汽车电子创新地位上升,铁电长驱直入

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相比前一阵子热闹非凡规模庞大的上海车展,今年刚满5岁的AES大会“寒酸”到简直可以忽略不计,曾经熙熙攘攘的展位和观众全都严重缩水。这种强烈的反差显示出金融危机下汽车业和半导体业在宣传方面的两种截然不同的态度。不过,由于许多同行的缺席,NXP和Ramtron两家厂商的高调亮相反倒显得分外耀眼。



未来汽车电子创新竞争的四个方面



“娱乐、安全与舒适”是NXP两年前对其汽车电子业务所涉领域的概括,并沿用至今。不过如今似乎有了更细的划分。NXP汽车电子业务大中华区销售与市场总监欧阳旭介绍说,汽车信息娱乐、紧急呼叫、道路收费、车载网络以及安全与舒适是NXP汽车电子业务目前关注的五个领域。



作为汽车电子行业的领先厂商之一,NXP一向在业内占据着重要地位。举例来说,在汽车射频数字信号处理器、收音机调频头、车载网络、无钥匙进入等多个领域该公司都是市场占有率最高的厂商。NXP还引领了数次行业的技术革命,是第一个引入Flexray传输器、第一个发布包括汽车引擎防盗与控制器和射频发射器在内的单芯片钥匙方案、以及第一个为车身系统开发真正灵活智能供电技术的公司。此外,在车用传感器领域,统计数字显示,2006年每生产3辆汽车其中就有一辆采用了NXP的传感器,2007年每生产4辆汽车其中就有一辆采用了NXP的ABS传感器。



很显然,在引领业内创新上NXP已经做出了表率。不过面向未来,特别是在经济低迷的时候,创新的地位还要进一步上升到一个新的高度。正如欧阳旭所言,汽车电子半导体目前面临着诸多机遇和挑战:要满足越来越多的对汽车电子产品质量的要求、要通过整合和软件来降低汽车架构的复杂性、要加速消费电子产品的一些功能在汽车电子中的使用、还要通过不断的在可持续移动性、安全与舒适、无缝连接方面进行创新,实现所谓的“未来之车”。“要把握和克服这些机遇与挑战,就必须进行持续的创新。”



欧阳旭特别谈到了消费电子功能移植时所带来的挑战。他表示,大量消费电子的应用吸引消费者的视线,并且产生了将这些功能进一步移植到汽车电子中的需求。但是消费电子产品与汽车电子产品由于应用领域的不同存在着相当大的差距。举例来说,前者的价值驱动因素为成本和上市时间,后者则是质量与成本,前者的不良率达到20PPM就可以获得供应商大奖,后者如果达到这个水平很可能意味着要被客户扫地出门。在变化方面,前者要求变化来降低成本,后者则担心变化产生风险,要求最短2年一次。最后,在产品生命周期上,前者要求为10个月,后者则要大于10年。



正如在他的演讲中所指出的:“用户需求推动创新。”在上述趋势的推动下,欧阳旭在今年AES大会上特别强调了“创新”二字。他表示,在“零缺陷”计划以及优异设计(DFE)上的持续投资不断降低PPM级别以及严格的PDCA检查加上响应速度的提高等创新为进一步提高品质打下了基础。此外,面向未来,NXP专注于差异化,并致力于为驾驶带来更多乐趣上推动创新。据称,在过去的三年中,该公司在汽车电子研发上的投入增长了两倍左右。



欧阳旭表示,未来的汽车电子创新竞争将集中在四个方面。“包括内部研发、满足用户需求、利用在其他领域的深入理解、借鉴其他领域的IP进行复用等。”他解释说,内部研发主要包括开发独有的工艺技术、IP和专利,通过将产品原型转变为应用来建立系统级别的知识。至于满足用户需求,则是确保新产品的规格和时间与客户一致,与其他行业领导者共同设定行业标准。而利用对其他领域的深入理解上,应该是引入领先的移动和消费电子技术以及利用世界领先的安全技术等。



“汽车下乡”或将推动汽车电子产业



中国政府推动的汽车下乡推动了国内汽车销量的增高,不过它究竟能给NXP的汽车电子半导体业务能带来多少实惠?对此有所期望的人可能会有些沮丧。欧阳旭表示,由于目前这部分市场主要是小排量汽车,大多都比较低端,电子含量也就相对较小,其能够为汽车半导体市场所带来的推动作用也基本可以忽略不计。



不过就长远眼光来看,汽车下乡对于汽车电子半导体市场还是有正面意义的。如欧阳旭所指:“目前有一个不断为小排量汽车提高卖点的趋势,这是很多人都在做的。”他说,这其中主要就是通过添加一些电子内容来实现。“比如将磁带机换成CD机、RKE换成PKE,或者机械开锁的加上RKE等等,除了这部分前装市场,小排量汽车的后装市场也有一些需求。”他表示,“从这个意义上来讲,‘汽车下乡’也会为我们带来很多生意。”



铁电进入发动机管理



铁电存储器厂商Ramtron已经是AES大会上的常客了。去年该公司主推的是铁电在汽车事件数据记录仪(EDR)上的应用。今年的AES大会上则以在EMS(发动机管理系统)中支持自学系统为主。该公司亚太区销售总监刘胜强表示,AEC(汽车电子设备委员会)颁布的Q100 Grade-1标准中已经将铁电纳入EMS的ECU设计中来完成数据采集和诊断信息两个任务。其原因就在于铁电的高耐久性、快速写入、低功耗、瞬间储存以及设计简单等优点。



刘胜强介绍,在现代汽车中,EMS系统的作用在于保证发动机在多种条件下能够整洁而有效的运转,通过监控发动机速度、负载、温度以及点火正时来控制发动机运转,并精确测量发动机所需要的燃油。而EMS的自我学习能力则是从传感器收集多种信息(如测量空气燃料比或者发动机运转时的马力),将其存储起来,经过一个时段的学习,EMS就会具有判断比例是否失衡并将系统调整至最佳状态的能力。



EMS包含由燃油喷射系统和点火系统两部分组成。刘胜强表示,ECU需要三个因子(基准脉冲宽度以及其他两个参数)来计算喷油脉宽。首先需要在一份查找表内查找基准脉冲宽度。而它又是发动机转速和负载的函数。因此,铁电存储器在EMS将主要有两部分任务,一部分是数据采集,储存包括空气/燃料比、点火调节、敲缸信息或者其他与车辆的操作有关的重要的发动机数据。另一部分则是诊断信息,EMS允许使用一个PC来用于自我诊断,铁电作为差错存储器,来存储一定范围的动态数据。



不过,除了EDR、EMS之外,铁电存储器其实在汽车内的应用已经非常广泛。刘胜强介绍,这包括停车感测、动力转向控制、智能安全气囊、导航、高压汽调节、头灯明暗控制、动力传送、电子避震、稳定度控制、车窗防夹控制、数字收音机等等,而宝马、福特、奔驰、奥迪、雷诺、起亚、现代、丰田、三菱、雪铁龙、悍马等客户都已经是这种技术的使用者。



刘胜强还特别介绍了Ramtron刚刚在6月份发布的一款基于铁电存储器技术的符合UHF EPC Class1 Gen2的MaxArias 产品系列。据称,该产品可用于大数据量的RFID应用。几乎可以无限次(1E14)写入数据。 其写入速度比EEPROM的标签要快6倍,读取速度也是后者的2倍,而功耗仅为1/2000,基本可以终身使用。且不受伽玛射线影响,标称读写距离为15米。
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