汽車主動安全發(fā)展趨勢：智能化和交互化

　　近年來，汽車主動安全系統(tǒng)發(fā)展迅猛，市場潛力巨大，“智能化”和“交互化”將成為未來發(fā)展趨勢。羅姆半導(dǎo)體（上海）有限公司設(shè)計中心應(yīng)用技術(shù)二部高級經(jīng)理周勁表示，越來越多的新技術(shù)都將會融入到行車安全中，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)將不斷為主動安全系統(tǒng)注入活力?？梢韵嘈盼磥淼钠囈欢〞絹碓桨踩⒃絹碓饺诵曰?。結(jié)合羅姆特色產(chǎn)品系列在汽車安全未來發(fā)展趨勢中的表現(xiàn)，周勁進行了詳細介紹：

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

　　（1）智能化

　　汽車是MEMS傳感器市場內(nèi)的一個大細分市場，車用傳感器的主要關(guān)注點是保證安全、駕乘體驗和節(jié)能。比如安全氣囊在傳感器的幫助下能夠更好地識別乘客類型，從而采取不同的保護措施。與此同時，羅姆旗下的Kionix公司也陸續(xù)推出一系列針對主動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、車輛穩(wěn)定性控制、平順性控制、導(dǎo)航、側(cè)翻檢測、電子制動控制、車輛安全、發(fā)動機振動監(jiān)測、坡道起動輔助系統(tǒng)、輪胎氣壓監(jiān)測系統(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配，還被廣泛應(yīng)用于主動懸掛、發(fā)動機缺火、電子穩(wěn)定性等主動安全設(shè)備中。

　?。?）交互化

　　越來越多的主動安全系統(tǒng)會向司機提供信息或發(fā)出警告，充當(dāng)著駕駛輔助系統(tǒng)的角色，而司機也可以根據(jù)需要對它們進行控制與管理。利用攝像機和圖形處理技術(shù)識別障礙物，再加上主動防撞、自動巡航、白線識別等各種預(yù)警裝置的啟用，給司機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)界取得了不錯的口碑與量產(chǎn)實績。其將內(nèi)置AIE功能（AIE功能：羅姆采用硬件進行圖像處理的技術(shù)）的數(shù)字視頻解碼器加入了霧圖像補正的功能，能夠?qū)ъF的圖像補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。憑借這些圖像補正功能，提高多種環(huán)境下的圖像視覺辨識性，保障行車安全。另外，圖像處理通過硬件實現(xiàn)，有效減輕系統(tǒng)運算負擔(dān)，并且可以通過軟件設(shè)置為“手動”、“自動”模式，實現(xiàn)智能化設(shè)計。

　　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，具備以高可靠性為基礎(chǔ)的模擬、數(shù)字混合信號的高畫質(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”，在視頻解碼的同時還可以靈活的在顯示屏上添加各種符號與標識，給司機提供更加智能化的信息。

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

　　（4）汽車信息娛樂遠程化

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

　　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的智能化、交互化、遠程化等重要發(fā)展趨勢。對此，羅姆將發(fā)揮集團增效，以高可靠性產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)對不斷變化的汽車電子市場，助力打造安全、舒適的駕車體驗。

　　借力SiC功率元器件，羅姆推動EV/HEV市場增量

　　隨著環(huán)保要求日益嚴格，低排放甚至零排放的混合動力汽車和清潔能源汽車如純電動車漸漸走進市場。對于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。針對市場日益成長的混合動力汽車和電動汽車市場，羅姆致力于擴充以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)換時損耗更少、材料性能更佳，因此其在電動車以及鐵路等電力電子技術(shù)領(lǐng)域的實際應(yīng)用備受期待。周勁表示，羅姆在2010年成功實現(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肖特基勢壘二極管”能提供更低損耗及更低的正向電壓，同時還能提供只有SiC才能實現(xiàn)的高速開關(guān)。

　　圖2 羅姆的低VF SiC肖特基勢壘二極管

　　近年來隨著EV/HEV的不斷普及，為了進一步提高性能，對動力單元的逆變器電路小型化的要求高漲。一方面，為了實現(xiàn)逆變器電路的小型化，車載用柵極驅(qū)動器的小型化勢在必行。此外，在車載特有的苛刻的驅(qū)動環(huán)境中，為確保逆變器電路的安全性，不僅需要各種保護功能，同時為防止駕駛員觸電，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，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。羅姆采用獨創(chuàng)的微細加工技術(shù)，開發(fā)出片上變壓器工藝，進而成功實現(xiàn)了“內(nèi)置絕緣元件的柵極驅(qū)動器BM6103FV-C”。該產(chǎn)品無需外置零件，同時通過采用小型封裝，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)動器BM6103FV-C

　　圖4 一般的逆變器電路在EV/HEV中的應(yīng)用實例

　　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，非常有助于電動車（EV）和混合動力車（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，實現(xiàn)了業(yè)界頂級低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肖特基勢壘二極管“RBxx8系列”

　　今后，羅姆將繼續(xù)推進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，并且提供進一步滿足混合動力汽車及電動車的需求。

　　最后，周勁補充道，在嚴酷的車載環(huán)境中，使用羅姆的SiC（碳化硅）元器件，可實現(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苛的環(huán)境下得以使用。比如，通過在混合動力車、電動汽車中使用，大幅降低燃油消耗率，擴大車內(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，還對整體方案設(shè)計提出更高的要求，羅姆發(fā)揮綜合性半導(dǎo)體廠商優(yōu)勢，憑借豐富的產(chǎn)品線提供完整的汽車電子方案。

　　未來智能汽車蓄勢待發(fā)，羅姆發(fā)力中國市場

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

　　針對日益增長的中國汽車電子市場，周勁強調(diào)，在市場的經(jīng)營上，包括日系品牌的EV以及混合動力車，都有羅姆的輔助設(shè)計參與其中。再者，針對已在中國大陸成立亞洲總部或設(shè)計中心的歐美車企及配套商，羅姆在深圳和上海的設(shè)計中心可以根據(jù)這些客戶的需求，及時提供有針對性的技術(shù)支持服務(wù)。

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

　　中國市場將成為未來汽車電子的重要市場之一，羅姆將會一如既往地根據(jù)本地客戶的需求，發(fā)揮綜合性半導(dǎo)體廠商優(yōu)勢，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，實現(xiàn)更加安全、舒適、智能的駕駛體驗。

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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