汽车技术日新月异,智能汽车的概念成为当前最热门的话题。今年的 CES 展会上英特尔、高通、恩智浦等半导体大厂均重点展示了旗下智能汽车系列的芯片产品。未来,芯片将在车载娱乐系统、车身网络、先进驾驶辅助系统、动力系统、卫星导航等领域发挥越来越重要的作用。在这些极具前景的车用电子领域,半导体厂商将如何布局?

车间通信开启高速网络商机

未来的汽车技术主要面临的挑战是降低环境的影响,提高驾驶安全和通过移动技术实现人、物与车之间的车间无障碍通信。这是业界形成的基本共识之一。因此,也就是说,未来智能汽车发展的最核心要素是要建立起一个智能平台,把人、车、社会有效连接起来,如此方能使汽车产业发展面临的交通、环境、能源、安全、娱乐、信息等问题真正得到解决。高速、安全、稳定的车用传输网络芯片成为未来一段时间的关键部件。

正是看到这一趋势,今年 CES 上,受智能手机市场见顶影响的高通公司,开始“重兵集结”车用网络通信市场,一口气推出多款汽车解决方案产品:骁龙 820A、骁龙 602A、骁龙 X12 LTE 调制解调器、骁龙 X5 LTE 调制解调器、Qualcomm VIVE 802.11ac 技术等。

根据高通的介绍,QCA65x4 Wi-Fi 芯片组与 X12 和 X5 调制解调器组合运用,通过无缝组合 Wi-Fi 和专用短程通信(DSRC),支持 Wi-Fi 802.11ac 热点,以及如 V2V(车辆与车辆)、V2I(车辆与基础设施)等安全应用的消费者特性。此外,高通还展示了已被 2017 款奥迪车型选用的骁龙 602A 处理器。该产品在 2014 年 CES 上发布,是高通首款汽车级信息娱乐芯片组,满足汽车行业标准,可在车中提供连接、信息娱乐、导航、语音质量和控制等特性。

“未来的智能汽车将具备越来越多的功能,通过集成的汽车解决方案平台支持 3G/4G 连接、车载通信(蓝牙、Wi-Fi、AllJoyn、Miracast)、信息娱乐系统、多屏多媒体,以及增强的语音和应用支持。Qualcomm 把这些功能都整合在一个高度集成的组件里,不仅可以降低汽车行业的成本,还可以为消费者提供全新的用户体验。”高通产品市场副总裁颜辰巍指出。

ADAS 带动高清图形处理需求

先进驾驶辅助系统(ADAS)可以理解为辅助驾驶者进行汽车驾驶的电子系统,它含有人机交互接口,可以增加车辆道路行进的安全性。由于世界各国的汽车安全标准、汽车电子化水平不断提高以及人们对驾驶安全需求不断增长,具备主动安全技术的 ADAS 系统呈现快速发展的势头。车用雷达能准确提供汽车行驶环境的相关数据,360 度环视系统可以即时提供车周路况信息,更是未来一段时间汽车 ADAS 系统中的重点产品。这也导致市场对高分辩率的显示芯片和高精准度的传感芯片需求大增。

恩智浦在本届 CES 上推出了目前尺寸最小(7.5×7.5mm)的单芯片 77GHz 高分辨率 RFCMOS IC 雷达芯片。据恩智浦介绍,该款车用雷达芯片的超小尺寸使其可以近乎隐形地安装在汽车的任意位置,且其功耗比传统雷达芯片产品低 40%,为汽车传感器的设计安装提供了极大便利。

据市场研究机构 IHS Research 预测,随着 ADAS 系统的广泛应用,未来几年汽车雷达传感器市场的年均增长率将高达 23%,预计到 2021 年的市场需求总量将达 5000 万部。目前恩智浦已经将该产品的工作原型交付部分关键汽车厂商,来自谷歌的工程师们已开始在其无人驾驶汽车项目中对该款芯片进行测试。

意法半导体则于近期推出了新一代车用视觉处理器。“EyeQ 系列采用 ST 28nm FD-SOI 技术设计,能侦测更多物体,提高检测精度,实现公路自动驾驶所需的更多功能,如空闲空间估算、路面轮廓重构等,监视环境条件(雾、冰、雨)和安全影响,详细了解公路状况,为自动悬挂和转向调节提供支持,实现高度自动化。”意法半导体大中华与南亚区汽车产品部战略市场经理 Marc Guedj 表示。意法半导体从 2005 年开始合作开发先进的安全驾驶技术,此前已经推出了三代视觉处理器。

 

 

 



V2X 成车联网新亮点

以“车对外界”信息交换为主要功能的 V2X 技术则是车联网的新亮点。它是继信息娱乐之后,推动汽车网络组建的新应用。如果说车联网最初的应用主要集中在安全防盗、车载功放、信息娱乐之上,那么随着人们对行车安全关注度的增加,未来车对各类物体形成快捷通信、辅助人们进行安全驾驶的技术,将得到快速发展,成为推动车载网络发展的新动力。

V2X 技术的核心在于 V2X 芯片组。在这方面,恩智浦和意法半导体都做了长期布局。恩智浦亦与汽车组件供应商德尔福合作,推动 V2X 芯片组的量产。恩智浦向德尔福汽车公司提供可实现 V2X 通信的 RoadLINK 芯片,德尔福则借助与全球领先汽车制造商的合作伙伴关系进行推广。

意法半导体则与 Autotalks 合作共同开发 V2X 芯片组,以意法半导体在汽车上的研发经验、专有设计系统知识和产能质量控制能力,和 Autotalks 在 V2X 上的专有系统技术进行互补,预计第二代芯片组 V2X 芯片组将于 2017 年前完成大规模部署。

目前,高通也开始关注这一领域的市场。在 CES 上展出的 Qualcomm VIVE 802.11ac 技术即希望通过无缝组合 Wi-Fi 和专用短程通信(DSRC),支持 Wi-Fi 802.11ac 热点,实现如 V2V(车辆与车辆)、V2I(车辆与基础设施)等安全应用。

将智能引入功率技术

随着汽车产业的发展以及人们环保意识的抬头,节能的绿色动力已成为汽车发展的主流和消费者关注的热点,将智能引入功率技术,以智能方式提高能效,是未来的发展趋势。

近日,意法半导体针对汽车市场推出了新系列高压 N 沟道功率 MOSFET。新产品通过 AEC-Q101 汽车测试认证,采用意法半导体最先进、内置快速恢复二极管的 MDmeshTM DM2 超结制造工艺,击穿电压范围为 400V 至 650V,可提供 D2PAK、TO-220 及 TO-247 三种封装。400V 和 500V 两款新产品是市场上同级产品中首个获得 AEC-Q101 认证的功率 MOSFET,而 600V 和 650V 产品性能则高于现有竞争产品。全系列产品专为汽车应用设计,内部集成快速恢复体二极管(fast body diode)、恢复软度系数更高的换向行为(commutation behavior)和背对背栅源齐纳(gate-source zener)二极管保护功能,是全桥零压开关拓扑的理想选择。