汽车电子前景诱人 走向智能化、交互化

2013-10-28 13:42:19 来源:|3 作者:冼梅芳 点击:3004

大比特讯:据赛迪顾问相关调查数据显示,去年,中国汽车电子市场规模达到2671.8亿元,预计到2015年,中国$汽车电子市场规模将超过4000亿元。智能化的趋势从手机等电子产品扩散到汽车领域,人车交互日趋人性化,汽车成为商业数据的重要入口。智能汽车将沿车载娱乐、辅助驾驶、人车交互、智能交通、车联网、自动驾驶的路径发展。技术的逐渐成熟以及市场需求,使中国电子行业发展迅速。

2013-2015年中国汽车电子市场规模与增长预测

中国汽车电子市场活跃 前景无限好

在中国市场,汽车电子是一个活跃的领域,越来越多的汽车装备了复杂的电子系统。来自市场研究机构IHS iSuppli的数字支持赛迪顾问的数据。在中国,电子系统现在平均占据汽车总体成本的40%,而中国市场的汽车电子销售额预计到2015年将会达到299亿美元。考虑到中国经济的快速增长和新的财富水平,Molex 交通运业务部全球市场总监Mark Rettig认为这样的数据并不令人惊讶,“现在,每个人都想要一辆汽车或者卡车,从而推动了对汽车电子产品的需求。”

Molex 交通运业务部全球市场总监Mark Rettig

如今,中国已经是汽车销售增长最快的市场之一,日益成为汽车电子设计和制造的关键市场。而且,越来越多的国际公司在中国开设或者扩展他们的研发基地。Altera 战略市场经理Bob Siller表示,随着人口的增加以及基础设施的完善,新型市场对运输的需求不断增长。由于消费类电子市场设立了人们进行技术交流的标准,未来,新车将会采用同样复杂的接口和控制功能。

Altera 战略市场经理Bob Siller

中国汽车电子市场非常活跃。几年前,全球顶级汽车电子企业通过“引进”其它地区的设计技术,主宰着中国市场。今天,众多的本地汽车电子企业也逐渐满足本地汽车市场的需求。“随着更新的高能效汽车的出现,高压功率器件在汽车电子逆变器、DC-DC转换器、BSG、高压电池等应用中的需求也将越来越多。”来自飞兆半导体的Joseph Notaro如是说。


Joseph Nataro
飞兆半导体Vice President - Global Automotive Sales and Applications

中国汽车产业正在迅速发展。与此同时,汽车内部的电子设备数量也在快速增长。据估算,当前一辆汽车有40%的成本用在了电子设备上。Imagination Technologies战略市场营销副总裁Amit Rohatgi表示,由于科技的推动,产品的开发周期从8-10年减少为6-8年。所有这些趋势都为在汽车产业中占有一席之地的厂商提供看很好的机遇。在车载资讯系统、驾驶员安全系统、燃油效率和减少尾气排放、信息娱乐和通信这些其他的领域也同样存在巨大的机遇。

Imagination Technologies战略市场营销副总裁Amit Rohatgi

ROHM集团方面表示非常重视中国市场。ROHM半导体(上海)有限公司设计中心高级经理周劲认为中国市场将成为未来汽车电子的重要市场之一。他提到:“除了提供从IC到分立元器件的众多车载电子产品,ROHM也将凭借丰富的产品线提供完整的汽车电子方案。面向市场日益渐多的混合动力汽车和电动汽车,ROHM推出了业界最小的低VF SiC肖特基势垒二极管、车载用内置绝缘元件的业界最小栅极驱动器以及高温环境下亦无热失控的超低IR肖特基势垒二极管。”
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安全至上 节能、舒适日趋重要

汽车电子市场规模的增长是一定的,除了汽车产量的增长外,每辆车中的汽车电子含量也会增加。未来,汽车电子市场会更加注重环保、节能、安全与舒适。在安全方面,随着越来越多的汽车走进家庭,包括主动安全在内的安全类产品也会越来越受欢迎。除了常见的ABS、ESP、安全气囊、TPMS等外,基于77G Hz高速雷达的主动安全系统也会逐渐出现。同时在汽车电子系统设计时,基于ISO26262的功能安全也将会受到车厂的重视全系统也会逐渐出现。飞思卡尔汽车电子高级市场经理康晓敦向记者介绍:“飞思卡尔面向这一需求推出的双核MCU是SafeAssure计划的一部分。该计划覆盖多套MCU、传感器及模拟IC解决方案,是支持功能安全应用设计方面较先进的解决方案。”



飞思卡尔汽车电子高级市场经理康晓敦

日新月异的汽车电子技术,特别是近年来随着消费者对于汽车的需求从满足代步逐渐转向追求舒适、行车安全,主动安全已经成为消费者最为关注的环节之一。作为领先的$半导体公司,ROHM一直以来都致力于新产品与新技术的研究。周劲介绍到:“针对这样一个有潜力的市场,ROHM几年前就推出了以去雾为主的内置图像补正的视频编码器“BU6521KV”以及汽车的“黑匣子”——行驶记录仪。“BU6521KV”将内置AIE功能的数字视频解码器加入了雾图像补正的功能,能够将带雾的图像补正至近似晴天的图像,使物体和文字清晰显示。并且,通过AIE功能可以修正逆光和低光亮度图像。凭借这些图像补正功能,提高多种环境下的图像视觉辨识性,保障行车安全。”

ROHM半导体(上海)有限公司设计中心高级经理周劲

此外,ROHM在收购了LAPIS Semiconductor和Kionix两大品牌之后又陆续推出了一系列针对主动行车安全的解决方案。比如Kionix的主打产品“加速度传感器”以及LAPIS Semiconductor推出了针对车载监控和导航的视频解码芯片“ML86V76652”,为司机提供更安全的驾驶条件。

来自Microchip的Stephen Chan认为,在未来5年内,随着客户对汽车安全性、舒适性、可靠性以及驾驶信息应用的需求不断的增长,汽车电子市场也会持续增长。Stephen表示,Microchip将致力于为嵌入式设计人员提供经济高效、安全可靠地增值解决方案,包括传动系统、车身控制系统、地盘控制系统,信息娱乐系统以及高级驾驶辅助系统。Stephen介绍到:“Microchip采用mTouch™触摸传感解决方案替代机械按钮和开关,使传统的汽车人机界面(HMI)发生了革命性的改变。mTouch触摸传感解决方案支持电容式触摸和金属表面电容触摸界面。这两种触摸界面均可防水,并且可透过厚手套进行触摸。由于去掉了机械部件,界面的使用寿命得以延长,同时降低了系统成本。”



Microchip-Stephen Chan

安全问题随着路上车辆的增多日渐突出。现在,车辆中出现了更多的电子设备用于提高安全性,其最终目的是利用汽车技术来避免道路事故的发生。Bob Siller提到,今后10-20年,会出现大量的安全电子设备。“因此,我们会看到车辆中的电子设备越来越多,以满足消费者对车内消费类产品的需求,提高安全性,轻松进行驾驶。”

节能减排也是汽车制造商一直努力的主要目标。性能更高、体积更小的引擎、混合动力汽车或电动汽车是所有知名汽车OEM正在拓展的关键领域。Stephen表示,为了实现这些汽车市场的最新发展,Microchip将继续设计新产品并扩充8位、16位和不断发展的32位单片机产品组合,以及模拟器件和存储器件,以实现应对对上述趋势所需的嵌入式应用解决方案。“例如,我们丰富的dsPIC®数字信号控制器系列可满足LED照明、HID、普通照明和电机控制等方面的要求。”

艾尔默斯的销售经理田云锋指出,随着消费者对汽车舒适性、经济性、安全性的要求的提高,汽车将使用更多的电子控制器去满足这些需求。所以他认为,中国汽车电子市场在未来几年内还会保持很高的增速。随着市场需求的改变,艾尔默斯推出了很多新产品来满足这些要求。“比如现在汽车里有很多电机是按照需要来提供能量,我们公司为此开发了专门针对冷却风扇,空调鼓风机,油泵等电机应用的高集成度芯片E523.20和E523.01系列。采用我们的方案可以大大降低电机的功耗,节省燃油。”

艾尔默斯销售经理田云锋

为了降低排放、保护环境,飞思卡尔正在推广新一代的基于32位$MCU的发动机控制系统解决方案。而在电动车的应用方面也陆续推出很多新的产品和解决方案。康晓敦提到:“我们的16位、32位MCU已经被很多主机厂用于电动车和混合动力车的控制,包括电机控制、电池管理、整车控制等。”在混合动力车方面,飞思卡尔还开发了用于微混合系统的产品。如基于HDTMOS6 Power MOSFET技术的单片系统芯片可用于起/停系统的电池监控。

Bob Siller表示,考虑到环境保护、性能以及应用范围,能效越来越重要。“例如,在高级辅助驾驶系统(ADAS)中,在车辆周围关键位置放置了微型摄像机模块,以便实现最佳视角,这些模块通常采用铝封装,没有主动散热或者空气流散热,因此,低功耗和低热沉非常重要。”
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Spansion半导体贸易(上海)有限公司 市场部副经理李丹表示,Spansion向来重视安全、舒适、环保这三大汽车和汽车电子产业的发展趋势,并有针对性的推出了大量适用于新型汽车电子系统的产品和解决方案。Spansion最新的16FXS(MB96600)和FR81S(MB91500)系列MCU产品就是典型代表。“16FXS系列产品基于Spansion 16位机自有内核16FX发展而来,具备开发简单、资源丰富、高性价比等特点。而FR81S系列产品是Spansion32位机自有内核FR60的升级版本。”

Spansion半导体贸易(上海)有限公司 市场部副经理李丹

Mark Rettig向记者介绍到,Molex的互连解决方案用于安全气囊、座位安全带和轮胎压力监测系统。“我们的Squib Right-Angle AK-2电缆组件设计用于汽车安全约束系统中的自动防故障装置连接。在节能方面,标准和定制的LED印刷电路组件可在大电流应用中支持低功耗。”

Joseph Notaro提出,立法和政府法规推动了安全性和高能效,汽车世界必须找到使得汽车更清洁和更安全的解决方案。“功率半导体和封装技术的新发展可以减少功耗和重量,从而推动减少二氧化碳排放和提高燃油经济。高压功率半导体器件的进一步发展,才有可能增加电动马达在汽车上的使用。”未来,半导体企业应该开发新的点火技术、功率MOSFET技术和功率封装、高压功率MOSFET器件以及场截止沟道IGBT器件,帮助厂商生产“更环保的车辆”。

车载网促使汽车电子走向智能化、交互化

由于汽车电子产品的功能越来越丰富,并且不同系统间的配合和协同动作越来越复杂,汽车电子的$智能化是必然的发展趋势,而车载网络正是汽车智能化的基础。李丹表示,未来几年,车载网络中CAN和LIN总线将继续试主流。与此同时,一些新的车载网络技术将会被重视,例如多媒体或娱乐系统中可能会逐渐用到车载以太网总线、MOST总线,要求高速实时响应的安全或动力系统中可能会逐渐采用Flexray总线。

周劲认为,智能化以及交互化将成为未来发展趋势。各类传感器的应用使得汽车的各个系统都可以为乘客服务,未来,越来越多的主动安全系统会向司机提供信息或发出警告,充当着驾驶辅助系统的角色,司机可以根据需要对它们进行控制与管理。

从整个汽车电子行业的发展来看,越来越多的新技术都将会融入到行车安全中,$车载网络、光导纤维传导、声纳传感等一系列高精尖技术将不断为主动安全系统注入活力。可以相信未来的汽车一定会越来越安全、越来越人性化。周劲认为,汽车信息娱乐系统和汽车远程信息通信系统的融合是也是未来的趋势,如利用远程无线技术和无线信号接收技术,用3G/WiFi等进行通信以及下载。“ROHM看好这一未来市场前景,凭借旗下LAPIS Semiconductor擅长的无线通信IC、MCU、蓝牙低功耗LSI等数字产品,以及自身擅长的模块技术,将两者融合,发挥集团增效。”

Bob Siller认为,随着以太网AVB的出现,汽车通信和网络最重要的两个发展趋势是车辆中的信息通信以及高速通信数据网络。“对于信息通信,主要难题是网络安全和数据加密。对于以太网AVB,需要克服的主要挑战则是延时、带宽和EMI。”同时,Bob Siller还指出,可用性是网络技术应用在车辆中的主要难题之一,只有确保网络安全,才能真正提高驾驶体验。

Mark Rettig则表示,汽车电子的主要趋势包括提供用户接入端口、视频信息传送和车载网络。Molex的客户便利端口(CCP)模块允许连接高速音频、视频播放器、CD播放器、DVD播放器和导航设备。为改进工程设计灵活性,CCP选项包括集成了USB2.0、USB3.0、SD内存卡、HDMI、以太网、蓝牙和辅助插孔媒体端口的总体I/O。同时,Mark Rettig认为,使用固态电路来检测触摸也是未来的发展趋势。

Amit Rohatgi表示,通信应用,比如蓝牙在汽车的应用已经相当的普遍。“未来,我们将看到越来越多的集成通信,而凭借我们的可编程Ensigma RPU就可以实现,通过在一个单独的引擎下支持所有不断增长的广播和连接标准并将他们整合到SoC中以实现可能的最低系统成本,来应对不断增长的挑战。”此外,Imagination的IP解决方案对于未来的互联、智能汽车来说是理想之选,可以提供很多SoC所需的关键要素来助力应用程序。未来,车内定制ASIC的数量将会持续增加,并且每一个ASIC都将变得更加复杂。利用Imagination持续增长的IP解决方案组合,厂商可开发高性能、节能、具有成本效益的产品。

在田云锋看来,汽车电子未来的主流方向仍是智能化与网络化。同时,车载网要求将驾驶员的意图和车辆本身的信息与外界进行通讯,因此汽车需要更多的传感器。为此,艾尔默斯规划了很多智能传感器、智能执行器的产品。

机遇与挑战同在

在汽车电子领域中国制造商拥有许许多多的机会。根据十二五规划,汽车行业的产业重组将会加快,目标是在全球汽车市场中将中国企业转变为主要的竞争者,同时推动 “新能源”汽车的开发,包括电动汽车。

Mark Rettig指出,中国汽车生产水平正迅速发展。“2010年,中国四大汽车制造商包括上海汽车工业总公司、东风汽车公司、中国一汽集团和长安汽车公司预计汽车销量共计销售了1.122万台汽车。” 中国将需要尽可能多地依靠自己的国内电子工业,而不是进口所需要的大量元器件和电路来满足新的需求。那么,对于中国的汽车电子制造商来说不缺机会。

中国国内汽车产量的不断增长,汽车电子产品的市场容量也在持续增加。同时,电子功能的日益丰富,也使汽车内电子产品的价格占比不断提高。周劲表示,在汽车音响、导航系统、照明系统等都蕴藏着巨大的商机,但竞争也异常激烈。李丹的观点与周劲不谋而合。他认为,中国本土厂商除了在音响、导航、仪表、车身模块等领域表现非常出色外,正进入汽车电子的各个领域,其中包含一些非常先进的应用,比较值得关注的包含电子助力转向(EPS)、抬头显示器(HUD)、车载网关、以及新能源汽车相关应用。

Bob Siller认为,中国一开始就有独特的机遇。“中国是世界上增长最大的汽车销售市场,对于汽车电子设计和制造领域也越来越重要。能够充分利用基础设施以及其他电子领域的经验,中国在降低成本同时满足消费者各种需求方面有自己的优势。”

Amit Rohatgi表示,从消费和开发两方面来看,中国汽车行业发展迅速。“带动开发增长的主要驱动力之一,是本土和全球厂商之间日益扩大的合作伙伴关系,涵盖从半导体设计到整车生产的整个汽车产业。技术发展加速了汽车行业的开发周期,对汽车电子设计、供应链上的所有厂商来说,这都是大好时机。”这样的开发也为中国厂商带来越来越多的机会,以加速创新和产品开发。

中国厂商在动力总成、被动安全方面很难与国外厂商竞争,但是在车身控制,信息娱乐系统、小电机控制、空调系统、纯电动汽车等领域还是一定的优势。田云锋表示:“如果抓住这几年快速增长的机会,迅速提高自己研发能力,我相信一定会出现几家超级汽车电子供应商。”若国内汽车电子供应商和汽车厂商以及政府相关部门能联手制定相关法律法规,中国厂商必将在这个领域利用主场之利而占据主导位置。

在遇到众多机遇的同时,中国汽车电子市场也面临着不少的挑战。李丹指出,汽车电子行业中存在很多挑战,例如:消费者的喜好变化很快,导致产品更新换代很快,生命周期缩短;电子系统功能越来越复杂,导致系统开发难度越来越大;如何在降低成本的同时开发出吸引消费者的功能,并保证系统的可靠性。

在康晓敦看来,中国本土汽车电子厂商的能力、总量等比较低。这是一种挑战同时也是一种机遇。“随着我国汽车产业的发展,越来越多的汽车厂商开始注重汽车电子产品的研发,这是在本土汽车电子厂商最大的机遇。”Joseph Notaro提到,质量和成本一直是汽车电子领域的主要推动力量,汽车制造商、系统集成商和半导体供应商之间的密切合作市达到最高质量和最具成本竞争力的系统级解决方案的秘诀。

此外,不断发生的交通事故使可靠性成为汽车应用中最为重要的考量要素之一。设计人员将需要在全系统内确保高度可靠的实时响应。Amit Rohatgi认为,随着越来越多的系统、标准和协议之间需要更多的互操作性,让这一点变得更加复杂。随着复杂性的增加,汽车开发人士也需要面对如何能够节约成本地开发解决方案的挑战。“Imagination的IP内核在开发之初就以效率为前提,来帮助我们的客户减少开发成本以及芯片面积。此外,我们将更多地看到通过功能性片上集成来应对这样的挑战。”康晓敦也认为,汽车的安全问题变得越来越重要,在设计的细节方面不仅是要实现功能,更多是强调安全性设计的引入。周劲同样表示,汽车电子产品有很高的技术和可靠性的要求,汽车电子厂商必须不断提高自身技术实力、设计水平。同时,汽车电子的元器件厂商也必须提高自身产品的可靠性,提高技术服务水平,使市场上的产品绝不出现品质问题。

技术门槛以及开发成本越来越高,比如使用CAN网络,需要从第三方购买昂贵的软件库,很多车厂要求使用AUTOSAR,有些产品要满足ISO26262标准等。这样巨额的投入,对于中小规模的企业非常困难。田云锋表示,面对这样的现况,企业之间只有进行联盟,才能有对抗国外巨头的希望。

飞快发展的汽车市场为中国汽车电子的发展提供了良好的环境。随着汽车的不断普及以及用户消费要求的不断提高,汽车电子在未来很长一段时间内将是不可忽视的蓝海。然而,面对这样一块大蛋糕,厂商在表现乐观的同时也感受到重重的压力。技术的提升将是满足市场需求的重要手段之一。不断进行技术的创新,中国本土厂商才在汽车电子领域傲视群雄。


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