汽車主動(dòng)安全發(fā)展趨勢(shì)：智能化和交互化

　　近年來，汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)發(fā)展迅猛，市場(chǎng)潛力巨大，“智能化”和“交互化”將成為未來發(fā)展趨勢(shì)。羅姆半導(dǎo)體（上海）有限公司設(shè)計(jì)中心應(yīng)用技術(shù)二部高級(jí)經(jīng)理周勁表示，越來越多的新技術(shù)都將會(huì)融入到行車安全中，車載網(wǎng)絡(luò)、光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)、聲納傳感等一系列高精尖技術(shù)將不斷為主動(dòng)安全系統(tǒng)注入活力?？梢韵嘈盼磥淼钠囈欢〞?huì)越來越安全、越來越人性化。結(jié)合羅姆特色產(chǎn)品系列在汽車安全未來發(fā)展趨勢(shì)中的表現(xiàn)，周勁進(jìn)行了詳細(xì)介紹：

　　圖 羅姆半導(dǎo)體（上海）有限公司設(shè)計(jì)中心應(yīng)用技術(shù)二部高級(jí)經(jīng)理 周勁

　?。?）智能化

　　汽車是MEMS傳感器市場(chǎng)內(nèi)的一個(gè)大細(xì)分市場(chǎng)，車用傳感器的主要關(guān)注點(diǎn)是保證安全、駕乘體驗(yàn)和節(jié)能。比如安全氣囊在傳感器的幫助下能夠更好地識(shí)別乘客類型，從而采取不同的保護(hù)措施。與此同時(shí)，羅姆旗下的Kionix公司也陸續(xù)推出一系列針對(duì)主動(dòng)行車安全的解決方案。MEMS 加速度傳感器在汽車中有著眾多應(yīng)用，包括用于碰撞檢測(cè)、車輛穩(wěn)定性控制、平順性控制、導(dǎo)航、側(cè)翻檢測(cè)、電子制動(dòng)控制、車輛安全、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)、坡道起動(dòng)輔助系統(tǒng)、輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等等的傳感器。Kionix能夠提供各種傳感器產(chǎn)品來滿足這些汽車應(yīng)用。比如Kionix的主打產(chǎn)品“加速度傳感器”除了在傳統(tǒng)的安全氣囊中成為標(biāo)配，還被廣泛應(yīng)用于主動(dòng)懸掛、發(fā)動(dòng)機(jī)缺火、電子穩(wěn)定性等主動(dòng)安全設(shè)備中。

　　（2）交互化

　　越來越多的主動(dòng)安全系統(tǒng)會(huì)向司機(jī)提供信息或發(fā)出警告，充當(dāng)著駕駛輔助系統(tǒng)的角色，而司機(jī)也可以根據(jù)需要對(duì)它們進(jìn)行控制與管理。利用攝像機(jī)和圖形處理技術(shù)識(shí)別障礙物，再加上主動(dòng)防撞、自動(dòng)巡航、白線識(shí)別等各種預(yù)警裝置的啟用，給司機(jī)帶來了豐富的路況及交通信息，更給安全行車增加了保障。

　?。?）視頻處理

　　針對(duì)車輛行駛中各種復(fù)雜的戶外環(huán)境，為保證成像品質(zhì)，羅姆多年前推出的視頻編碼器“BU6521KV”在業(yè)界取得了不錯(cuò)的口碑與量產(chǎn)實(shí)績(jī)。其將內(nèi)置AIE功能（AIE功能：羅姆采用硬件進(jìn)行圖像處理的技術(shù)）的數(shù)字視頻解碼器加入了霧圖像補(bǔ)正的功能，能夠?qū)ъF的圖像補(bǔ)正至近似晴天的圖像，使物體和文字清晰顯示。并且，通過AIE功能可以修正逆光和低光亮度圖像。憑借這些圖像補(bǔ)正功能，提高多種環(huán)境下的圖像視覺辨識(shí)性，保障行車安全。另外，圖像處理通過硬件實(shí)現(xiàn)，有效減輕系統(tǒng)運(yùn)算負(fù)擔(dān)，并且可以通過軟件設(shè)置為“手動(dòng)”、“自動(dòng)”模式，實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)。

　　此外，羅姆旗下LAPIS Semiconductor作為音視頻領(lǐng)域的佼佼者，面向車載設(shè)備的圖像LSI擁有豐富的車載采用業(yè)績(jī)，具備以高可靠性為基礎(chǔ)的模擬、數(shù)字混合信號(hào)的高畫質(zhì)技術(shù)，并且通過充分的技術(shù)支持，縮短客戶的產(chǎn)品開發(fā)周期。LAPIS Semiconductor推出的針對(duì)車載監(jiān)控和導(dǎo)航的視頻解碼芯片“ML86V76652”，在視頻解碼的同時(shí)還可以靈活的在顯示屏上添加各種符號(hào)與標(biāo)識(shí)，給司機(jī)提供更加智能化的信息。

　　
圖1 針對(duì)車載監(jiān)控和導(dǎo)航的視頻解碼芯片“ML86V76652”

　?。?）汽車信息娛樂遠(yuǎn)程化

　　未來汽車信息娛樂系統(tǒng)和汽車遠(yuǎn)程信息通信系統(tǒng)的融合是一種趨勢(shì)，比如利用遠(yuǎn)程無線技術(shù)，用3G/WiFi等進(jìn)行通信、下載等，這種趨勢(shì)已經(jīng)部分地開始。羅姆看好這一未來市場(chǎng)前景，憑借旗下LAPIS Semiconductor擅長(zhǎng)的無線通信IC、MCU、藍(lán)牙低功耗LSI等數(shù)字產(chǎn)品，以及自身擅長(zhǎng)的模塊技術(shù)，將兩者融合，發(fā)揮集團(tuán)增效。

　　周勁從MEMS傳感器、視音頻編碼器以及無線技術(shù)等特色產(chǎn)品系列出發(fā)闡釋了汽車安全市場(chǎng)的智能化、交互化、遠(yuǎn)程化等重要發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)此，羅姆將發(fā)揮集團(tuán)增效，以高可靠性產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)對(duì)不斷變化的汽車電子市場(chǎng)，助力打造安全、舒適的駕車體驗(yàn)。

　　借力SiC功率元器件，羅姆推動(dòng)EV/HEV市場(chǎng)增量

　　隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，低排放甚至零排放的混合動(dòng)力汽車和清潔能源汽車如純電動(dòng)車漸漸走進(jìn)市場(chǎng)。對(duì)于EV/HEV而言，功率器件的溫度穩(wěn)定性、電源（電池）使用效率以及大功率條件下的工作狀態(tài)等問題至關(guān)重要。周勁強(qiáng)調(diào)，想要解決這些問題，新型半導(dǎo)體材料如SiC的開發(fā)和應(yīng)用將是必然趨勢(shì)。針對(duì)市場(chǎng)日益成長(zhǎng)的混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車市場(chǎng)，羅姆致力于擴(kuò)充以SiC為核心的功率元器件產(chǎn)品線。

　　相較于Si組件，SiC組件/模塊由于電力轉(zhuǎn)換時(shí)損耗更少、材料性能更佳，因此其在電動(dòng)車以及鐵路等電力電子技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用備受期待。周勁表示，羅姆在2010年成功實(shí)現(xiàn)SiC-SBD和SiC-MOSFET兩種SiC組件的量產(chǎn)，并于2012年3月率先成功將“全SiC”功率模塊投入量產(chǎn)。羅姆的“低VF SiC肖特基勢(shì)壘二極管”能提供更低損耗及更低的正向電壓，同時(shí)還能提供只有SiC才能實(shí)現(xiàn)的高速開關(guān)。

　　圖2 羅姆的低VF SiC肖特基勢(shì)壘二極管

　　近年來隨著EV/HEV的不斷普及，為了進(jìn)一步提高性能，對(duì)動(dòng)力單元的逆變器電路小型化的要求高漲。一方面，為了實(shí)現(xiàn)逆變器電路的小型化，車載用柵極驅(qū)動(dòng)器的小型化勢(shì)在必行。此外，在車載特有的苛刻的驅(qū)動(dòng)環(huán)境中，為確保逆變器電路的安全性，不僅需要各種保護(hù)功能，同時(shí)為防止駕駛員觸電，作為絕緣組件必須配備光耦等外置零件。另一方面，有望內(nèi)置于新一代EV/HEV的SiC組件用于逆變器電路時(shí)，解決其高速開關(guān)性能所導(dǎo)致的噪音也已成為重大課題。羅姆采用獨(dú)創(chuàng)的微細(xì)加工技術(shù)，開發(fā)出片上變壓器工藝，進(jìn)而成功實(shí)現(xiàn)了“內(nèi)置絕緣元件的柵極驅(qū)動(dòng)器BM6103FV-C”。該產(chǎn)品無需外置零件，同時(shí)通過采用小型封裝，與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，安裝面積減少了約50％。

　　圖3 羅姆的車用內(nèi)置絕緣元件的柵極驅(qū)動(dòng)器BM6103FV-C

　　圖4 一般的逆變器電路在EV/HEV中的應(yīng)用實(shí)例

　　此外，羅姆推出了面向車載開發(fā)出高溫環(huán)境下亦可使用的“超低IR肖特基勢(shì)壘二極管“RBxx8系列”。與傳統(tǒng)的車載用整流二極管相比，可降低約40%的功耗，非常有助于電動(dòng)車（EV）和混合動(dòng)力車（HEV）等要求更低功耗的電路節(jié)能。羅姆通過采用最適合高溫環(huán)境的金屬，實(shí)現(xiàn)了業(yè)界頂級(jí)低IR化。與傳統(tǒng)的SBD相比，IR降低到約1/100，使高溫環(huán)境下的使用成為可能。

　　圖5 羅姆的超低IR肖特基勢(shì)壘二極管“RBxx8系列”

　　今后，羅姆將繼續(xù)推進(jìn)SiC-IPM（智能功率模塊）等的開發(fā)，不斷完善SiC相關(guān)產(chǎn)品的陣容，并且提供進(jìn)一步滿足混合動(dòng)力汽車及電動(dòng)車的需求。

　　最后，周勁補(bǔ)充道，在嚴(yán)酷的車載環(huán)境中，使用羅姆的SiC（碳化硅）元器件，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化、低功耗化。優(yōu)異的高耐壓、高耐熱性能使其在比以往更狹小的空間和更嚴(yán)苛的環(huán)境下得以使用。比如，通過在混合動(dòng)力車、電動(dòng)汽車中使用，大幅降低燃油消耗率，擴(kuò)大車內(nèi)空間。另外，EMC、溫度、可靠性和穩(wěn)定性不僅需要器件本身的可靠和穩(wěn)定，還對(duì)整體方案設(shè)計(jì)提出更高的要求，羅姆發(fā)揮綜合性半導(dǎo)體廠商優(yōu)勢(shì)，憑借豐富的產(chǎn)品線提供完整的汽車電子方案。

　　未來智能汽車蓄勢(shì)待發(fā)，羅姆發(fā)力中國(guó)市場(chǎng)

　　數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的汽車市場(chǎng)。2017年，預(yù)計(jì)中國(guó)汽車年產(chǎn)量將達(dá)3，000萬輛（占全球1.071億輛總產(chǎn)量的28%）；2012年至2017年中國(guó)汽車產(chǎn)量年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為11%。

　　針對(duì)日益增長(zhǎng)的中國(guó)汽車電子市場(chǎng)，周勁強(qiáng)調(diào)，在市場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)上，包括日系品牌的EV以及混合動(dòng)力車，都有羅姆的輔助設(shè)計(jì)參與其中。再者，針對(duì)已在中國(guó)大陸成立亞洲總部或設(shè)計(jì)中心的歐美車企及配套商，羅姆在深圳和上海的設(shè)計(jì)中心可以根據(jù)這些客戶的需求，及時(shí)提供有針對(duì)性的技術(shù)支持服務(wù)。

　　另外，面向中國(guó)自主車型及配套供貨商，由于中國(guó)的汽車企業(yè)具有升級(jí)換代快、成本控制嚴(yán)等特性，因此羅姆采取靈活策略，在提供技術(shù)服務(wù)方面加強(qiáng)力度，通過輔助設(shè)計(jì)和測(cè)試來為企業(yè)排憂解難。比如羅姆擁有自己的EMC實(shí)驗(yàn)室，可以幫助客戶分析汽車電路設(shè)計(jì)中棘手的電磁干擾問題，并提出對(duì)應(yīng)解決方案，可以大大縮減客戶的測(cè)試驗(yàn)證周期、降低設(shè)計(jì)成本。通過這種方式，羅姆已經(jīng)成功地為國(guó)內(nèi)客戶完成了一些方案應(yīng)用。

　　中國(guó)市場(chǎng)將成為未來汽車電子的重要市場(chǎng)之一，羅姆將會(huì)一如既往地根據(jù)本地客戶的需求，發(fā)揮綜合性半導(dǎo)體廠商優(yōu)勢(shì)，不僅提供從分立元器件到IC的眾多車載電子產(chǎn)品，并且憑借豐富的產(chǎn)品線提供完整的汽車電子方案，實(shí)現(xiàn)更加安全、舒適、智能的駕駛體驗(yàn)。

本文轉(zhuǎn)摘自電子發(fā)燒友網(wǎng)《汽車電子特刊》5月刊

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