司开发了依据其760MIPS MPC5200处理器的MobileGT Total5200规划渠道,该渠道定坐落长途信息处理和驾驭员信息体系运用,其上能够集成语音辨认、无线通讯、导航、长途信息处理、播送和因特网衔接等技能。Metrowerks也推出了MobileGT Total5200的Linux板支撑包(BSP),支撑从板拼装、Linux内核级调试到运用生成及测验的全开发进程。而且供给Linux BSP的免费下载。面向下一代的车载信息终端产品,瑞萨引入了3D图形引擎CPU和特别视觉效果功用,推出了针对轿车3D图形导航运用、3D长途信息处理接口以及3D文娱体系渠道计划。
 
  轿车音频文娱产品比重占到车载信息文娱商场的一半以上,在这一范畴内飞利浦半导体具有适当高的商场分额,飞利浦半导体全球轿车商场出售副总裁Drue Freeman表明,现在
 
  全球每三部轿车中就有一部选用了飞利浦半导体的轿车无线电芯片。飞利浦的TEF690x系列单片模仿轿车无线电解决计划供给了完好的前端调和谐模仿信号处理功用,比双芯片解决计划的体系本钱低出20%到30%。选用大容量闪存和硬盘驱动(HDD)构成的车载音频播映器计划也值得重视,例如飞利浦半导体的Nexperia系列的最新音频处理器PNX0106,以及瑞萨的SH7760 MCU,两者都可完成MP3播映功用。
 
OLED进入车用显现范畴
 
  跟着卫星导航以及车载影音文娱需求的鼓起,轿车装置显现器的份额正在显着提高。2004年全球约有16%的轿车具有显现器,即到达1080万台,比上年增加了33%。估量未来3-5年车用显现器出货量仍可保持19%的年增加率。
 
  车用显现器首要用途为行车导航以及影音文娱两大类。现在所运用的显现器高达90%是TFT-LCD,STN-LCD仅占5%,且比重仍在下滑中。车用显现器皆着重对比如温度、湿度、振荡、强光等外界环境要素的适应能力,此外对亮度、视角、反应速度等方面要求也更高,而不同显现技能在功用体现上各有其优缺点。例如TFT-LCD的寿数、分辨率优于有机发光二极管(OLED)和真空荧光管显现器(VFD),然而在视角、反应速度及薄型化方面,OLED体现更胜一筹。因而车用显现器将朝向多元化开展,而非仅局限于TFT-LCD。
 
  OLED进入轿车商场的脚步才刚刚迈开,其运用仍首要会集在轿车音响以及仪表盘照明体系,对比度高及无视角约束是OLED的最有利之处,大规模量产化将推进OLED本钱显着下降,然后抢占TFT-LCD的商场份额。例如,悠景(Univision)开发了一种共同的仅需求1~2个驱动器的PMOLED面板,与大部分需求多个驱动器外加一个操控器的解决计划比较,本钱得到了有用节约。

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