意法半導(dǎo)體在汽車電子領(lǐng)域概況

21ic訊 當(dāng) Carl Benz于1886年獲得世界第一項汽車專利時，他很可能沒有想到電子技術(shù)將會幫助他的機械發(fā)明取得巨大進(jìn)步。事實上，在 1960年以前，汽車技術(shù)的進(jìn)步在很大程度上是機械工程的進(jìn)步，收音機是汽車上唯一的重要電子產(chǎn)品。

然而在過去的50年來，汽車設(shè)計的進(jìn)步對電子技術(shù)的依賴程度不斷提高，以至于在一輛新車內(nèi)，半導(dǎo)體平均占比接近300美元1。結(jié)果，汽車電子應(yīng)用是半導(dǎo)體市場上增長最快且最穩(wěn)健的細(xì)分市場，2011年至2016年2間全球銷售收入年增長率預(yù)計為8.8%。汽車產(chǎn)量持續(xù)增長和電子技術(shù)在提高汽車的可靠性、安全性、性能、環(huán)保、駕乘舒適性、便利性等方面發(fā)揮的重要作用是汽車電子應(yīng)用市場迅猛增長的主要動力。此外，混和動力汽車和純電動汽車的問世將進(jìn)一步提升電子技術(shù)在未來汽車平臺中的重要作用。

作為為所有重量級汽車廠商提供芯片的全球汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商三強3之一，意法半導(dǎo)體擁有獨一無二的先進(jìn)技術(shù)平臺，通過與主要客戶密切合作以及對汽車市場的熟知，始終不渝地專注產(chǎn)品質(zhì)量。公司的汽車解決方案涵蓋所有主要的汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域：安全、動力總成、車身及信息娛樂。

安全

意法半導(dǎo)體提供各種各樣的車上乘客安保方案，包括安全氣囊、防抱死制動、牽引力控制、電動助力轉(zhuǎn)向和懸掛系統(tǒng)等汽車系統(tǒng)用電子元器件。意法半導(dǎo)體是全球第一大汽車安全氣囊和防抱死制動系統(tǒng)(ABS)半導(dǎo)體供應(yīng)商，這兩類產(chǎn)品在汽車安全電子元器件中占比最高。

意法半導(dǎo)體不僅是新應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域的先驅(qū)，還是先進(jìn)安全技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，安全系統(tǒng)運用對汽車狀態(tài)和駕駛環(huán)境的掌握來避免或最大限度降低意外交通事故，預(yù)計在2015年前安全系統(tǒng)將會成為汽車的標(biāo)配。

例如，意法半導(dǎo)體與Mobileye合作研制的汽車視覺輔助駕駛系統(tǒng)級芯片。這些先進(jìn)的系統(tǒng)級芯片運用意法半導(dǎo)體的高動態(tài)范圍攝像頭為主動安全解決方案提供偏航報警、正面碰撞報警、視覺/雷達(dá)融合和行人監(jiān)測功能。歐美及日本等國的一些一線供應(yīng)商和機車制造商已將這些解決方案部署在100多萬輛汽車內(nèi)。

意法半導(dǎo)體的隨動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)是另一個提高公路交通安全的方案，能夠根據(jù)汽車當(dāng)

前位置自動調(diào)控頭燈水平照射高度和角度。

動力總成

從簡單的摩托車，到復(fù)雜的多缸直噴汽油發(fā)動機(GDI)和共軌柴油發(fā)動機，意法半導(dǎo)體提供各種發(fā)動機管理硅解決方案。意法半導(dǎo)體的解決方案涵蓋高成本效益的整合系統(tǒng)以及最先進(jìn)的電子控制解決方案。

各國政府的廢氣排放法規(guī)和能源問題是推動發(fā)動機管理技術(shù)發(fā)展的源動力。意法半導(dǎo)體與主要的汽車OEM廠商合作開發(fā)新應(yīng)用，以更好地控制燃油噴射系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)油降耗的目的。這些應(yīng)用包括各種先進(jìn)技術(shù)，如VVT(可變氣門正時)和 GDI(汽油直噴)。

先進(jìn)的VVT芯片整合并同步可變曲軸正時和氣門升起、可變壓縮比和進(jìn)氣歧管調(diào)諧功能，以提高汽車的燃油經(jīng)濟性。在 GDI 發(fā)動機內(nèi)，燃油是直接噴射至氣缸內(nèi)，無需在一個單獨的進(jìn)氣門內(nèi)混合燃油與空氣，這種機制可更精確地控制燃燒和排放過程，將燃油經(jīng)濟效率和廢氣排放效率較普通汽油機提高 25%。

意法半導(dǎo)體的先進(jìn)技術(shù)可實現(xiàn)更領(lǐng)先的汽車技術(shù)創(chuàng)新，包括集成機械、電子和計算技術(shù)的“機電”解決方案，這些創(chuàng)新成果適用于接線盒、車門區(qū)模塊和車身控制模塊。 意法半導(dǎo)體開發(fā)各種機電式汽車電子控制應(yīng)用，如取代油門踏板與節(jié)氣門之間線纜的電子節(jié)氣門和先進(jìn)增壓器控制系統(tǒng)。

車身與便利設(shè)備

今天的車身由無數(shù)個互聯(lián)的電子系統(tǒng)組成，包括車頂和車門區(qū)控制、HVAC(暖通空調(diào))系統(tǒng)、座椅控制、雨刷和照明控制。電子元器件在汽車內(nèi)的占比一直在提高，同時對提升可靠性和診斷功能的要求也在提高。

意法半導(dǎo)體發(fā)明了“智能”接線盒的概念，智能接線盒是汽車的智能電源和開關(guān)中心，集成車內(nèi)外照明和雨刷等功能，采用一個由可升級的軟硬件模擬構(gòu)成的完整架構(gòu)。

作為汽車照明電子市場上無可爭議的領(lǐng)導(dǎo)者，意法半導(dǎo)體擁有獨有的VIPower硅技術(shù)和全面的應(yīng)用知識，提供車內(nèi)外白熾燈和LED或氙燈照明系統(tǒng)半導(dǎo)體解決方案。

意法半導(dǎo)體的高集成度車門模塊智能功率器件在車門內(nèi)集成所有的控制功能和功率電路，包括電動后視鏡、電動車窗、電動車門鎖、燈光和控制面板。意法半導(dǎo)體是車門區(qū)電子市場的領(lǐng)導(dǎo)者，為整合執(zhí)行器和電源管理功能的下一代產(chǎn)品鋪平了道路。

汽車信息娛樂

意法半導(dǎo)體的汽車信息娛樂與導(dǎo)航產(chǎn)品包括完整的數(shù)字收音機、導(dǎo)航和遠(yuǎn)程信息處理以及車內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)解決方案。公司擁有多年積累的技術(shù)專長和豐富的IP知識產(chǎn)權(quán)組合，支持現(xiàn)行和未來所有的提高駕駛體驗的融合服務(wù)。

憑借其20余年的 AM/FM 收音機技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗，意法半導(dǎo)體位居數(shù)字收音機技術(shù)領(lǐng)域的最前沿，成為全球最大的數(shù)字收音機半導(dǎo)體元器件供應(yīng)商，截至目前，數(shù)字收音機芯片出貨量已超過8000萬件。公司承諾支持國際主要的地面數(shù)字廣播和衛(wèi)星數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)，包括 HD Radio、Eureka-147系列(DAB, DAB+,DMB-A)、Digital Radio Mondiale 和 Sirius/XM，以及歐洲衛(wèi)星數(shù)字廣播(ESDR)。

意法半導(dǎo)體生產(chǎn)所有的汽車收音機半導(dǎo)體元器件，包括調(diào)諧器、基帶處理器、多媒體處理器和播放器，并在信號接收能力和功耗方面進(jìn)行了設(shè)計優(yōu)化，使其能夠在惡劣的接收環(huán)境中正常接收廣播，將功耗降至最低水平?，F(xiàn)在意法半導(dǎo)體的工程師運用其掌握的技術(shù)專長正在研發(fā)多標(biāo)準(zhǔn)地面數(shù)字收音機，近期推出了業(yè)界首款能夠同時接收處理AM/FM和多種制式數(shù)字廣播(如DAB+)的數(shù)字收音機芯片組。配備全部軟件棧，支持多個不同的廣播標(biāo)準(zhǔn)，意法半導(dǎo)體的多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字廣播芯片組為設(shè)備廠商研制高性能的經(jīng)濟型汽車信息娛樂系統(tǒng)提供了一條捷徑。以新一代收音機功能和增值服務(wù)為特色，如文本流和視頻信息流同步，實時天氣預(yù)報和路況信息，汽車信息娛樂系統(tǒng)將有助于提高駕駛體驗。

在衛(wèi)星廣播技術(shù)領(lǐng)域，意法半導(dǎo)體是首家在單顆芯片內(nèi)集成完整的數(shù)字衛(wèi)星解碼電路的企業(yè)，在研發(fā)從射頻到基帶信號處理的完整系統(tǒng)的過程中，公司的研發(fā)能力獲得大幅提升，使公司成為數(shù)字衛(wèi)星收音機市場的龍頭企業(yè)。在美國，大多數(shù)衛(wèi)星數(shù)字收音機都采用意法半導(dǎo)體的芯片，為衛(wèi)星數(shù)字廣播在美國的成功做出了貢獻(xiàn)。

意法半導(dǎo)體還是全球最大的汽車音頻功率放大器芯片和穩(wěn)壓器芯片廠商。公司的功率放大器產(chǎn)品陣容十分強大，包括B類、AB類、SB類(高能效)和D類功放，其中最新產(chǎn)品兼容啟停及混合動力發(fā)動機。

最新產(chǎn)品包括業(yè)首款純數(shù)字音頻D類放大器系統(tǒng)芯片，適用于汽車儀表板內(nèi)置音響系統(tǒng)控制面板。D類功放比AB類功放提高能效大約 80%，可降低發(fā)電機的電負(fù)荷，在標(biāo)準(zhǔn)機箱內(nèi)增加更多功能和聲道。作為同類首款集成數(shù)字輸入與創(chuàng)新的反饋機制的產(chǎn)品，4x135W FDA4100LV 和 4x50W FDA450LV 不再需要信號轉(zhuǎn)換電路或濾波電路，節(jié)省了印刷電路板空間和元器件數(shù)量。這些放大器還能提高大功率音頻放大器的性能，在具有發(fā)動機啟停功能的汽車或混動(電力牽引驅(qū)動器和內(nèi)燃機在不同的工作模式之間轉(zhuǎn)換)汽車內(nèi)連續(xù)無失真地播放音樂。

公司近期在大貨車、大客車、農(nóng)用車等商用車市場上推出了性能最強大的最方便使用的音頻功率放大器，大型車輛采用24V的電氣系統(tǒng)，而小客車的電氣系統(tǒng)電壓為12V。被公認(rèn)為業(yè)界首款在24V車內(nèi)直接驅(qū)動車廂揚聲器的音頻放大器，此款產(chǎn)品無需任何外部元器件，代表了意法半導(dǎo)體十分重視大型汽車市場。

此外，意法半導(dǎo)體還提供各種各樣的多功能穩(wěn)壓器，以滿足所有汽車信息娛樂市場的需求。

在公司的導(dǎo)航產(chǎn)品組合中，Teseo II 系列系統(tǒng)級芯片是業(yè)界首款單片多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，能夠接收 GPS、GALILEO、GLONASS 和 QZSS信號。因為定位精度和室內(nèi)接收靈敏度俱佳，Teseo II系列產(chǎn)品在高樓林立的都市區(qū)等衛(wèi)星信號較弱的地區(qū)可提高用戶定位精準(zhǔn)度和導(dǎo)航性能。意法半導(dǎo)體的導(dǎo)航芯片兼定位精準(zhǔn)和低功耗于一身，特別適用于個人導(dǎo)航設(shè)備、GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))模塊、船用導(dǎo)航設(shè)備、健身產(chǎn)品、車載導(dǎo)航、遠(yuǎn)程信息處理、eCall 、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)和機對機通信。

意法半導(dǎo)體Cartesio系列導(dǎo)航處理器集強大的定位性能與計算能力于一身，被用于現(xiàn)有的和新興的公路交通應(yīng)用，包括車載導(dǎo)航系統(tǒng)和便攜式導(dǎo)航系統(tǒng)和遠(yuǎn)程信息處理。此外，還可用于導(dǎo)航與車載收音機和手機組成的通信網(wǎng)絡(luò)。

意法半導(dǎo)體的媒體和連接解決方案適合汽車收音機應(yīng)用的擴展性需求。提供從CD伺服器到所有的主流解碼器、智能音頻路由器和采樣率轉(zhuǎn)換器的各種產(chǎn)品。某些產(chǎn)品內(nèi)置數(shù)字信號處理和音效電路。這些器件具有豐富的連接功能，可連接數(shù)字音樂存儲設(shè)備(U盤、SD卡、個人媒體播放器)，支持無線連接(基于主機的藍(lán)牙)和汽車音樂廣播控制專用接口。展望未來，意法半導(dǎo)體正在嘗試在先進(jìn)的車對車通信系統(tǒng)中使用無線技術(shù)，讓所有交通參與者共同提高汽車安全。

技術(shù)

意法半導(dǎo)體的市場領(lǐng)先的智能功率技術(shù)，例如BCD(雙極CMOSDMOS)和 VIPower，可將接口、控制和通信等功能與功率驅(qū)動級有效地集成在一起，實現(xiàn)高成本效益的分布式智能系統(tǒng)。這些研發(fā)設(shè)計能力被視為今天汽車電子成功的關(guān)鍵，毫無疑問，這也是意法半導(dǎo)體在過去二十年取得的成功的法寶。

意法半導(dǎo)體推出了世界首個可集成在汽車微控制器的55-nm 嵌入式閃存制造工藝。55nm eFlash技術(shù)沿用意法半導(dǎo)體在嵌入式閃存領(lǐng)域長期積累的技術(shù)知識，是公司取得市場成功的汽車微控制器90nm eFlash閃存的換代技術(shù)。新一代汽車系統(tǒng)迫切需要計算性能、能效和存儲容量更高的微控制器，以滿足汽車應(yīng)用市場的需求，例如，功

能性安全和嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)或先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)解決方案。新技術(shù)基于意法半導(dǎo)體的車用32位 Power Architecture®微控制器開發(fā)藍(lán)圖。

微控制器

意法半導(dǎo)體的微控制器包括成本效益最高的8位通用微控制器和最先進(jìn)的車用微控制器。

SPC56是新系列32位車用微控制器，其中包含針對動力總成、底盤與安全、車身應(yīng)用專門設(shè)計的產(chǎn)品。新的尖端技術(shù)，結(jié)合高性能內(nèi)核和量身定制的外設(shè)，使該系列產(chǎn)品成為最佳的平臺解決方案，取得系統(tǒng)成本與性能的最佳平衡。

基于高性能和高能效的32位 PowerArchitecture® 內(nèi)核，意法半導(dǎo)體的SPC56系列產(chǎn)品配備第三方廠商開發(fā)的各種開發(fā)工具以及內(nèi)部開發(fā)的解決方案，包括經(jīng)典的C語言編譯器、調(diào)試器和仿真器，以及先進(jìn)工具，如配置工具或自動代碼生成器。

在8位微控制器級別的產(chǎn)品中，STM8 系列8位微控制器采用經(jīng)過市場檢驗的 0.13µm 非易失性存儲器技術(shù)。最經(jīng)典的STM8AF是一款 5V微控制器，主要用于車身控制功能或者底盤系統(tǒng)輔助微控制器，工作溫度范圍擴展至 150°C，符合汽車工業(yè)的 AEC-Q100 0級標(biāo)準(zhǔn)。

近期推出的STM8AL微控制器定位于超低功耗應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車無鑰匙啟動或永久電子控制進(jìn)入系統(tǒng)或監(jiān)視子系統(tǒng)。純電動汽車或混動汽車也將受益于該系列低達(dá) 50µA的運行模式功耗或低于15µA的主動停止模式功耗(125°C)。 STM8AL 系列運用先進(jìn)模擬外設(shè)(12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、溫度控制器、DMA或LCD控制器)開創(chuàng)了新一類電子設(shè)計。

汽車級質(zhì)量

汽車市場對半導(dǎo)體工業(yè)提出了一個特別的挑戰(zhàn)。事實上，這是一個以消費類產(chǎn)品的價格獲得接近軍工質(zhì)量和可靠性的要求。汽車環(huán)境特別惡劣，工作溫度范圍在 40ºC 至+150ºC之間，高能瞬變和電池極性意外接反很常見;使焊點松動的振動非常多。此外，因為半導(dǎo)體失效引起的微小電子功能故障都會為車主帶來極大的不便。

意法半導(dǎo)體的汽車級產(chǎn)品可滿足汽車市場特殊的嚴(yán)格的要求。質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)涵蓋產(chǎn)品質(zhì)量測試和特性分析、安全產(chǎn)品批準(zhǔn)、統(tǒng)計良率分析和產(chǎn)品平均測試，以及在制造過程中的特殊篩選和測試方法。意法半導(dǎo)體的汽車級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的宗旨是實現(xiàn)零缺陷，把公司建設(shè)成為汽車行業(yè)內(nèi)最佳的半導(dǎo)體企業(yè)。

2013年1月

1, 2, 3 Strategy Analytics Oct 2012