安森美半導體看好中國汽車市場

作者 | 發布日期 2014 年 05 月 12 日 16:48 | 分類 中國觀察 , 市場動態 , 晶片
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中國已成為全球最大的汽車生產國和消費市場,2013  年中國整體汽車銷量增長 14% 至 2,200 萬輛,其中乘用車銷售約 1,800 萬輛(比例 80%),商用車約 400 萬輛(份額 20%);2014 年整體銷量可達 2,300 萬輛,乘用車銷量較 2012 年增長 16%。汽車大趨勢正在推動半導體成分的升高:IHS 公司預測,由於汽車安全與導航等系統的不斷採用,中國汽車半導體市場將在 2014 年增長 11%,達到 46 億美元。而在未來三年會延續增長勢頭,到 2017 年,中國汽車晶片市場將達到 62 億美元。



面對巨大的需求,半導體廠商也面臨一些挑戰,他們必須幫助設計工程師提高能效、降低成本壓力,同時滿足功能性、安全性等多方面的要求。作為領先半導體器件供應商,安森美半導體致力於滿足汽車客戶需求,提供更優質、可靠、具有成本優勢的符合汽車認證規範的高能效解決方案,説明客戶提升產品設計和上市速度。

安森美半導體的汽車業務策略

為幫助中國工程師應對上述挑戰,安森美持續加大對中國汽車半導體市場的投入和支援力度,在動力系統、車身、資訊娛樂系統、電源、車載網路等方面均佔據領先地位。公司 2013 年收入為 27.83 億美元,汽車細分市場的收入為 7.51 億美元(占全球總收入比例從 2008 年的 16% 增加至 27%)。汽車半導體市場整體增長為 10%,而安森美半導體的增長是市場的兩倍。2010-2013 年,安森美半導體汽車業務在中國市場的收入節節攀升,均為 20% 左右。

安森美半導體在汽車細分市場的增長動力來自三個方面,一是燃油經濟性及降低排放,包括啟動-停止交流發電機、汽油直噴 (GDI) 發動機、混合動力汽車 (HEV)、雙離合及 6+ 速變速箱;二是安全及舒適,包括 LED 照明、車門模組、停車輔助、感測器、資訊娛樂系統、高級駕駛員輔助系統 (ADAS);三是線控及電機控制,包括電動助力轉向 (EPS)、泵和風扇。為此,安森美半導體提供各種解決方案:內部及外部 LED 照明;發動機及變速箱控制、感測器介面;電源、電機驅動器、IGBT、SmartFET 及保護等標準產品;以及用於車載網路的 LIN、CAN、FlexRay 收發器。

為支持中國汽車市場,安森美半導體加強了本土化生產、工程設計和服務,在上海設立了解決方案工程中心 (SEC),在深圳和樂山設有製造廠。上海的汽車 SEC 配備中國本地應用工程師及現場應用工程師,根據本地需求開發演示板和參考設計,支援本地客戶在設計中採用安森美半導體的產品。在汽車市場,安森美半導體在中國與許多客戶開展了合作,包括全球性客戶和本地客戶,如德爾福、博世、一汽、上汽、東風、長安、北汽和比亞迪等。

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▲ 圖 1:安森美半導體涉足的汽車細分市場

 

安森美半導體的車用高能效方案

安森美半導體擁有寬廣陣容的產品及方案,從分立器件、標準產品,到專用標準產品 (ASSP)/專用積體電路 (ASIC)/系統基礎晶片 (SBC)/系統級晶片 (SoC),以及模組層級專業技術及方案,這些產品及方案都與能效息息相關。標準元器件有 20,000 個型號,包括 TVS/保護/齊納元件、整流器、射頻 (RF)、穩壓器、邏輯、比較器、運算放大器、Mini Gates、EEPROM 等;模擬器件包括驅動器、穩壓器、開關電源 (SMPS)、電源管理單元 (PMU)、音訊 IC、顯示幕驅動器、收發器、ASIC、ASSP 等;功率器件包括點火 IGBT 及點火器、牽引 IGBT(功率集成模組 (PIM))、智慧功率模組 (IPM)、N/P溝道MOSFET、SmartFET、雙極功率電晶體、電機驅動器等。

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▲ 圖 2:安森美半導體寬廣陣容的產品及方案

安森美半導體的汽車應用重點包括燃油經濟性及減少排放、車身及內部、照明和主動安全,以及涵蓋這些領域的電源和車載網路。燃油經濟性及減少排放(動力系統)應用涵蓋發動機控制、變速箱、點火、啟動-停止系統、48 V/混合動力汽車 (HEV)/插電式混合動力汽車 (PHEV)、電動汽車 (EV)等。照明應用涵蓋 LED 外部照明、LED 內部照明、HID 前照燈、先進前照燈系統 (AFS)、電機控制等。車身及內部應用涵蓋車身電腦及閘道、汽車空調 (HVAC)、車門、電機控制、智慧接線盒、儀錶盤、匯流排保護、資訊娛樂系統、有源天線等。主動安全應用涵蓋電動助力轉向、停車輔助、動力制動、懸掛系統、先進駕駛人輔助等。電源應用涵蓋開關電源、線性穩壓器以及電源管理積體電路等。車載網路應用涵蓋 LIN、CAN、FlexRay 及乙太網等。

以照明為例,前照燈不只是近光燈和遠光燈,還有轉向指示燈、波束成形、路面聚光燈、霧燈、日間行車燈 (DRL)/位置燈、彎道輔助照明等。安森美半導體的先進前照燈系統 (AFS) 採用步進電機驅動器(AMIS3062x 或 NCV705xx) 進行前照燈轉彎調節。自 2013 年第 1 季度展示的賓士E系列每輛車使用多達 6 顆 NCV78663 雙通道 LED 驅動器,以及多達 3 顆 NCV70522 步進電機驅動器。

小於 350mA 的低電流恒流穩流器 (CCR) 在汽車照明的應用非常廣泛,除了應急車輛、日間行車燈 (DRL),還有高溫環境下的汽車應用,如引擎蓋下及尾廂照明;空間受限的應用,如閱讀、地圖及任務燈、後視燈、座艙燈、中央高位刹車燈 (CHMSL)、組合尾燈 (RCL)及側標誌燈;以及應用密度增加、要求採用更小巧及更高熱效率封裝的應用,如儀錶盤背光、盲點指示燈、座艙及門前地面照明燈。

當前,汽車客戶的要求越來越高,需要提升燃油經濟性及減少排放、實現更便利的操控、加快上市時間、提高可靠性等。為此,安森美半導體為客戶簡化設計過程,提供“系統級方案”,替代分立元件方案,推出了用於風扇和泵的汽車智慧電源模組 (IPM)。分立元件方案系統重量為125 克,尺寸為 108*103 mm,周邊元器件數量170顆,系統成本約 15.5 美元;而安森美半導體的 IPM 重量僅為 50 克 (IPM 20 克),尺寸 26.4*60 mm,只有 5 顆元器件,系統成本僅 11.4 美元。它帶來的好處是重量減輕 60%,尺寸減小,系統成本降低了 4 美元。

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▲ 圖 3:安森美半導體用於風扇和泵驅動的 BLDC IPM 與傳統分立元件方案對比

安森美半導體的 IGBT 可替代點火系統的傳統點火器模組。傳統器件尺寸為 2250mm(25*15*6 mm),長期可靠性為 1,000 小時 (Tj=150℃),ESD 保護等級為 4 kV,浪湧保護等級為 300 V,樣品到上市間隔 6 個多月 (ASIC);安森美半導體 IGBT 尺寸為 892mm(16.8*11.8*4.5mm),長期可靠性為 2,000 小時 (Tj=150℃),ESD 保護等級大於 10 kV,浪湧保護等級大於 350 V,上市間隔是 4 到 5 個月(專用標準產品 ASSP)。

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▲ 圖 4:安森美半導體IGBT與傳統點火器模組的對比

在汽車音響應用方面,採用 Bongiovi+ S-Live 聲音技術的方案優勢明顯。傳統揚聲器方案直徑為 126 mm,最低頻回應為 83Hz,4套方案重量約 4.0 kg,總成本 220 美元;安森美半導體 + DPS Acoustics的方案揚聲器重量更輕(僅為 1.4 kg,直徑為 83 mm),可使用便宜的揚聲器,利用演算法實現更好的音效,最低頻回應為 20 Hz,總成本 160 美元。它不僅實現了高清 (HD) 震撼性聲音品質,而且重量減輕了 70%。

總結

中國中高端汽車的更新換代,以及對於高能效的要求將推動中國汽車半導體市場的進一步發展。作為領先汽車半導體供應商,安森美半導體持續投資以滿足客戶對低功耗、小尺寸、低成本的要求,為汽車應用提供可靠、通過 AEC 認證、符合生產器件批准程式 (PPAP) 的高能效汽車半導體產品及方案,在減少廢氣排放、提高燃油經濟性、增強系統性能和可靠性等方面説明客戶應對設計挑戰。 

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