汽车电子未来的发展趋势及挑战
导言：传统的机械式零件组件已经无法满足当代人对汽车的要求，不断地提高汽车的各项性能才是关键，汽车电子化无疑是一个重要标志。那汽车电子未来会朝哪方面发展，会遇到什么挑战呢？本文将以5大知名厂商为例，分析这一发展趋势。
据相关统计，2011年中国大陆汽车总拥有量已高达9123万辆，预计2012年的总拥有量将超过1.1亿辆。2011年中国汽车电子产品的销售额达444亿美元，同比增长了13%，2012年将继续增长15%左右，销售额将超过500亿美元。目前汽车电子化程度不断提升，2010年车载电子部件占整车成本比例的20%，到2015年这个比例将达到40%。但在2011年汽车总销量的约1850万辆中，包括混合动力车在内的中国新能源汽车市场的产销量还不足万辆，纯电动车的销量基本可忽略不计。但随着全球能源问题的不断突出，政府也在加大力度推动新能源汽车的发展，对于未来的新能源汽车市场的发展将是一大推动力。
汽车工业也面临着数字生活方式的全面推动，车载娱乐信息系统是推动未来汽车电子数字化发展的重要方面，它可以为客户提供更好的驾车体验，更方便的导航服务，更高的驾车效率，使汽车不再只是一个节点，而是一个支持多个设备连接的网络，提供非常个性化的驾车体验。但同时也要求车载娱乐信息系统产品具有高性能、低开发成本和丰富且快速满足客户要求的软件。未来的车载娱乐信息系统将可以为用户提供基于位置服务的导航应用，如实时交通信息，可避免交通堵塞从而节省时间；个性的、在线连接的娱乐，如网络广播和视频点播、网页浏览等；可无缝连接各种电子产品，如智能手机、平板电脑等；辅助驾驶，如车辆诊断、车与车之间的通信等。车载娱乐也是汽车电子制造商为客户提供的个性化、可扩展的汽车电子产品。
英飞凌：专注高效环保
在汽车电子领域，英飞凌一直专注于高能效(低碳)、低排放的产品开发及应用推广，以发动机为例，直喷、发动机小型化、高效的发动机热管理以及涡轮增压等是技术的发展趋势，而这些技术的实现离不开半导体芯片的应用。
英飞凌近日推出了用于自动变速箱液压系统线性比例阀控制的“龙”芯片—TLE82453SA，集成了高边驱动和低边驱动，具有高集成度，可以进行驱动方式灵活配置并且省去了外部的分立MOS管和续流二极管。其电流控制精度可高达±1%(-40°C~125°C)或±1.5%(-40°C~150°C)，可以加强汽车行驶中换挡的平顺性，目前市场上其他产品无一出其右。另外，随着新的HybirdPACK2600A(针床式，简称600AHP2)功率模块的推出，英飞凌完整覆盖了从混合动力到纯电动汽车驱动系统所需的所有功率等级。在此之前，英飞凌已推出了200A和400A的HybridPACK1(非针床式)、HybridPACK1Pin-Pin(针床式)以及HybridPACK2(针床式)。
目前汽车电子面临的最大挑战在于安全性，如系统的冗余等。新兴标准如ISO26262是重要的安全标准，英飞凌也与第三方权威认证机构紧密合作，推出了PRO-SIL安全平台，可以帮助客户满足ISO26262的要求。而面对日益严苛的相关汽车电子标准，英飞凌科技(中国)有限公司动力总成市场经理刘蒙表示，首先要有敏锐和具有创造性的市场团队，去跟进技术的发展趋势和相关标准的动向，并以此制定准确的产品路线图；其次，汽车级的产品从开发到生产的整个流程对质量和安全都有着极高的要求，英飞凌具有严谨的产品研发流程，产品都具有极高的质量以及零缺陷项目，可以满足严苛的质量要求。另外，英飞凌也会根据市场的发展趋势和客户要求及时调整发展战略，用最合适的策略来支持中国汽车产业的发展。他说：“我们也非常看好中国市场，在产品开发方面也积极考虑和采纳中国客户的需求，不仅与国内的关键零部件供应商建立直接的业务联系，并且也与本土车厂建立长期的战略合作伙伴关系。”
恩智浦：使车辆实现“互联”
汽车领域中90%的创新都与电子元器件有关，随着一代又一代新车的问世，电子元器件在汽车中的渗透率也不断地增长，而车载娱乐信息系统是能让驾驶者直观感受到变化的应用，它是汽车和外界的连接纽带，并不断向数字化的方向发展。汽车已经不再是一个信息孤岛，驾驶者可通过越来越多的通信方式与外界进行信息沟通，如已经广泛应用的FM/AM广播，还有现在越来越普及的车载蓝牙、3G车载通信、Wi-Fi、GPS、数字电视等，连接的方式越来越广泛，交流的信息量越来越大，传输速度也越来越快。
日前，恩智浦发布了用于车载娱乐的最新产品，基于DSP的车载软件FM/AM收音机HELIO-TEF664X系列和支持全球多制式地面数字广播解决方案CAYMAN-SAF356X系列。其中TEF664X采用了低中频技术，通过DSP进行收音机接收和处理，具有高集成度和优质的接收性能。SAF356X可以支持DAB、DAB+、HDRADIO以及DRM等制式的地面数字广播，其具有的较好兼容性和集成度能为整机生产厂家节省大量研发测试成本和生产成本，同时也可大大缩短研发周期和产品上市时间。
恩智浦认为，车载娱乐信息系统在逐渐向数字化的方向发展，如替代传统的模拟广播和电视的数字广播制式DAB、DAB+、HDRADIO以及DRM等制式的普及，声音处理方面也在从模拟音频处理向数字音频处理DSP过渡。在汽车功放方面，车载娱乐设备业在从传统的Class-AB类功放转向Class-D类功放，显示屏也从模拟屏向数字屏转换。
目前汽车电子化所面临的最大挑战是如何控制汽车能源的损耗，恩智浦一直致力于提高车辆能效，使汽车实现“互联”，包括连接车内的ECU，为汽车连接外界提供无线接口。因为中国的汽车电子市场在今后的几年里将保持快速的增长势头，恩智浦去年也将全球汽车销售与营销总部迁至上海，同时还在中国建立了全新的汽车技术中心，配备高素质的技术人员，为本土客户提供及时、专业的应用支持，加强在中国市场的部署。同时，随着汽车的互联性和安全性能的提高，汽车通信、PKE和传感器等将是今后的发展方向。
安森美：保持动力系统产品的领先地位
作为汽车电子产品的高效能供应商，安森美拥有除安全气囊外的所有汽车电子相关产品，于2011年1月收购三洋半导体后，又拓展了在汽车音响和车载娱乐方面的产品。近日安森美推出了一系列用于车载娱乐方面的产品，如适用于汽车音响及信息娱乐系统、仪表盘、导航及卫星广播等应用的低压降(LDO)稳压器IC—NCV17700和NCV47701，它们集成了输出诊断引脚CSO，可用于检测负载开路及短路事故。这两款器件仅用一颗电阻来连接CSO引脚，可提供介于10mA~350mA之间的可调节输出电流，且精确度高达±10%。另外，安森美还推出了一系列用于空间受限、对电磁兼容性(EMC)敏感的汽车娱乐及信息娱乐应用的开关稳压器。除了上述的这些产品外，安森美收购的三洋半导体可以提供音频DSP、CDDSP、模拟及数字调谐器、LCD显示屏驱动器等元器件。
在动力系统方面，安森美推出了一款符合业界最新采用FlexRay通信协议的总线收发器IC—NCV7381，它是一款极强固的单通道器件，具有高达10Mbps的数据传输速率。FlexRay是在车载网络应用中发展迅猛的新兴标准，它的数字传输速率提高了一个数量级，且具有更高的可靠性，它将是替代当前控制器区域网络(CAN)和本地互连网络(LIN)系统的最好选择。安森美还将推出能够在动力系统应用中的驱动泵、散热风扇或节气阀的系列无刷直流(BLDC)电机驱动器—LV9901，以及由三洋半导体提供将控制器和电源段集成在单个功率封装中的微型模块。
对于动力系统未来的发展趋势，安森美半导体全球汽车电子方案及市场总监贺宝康表示将会有两种趋势：一是内燃发动机(ICE)汽车将提供更大的燃油经济性；二是新一代混合动力及电动汽车，而这两种趋势由电子电路来配合完成向更清洁及更高能效的汽车的转向。贺宝康表示电池价格以及电池化学特性的不稳定等因素将是限制汽车电动化的最大挑战，另外能够支持更高电压(250~400V)及更大电流的元器件也将是一大挑战，目前使用的大多数元器件都是来自工业或白电等行业的元器件，很多无法符合汽车级的应用要求。
贺宝康也同时提到了ISO26262安全标准，该标准将影响整个汽车行业，而半导体行业也必须适应该标准。安森美目前在新产品的研发中严格依照该标准，调配资源及开发方法来达到该标准的要求。毕竟，对于驾驶员来说不仅是怎样驾驶汽车去往目的地，更重要的是安全驾驶并顺利到达目的地。
赛灵思：基于FPGA的汽车驾驶员辅助系统
赛灵思于今年的国际消费电子展(CES)上演示了针对汽车内高速数据流量传输进行优化的全球首款现场可编程门阵列(FPGA)以太网音视频桥接(EAVB)网络方案。该方案是赛灵思和数字设计公司(DDC)共同开发，可为汽车系统开发人员提供加速其应用开发所需的构架和工具，帮助他们为驾驶员和乘客提供更丰富的驾乘体验。该方案主要应用于驾驶员辅助摄像头系统、驾驶员信息和信息娱乐视频/图形/显示系统等。
该款EAVB方案在此前推出的赛灵思以太网AVB端点LogiCOREIP的基础上进行了扩展和完善，使其成为一款完整的网络接口解决方案，同时还能够灵活地满足客户独特的应用接口需求。该方案还采用赛灵思汽车(XA)Spartan-6FPGA，可提供优越的系统集成功能，降低开发成本。利用该开发套件，赛灵思客户可在FPGA上实现模块化EAVBIP核，以及与应用IP核的集成工作。例如，可以将四个摄像头环绕视图图像处理IP模块或者信息娱乐图形和显示IP模块与EAVBIP模块共同实现，在FPGA中构建完整的系统并将其与网络相连。此外，该方案还可最大化赛灵思FPGA常用系统的集成潜力，包括传统的娱乐信息连接功能(如主机处理器协芯片)以及驾驶员辅助(DA)应用等，这样FPGA就能够执行图像处理任务，从而满足环绕影像显示、盲点检测和实时车道跟踪等功能要求。
较之其它芯片器件，FPGA除了具有出色的处理、网络和连接功能等特性，还具有可重复的编程性，可随着网络标准的不断修订进行及时调整，避免整个应用延迟上市的风险。赛灵思EAVB网络解决方案也符合最新制定的IEEE802.1标准。
富士通：提高汽车电子系统集成度
无论是汽、柴油发动机汽车还是电动汽车，为了满足越来越苛刻的环保、燃油经济性、驾驶体验等方面的要求，动力控制系统中的电子控制功能占比会越来越高，尤其是电动汽车。富士通针对电动汽车的主驱动马达控制推出了最新32位的MB91580系列MCU。该系列MCU内部集成关键外设功能如RDC模块，可以缩短电机控制时间，帮助客户实现更高集成度的系统方案，降低系统成本，同时提高系统的可靠性。
在车载多媒体和娱乐方面，富士通也针对中国中低端市场推出了多种高性价比的方案，如基于MB9G711的无CD车载音响方案、基于MB91590的中央信息显示(CID)方案等。针对高端市场应用，富士通的OmniView系统解决方案可以提供真实3D的360°环视系统，比传统的2D鸟瞰系统更直观、更安全。
中国的“十二五”规划中重点提出了关于新能源汽车的一个预期，即在2015年达到50万辆，2020年达到500万辆，而在2015年的50万辆中预期将有一半左右为电动车，这对于汽车电子厂商是一次机遇。富士通非常重视中国电动汽车市场的发展，并已经针对电动汽车的电机控制、电池管理、整车控制器等关键控制系统提供合适的产品和解决方案，同时也与多家整车厂或配套厂结成了战略合作伙伴，共同进行系统开发。另外，富士通所有的汽车级产品都经过了最严格的设计和测试，并通过AEC-Q100的认证，可保证安全性、可靠性的需求。
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