安森美半導體助汽車朝電氣化及智慧化發展

作者 | 發布日期 2015 年 09 月 09 日 11:30 | 分類 市場動態 , 汽車科技 , 零組件 follow us in feedly
新聞稿

隨著汽車發展的電氣化和智慧化趨勢,使燃油經濟性及降低排放、主動安全及自動駕駛、車聯網和 LED 照明等成為當前汽車行業關註焦點,這對半導體業帶來更多發展機會的同時也提出了更多的挑戰。混合電動汽車(HEV)/ 電動汽車(EV)推動每輛車的汽車動力系統的半導體成分增高約 5 倍。先進駕駛輔助系統(ADAS)、便利及車載訊息娛樂系統,以及佔全球汽車銷售比率 50% 以上的新興市場,推動全球汽車半導體市場同比增長 9% 以上。



汽車中的半導體成分

據市場調研機構 Databeans 的數據,平均每輛汽車的半導體產品成本達 350 美元。汽車中含半導體成分的應用如圖所示。

Automotive semiconductor

▲ 汽車半導體成分。

安森美半導體汽車重點市場方案與策略

安森美半導體做為全球領先的十大高能效汽車硅方案供應商之一,汽車電子發展勢頭強勁,營收比幾年前有近 300% 的增長,尤其在汽車圖像傳感器領域及 AFS 領域的市佔一直維持全球第一,將繼續針對汽車市場發展趨勢提供全面的產品陣容及方案,持續推動汽車創新。

 

汽車電氣化

隨著政府及消費者對汽車燃油效率、節能、降低污染、加強環保提出日益嚴苛的要求,各種新能源汽車如 HEV / EV / PHEV 等得以大力發展。安森美半導體提供場截止型 IGBT、高能效 FET、功率集成模塊、門極驅動器、智慧功率模塊、專用集成電路(ASIC)、專用標準產品(ASSP)等產品,支持汽車電氣化。新能源汽車的發展首先需要將各種能量進行變換。為不斷提高各種能量變換的效率,安森美半導體重點在以下幾方面加強創新:

  • 開發各種高效節能的電力電子器件,如大功率 IGBT、極低導通電阻的功率 MOSFET,降低開關損耗,從而提高從電能到機械能轉換的效率。以功率集成模塊(PIM) NXH80T120L2Q0PG 為例,採用安森美半導體的專有溝槽第二代場截止技術(FSII)及創新的封裝技術,提供超過 98% 的能效,結溫高達 175 °C,可靠性極高。而低導通電阻的 MOSFET 提供緊湊的高熱能效封裝。
MOSFET

▲用於汽車應用的極低導通電阻的功率 MOSFET 系列。

  • 開發各種 DC-DC 轉換器,以保證能量從一種電壓等級到另一種電壓等級的高轉換效率,比如從 48 V 到 12 V, 從 300 V 到 48 V, 從12 V 到 220 V 等。

此外,針對汽車引擎蓋下的高溫和苛刻條件,安森美半導體推出智慧功率模塊 IPM STK984-17X 系列產品,集成智慧無傳感器無刷直流電機(BLDC)控制器 LV8907、6 個獨立的 MOSFET、精密分流電阻器、熱敏電阻和系統外圍元件。其中 LV8907 無需任何位置傳感器,預先載入配置寄存器,無需軟體,可以獨立模式驅動電機,無需外部系統控制器,LV8907 還集成 LIN 收發器,可提供基於 LIN 的先進電機驅動方案。STK984-17X 用於汽車散熱風扇、電動油泵、燃油泵、電動水泵等應用,無需任何外部微控制器,它採用獨特的絕緣金屬基板技術(IMST),支持無電路板的設計,顯著減少系統的空間、重量和成本,提供高能效和高可靠性,簡化設計,加快上市時間。

 

主動安全及自動駕駛

隨著人們對安全意識的不斷提高,主動安全系統在車上得到不斷應用,尤其是 ADAS 配以各種傳感器得到了長足的進步,呈現井噴式的發展。針對此類應用,安森美半導體提供完全符合汽車安全完整性等級(ASIL B)ISO26262 的圖像傳感器、智慧無源傳感器等方案。

圖像傳感器用於視覺應用(如倒車影像和全景泊車影像系統)、ADAS 應用(如盲點檢測、車道偏離警告、防撞和主動巡航控制、行人檢測、交通信號識別)以及新的疲勞檢測、手勢識別(車廂內)及車鏡替代。安森美半導體擁有超過 10 年為汽車市場提供 CMOS 圖像傳感器的經驗,是全球市佔率第一的 ADAS 供應商,提供的圖像傳感器具有出色的微光性能、優質的圖像畸變矯正能力、高動態範圍(HDR)、汽車級工作溫度範圍及高可靠性和品質。例如公司最新採用背照式(BSI)傳感器技術的首款 CMOS 圖像傳感器 AR0136AT,提供同類最佳性能,較當前領先市場的 AR0132AT 提供好 4 倍的微光信噪比,增加 40% 的可見光靈敏度,和提升超過 60% 的近紅外(NIR)性能。公司推出的新系列圖像協處理器 AP020x 使 HDR 1080p 汽車影像系統成為可能,聯合使用公司高性能的 200 萬像素傳感器如 AR0230AT 和 100 萬像素傳感器如 AR0140AT、 AR0132AT 和 AR0136AT,提供全面完整的倒車影像和全景停車影像方案。

BSI

▲ 安森美半導體首款 BSI 傳感器(左)和新系列圖像協處理器(右)。

安森美半導體用於汽車倒車影像的方案還包括 2 MHz 開關電源(SMPS)如 NCV890201MWTXG 和 NCV898031D1R2G、低壓降穩壓器(LDO)如 NCV8703 和 NCV8705、開關 MOSFET 如 NVTFS5116PL(u8FL)和 BVSS84L(SOT23)、數字晶體管如 SDTC1xxEE、CAN 收發器如 NCV7356 和 NCV7341、圖像處理器如 AP0100AT、視頻信號處理器如 LC749000、EEPROM 如 CAV25256(SPI)和 CAV24C256(I2C)、邏輯產品如 NL17SZxx 及 ESD 等等。

智慧無源傳感器主要用於檢測座椅及感測液位。安森美半導體的智慧無源傳感器方案採用首創、超高頻 RFID 傳感器標簽,含一個稱為 Magnus 的智慧傳感器 IC,及一個可印製的天線以支持無線感測溫度、濕度、壓力和距離,全都無需外接電源。在座椅檢測應用方面,該方案結合人體檢測元素及標準體重檢測提供安全帶警告指示和關閉/打開氣囊,解決了當今汽車座椅檢測系統不提供人體檢測、只提供壓力檢測的挑戰;在感測液位方面,該方案用於在容器外感測液位,省去當今汽車油箱里的敏感電子和機械裝置。

 

LED 照明

得益於 LED 尺寸小、設計靈活性以及節能高效等優勢,LED 車燈有望成為汽車照明的一種潮流,用於打造獨特的造型、實現節能並提升安全優勢。

安森美半導體提供一系列 LED 驅動器及步進電機驅動器用於此類應用,例如:全集成的可尋址 LIN RGB(紅綠藍)單晶元方案 NCV7430,可透過 LIN 命令輸出 1,600 萬種不同顏色,用於車輛防盜等安全特性及創建個性化的內部氛圍,該方案比當前市場上由微控制器和 LIN-SBC 組成的方案節省了電路板空間,而且能使用可選的鎮流器控制引腳,使熱管理更簡單,其單獨的 LIN 節點經由預編程或 LIN 命令獲取地址,使得設計靈活並降低成本;創新的 LED 前燈照明方案 NCV78663,採用功率鎮流器和雙 LED 驅動器,提供分段無眩光遠光燈,集成智慧電子,透過傳感器、攝影機和導航控制,令汽車自動適應各種路況,並通過最大化照明區域增強安全性,支持模塊化的設計平台,易於設計且具成本效益;針對 AFS 將從電機控制邁向使用像素 / 矩陣技術的趨勢,安森美半導體提供組成 LED AFS 像素 / 矩陣系統的所有半導體元件(微控制器除外)如 LED ASSP、FET、LDO、整流器、邏輯器件、齊納管、保護等。

 

連接

從用戶體驗、駕乘效率及主動安全等多方面來講,汽車內部和外部必須將一個個節點連接成有機的網路,尤其是導航系統以及基於位置服務的導航應用,比如實時交通資訊、停車位資訊、餐館、加油站資訊等。就車內而言,各個分系統必須更加緊密的協同工作,需要信息共用;就車跟車以及車跟其他外部系統而言,資訊的交流和共用更加至關重要。安森美半導體提供用於這些網路的各種不同的總線收發器和訊息處理單元。

此外,車身和訊息娛樂系統也是安森美半導體汽車業務發展的重點領域,以提升駕乘舒適性和娛樂性。

 

結語

汽車電氣化和智慧化的發展趨勢,要求創新的半導體技術。安森美半導體以汽車電氣化、主動安全及自動駕駛、LED 照明、車聯網等領域為關鍵增長動力,以中國市場為持續投資重點,提供一系列寬廣陣容的產品及方案配合市場發展,包括:標準元器件(如 ESD / TVS 保護、整流管、齊納管、邏輯器件、小信號二三級管、比較器、運算放大器、EEPROM 等)、模擬產品(如驅動器、線性穩壓器、SMPS、電源管理單元(PMU)、音頻 IC、收發器、ASIC、ASSP 等)、功率器件(如IGBT、PIM、MOSFET、SmartFET、功率三級管、電機驅動器、IPM 等、圖像傳感器(涵蓋全局快門、捲簾快門、高速、HDR、微光 / NIR 等先進技術及系統級晶元 SOC 傳感器/處理器等),從分立元件到標準產品,再到ASSP、ASIC、SBC、SOC,從電源模塊到圖像傳感器,乃至更高集成度的模塊,配以設在中國的汽車解決方案工程中心(SEC)的應用工程師,為汽車市場註入創新活力提供全面的方案和技術支持。 

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