節(jié)能減排、新能源車、車聯(lián)網(wǎng)方面的最近動向

　　一、節(jié)能減排

　　*半導體實現(xiàn)方案

　　中國的節(jié)能減排發(fā)展是最具有挑戰(zhàn)性的。根據(jù)中國發(fā)布的《乘用車燃料消耗量限值》規(guī)定，到2015年中國生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量要降至6.9升/百公里，2020年要進一步降至5.0升/百公里。

　　歐洲現(xiàn)在已經(jīng)達到了排放二氧化碳130克/公里，即6.9升/百公里的排放標準。歐洲的趨勢是，除了一些非常大的像渦輪增壓等之外，現(xiàn)在已經(jīng)開始偏向于更小一些的節(jié)能減排的功能，比如EPS(電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng))、胎壓監(jiān)控或者是啟停，這三個功能已經(jīng)在歐洲的車輛上得到真正的實施，并已達到了很高的比率。

　　現(xiàn)在在傳統(tǒng)的汽車領(lǐng)域，有很多小型的電機，這些電機的電氣化或者是電子管理是將來發(fā)展的一個趨勢(圖1)?，F(xiàn)在中等車型中，每輛車里大概有20個小型的電機是電控的，之前這些電機主要是由皮帶傳送的。水泵和真空泵也將成為未來的發(fā)展趨勢。

　　圖1 電機電氣化的市場預測

　　從機械化轉(zhuǎn)到電氣化，半導體是必不可缺的。汽車里的小型電機的電氣化及一些功能的組合，能夠更好地減小外形和更好地控制整車的布局。為此，英飛凌為小型電機控制提供了一套系統(tǒng)解決方案，包括模擬芯片、單片機和功率器件。另外，英飛凌還提供一些監(jiān)控和診斷功能，能夠讓電機的控制更智能化和安全。例如，英飛凌基于32位ARM架構(gòu)的TLE987x系列，集成了傳統(tǒng)的4個芯片功能——LIN、LDO、單片機、柵極驅(qū)動器，不僅減小了特征尺寸，還節(jié)省了成本，另外，在芯片里還增加了監(jiān)控和診斷等功能。

　　有助于降低二氧化碳排放的技術(shù)有直噴、發(fā)動機小型化，包括7、8、9速多速傳動，還有電源管理、熱管理等，最后一點是減少摩擦，例如輪胎的摩擦或者是發(fā)動機和其他部件的摩擦，都是可以幫助降低二氧化碳排放的新技術(shù)。

　　為了達到2020年排放的目標，除了傳統(tǒng)概念上的降低二氧化碳排放技術(shù)之外，歐洲的一個方法是將排放量標準根據(jù)不同車型分成三檔：小型、中型和大型車。小型車平均需要達到90克/公里，中型車需要達到100克/公里左右，大型豪華車可能要達到130克/公里，這樣平均可以達到2020年的排放標準。

　　在歐洲除了電動車之外，在傳統(tǒng)的柴油機和相對小型一點的車上加載48V的啟停系統(tǒng)，而對于相對大一些的車型，在歐洲，插電式混動是車廠比較傾向的一種方案。

　　從全球的趨勢看，美國和日本更傾向于柴油混合方案，可能中國的方案更接近于歐洲。

　　從英飛凌的角度，其功率器件是可以供應到從最簡單的弱混，比如12V或者是48V系統(tǒng)，到中混、強混、純電動，不管是從MOSFET到模塊，英飛凌可以針對任何功率和任何用途提供相關(guān)的產(chǎn)品和解決方案。

　　如果談到動力系統(tǒng)的電氣化，即混動汽車，最令人矚目的就是在車里的半導體的分量。傳統(tǒng)車平均每輛車中的半導體總量約是300美元的標準，如果是混動或者是純電動汽車，要超過600美元的電子器件的含量，即增長了一倍以上(圖2)。

　　圖2 2015年每輛汽車的半導體元器件成本(美元)

　　各國政府均有自己的傾向性，比如美國及歐洲廠家偏好使用燃料電池?，F(xiàn)在燃料電池是一個比較新的話題。

　　對于半導體廠商來說，要想真正讓整個電動車系統(tǒng)能夠達到最高效、安全，直接和車廠或一級供應商合作進行系統(tǒng)開發(fā)是非常重要的，能夠在前期參與車廠的設(shè)計，跟他們一起做系統(tǒng)開發(fā)，才能達到最終高效的電動車的能效和動力。

　　*混動(HEV)和純電動(EV)在中國的前景

　　首先這兩種技術(shù)現(xiàn)在都是可以實現(xiàn)的。對于消費者來講，可能有一些價格因素在里面。之前混動車跟傳統(tǒng)汽車的價格差別不是很大，現(xiàn)在電動汽車可能越來越接近于消費者能夠接受的價格標準，尤其是政府的補貼，中國政府對純電動汽車和插電式的汽車給了全球最強有力的政府補貼，現(xiàn)在基本上純電動汽車可能和正常的汽車價格相當，甚至更低，這對于消費者來說，是應該是能接受的。

　　從真正車的技術(shù)實現(xiàn)來看，不同的車型需要不同的技術(shù)。比如一些比較重型的車，例如卡車，不是特別適合做純電動，可能更多的是用混動方式來實現(xiàn)，不僅能夠達到節(jié)能減排的功效，技術(shù)實現(xiàn)也是比較實際的?？赡芟鄬Ρ容^小型或者是輕型的車去做純電動汽車會比較好。因此，混動和純電動會共存，是需要根據(jù)具體的情況來決定采用哪種更合適。

　　關(guān)于新能源車，首先從電池整個的技術(shù)發(fā)展來看，電動車前幾年最大的問題是電池技術(shù)。隨著這幾年電池技術(shù)的發(fā)展，基本上已經(jīng)達到了比較高功效的狀態(tài)。預計真正電動車能夠和傳統(tǒng)汽車達到一樣的功效或者是更好的功效，差不多是250美元/千瓦小時，現(xiàn)在基本上車廠所用的電池技術(shù)已經(jīng)達到了，或者馬上就可以達到了。之后，如果電池科技能夠做得更好，應該是更高效、省錢的方式。針對于全球，尤其是中國最有挑戰(zhàn)性的體系支持，是充電樁的支持，這其實是目前最大的瓶頸。

　　要解決這個問題，首先中國政府已經(jīng)有很強有力的措施，不只是去補貼，而且去做充電樁和充電站的規(guī)劃。另外，從汽車行業(yè)來講，需要達到更長的充電里程。如果能夠達到400公里，或者更長的充電里程，就會滿足消費者的需求，這也是整個電動車的技術(shù)發(fā)展方向。

                                          　二、自動駕駛

　　自動駕駛不是一蹴而就的，比如常見的倒車影像，或者現(xiàn)在比較熱門的自動泊車等功能已經(jīng)在車上實現(xiàn)了，可能后續(xù)會看到緊急的自動制動和物體檢測功能，甚至是一些環(huán)繞式的輔助功能。通過輔助駕駛功能的一一實現(xiàn)，才可以使自動駕駛的最終目標實現(xiàn)。

　　為了實現(xiàn)這些功能，半導體產(chǎn)品起到了一個核心的作用。歐洲現(xiàn)在有最新的歐洲五星評級標準，需要車廠能夠達到緊急自動制動的功能，能夠幫助保護路邊的行人，甚至路邊的物體。

　　為了達到緊急制動的功能，需要一個遠程的車距警告，根據(jù)第三方的數(shù)據(jù)，市場對這方面的功能還是非常樂觀的。據(jù)Strategy Analytics對2011年及2012年的預測，對遠程車距警告的需求每年都有一個非常快的增長(圖3)。從2011年到2012年，他們也對數(shù)據(jù)做了很大的調(diào)整，把最終的量調(diào)高了很多。

圖3 車距警告系統(tǒng)市場預測

　　為了實現(xiàn)這方面的功能，英飛凌很早就投入了相應的技術(shù)研發(fā)，英飛凌是首家推出高性能的77GHz雷達產(chǎn)品的半導體供應商。

　　前述的小型電機的電氣化，從水泵、油泵和真空泵，包括車身上的雨刷、天窗和一些車窗的控制，由原來的機械控制到現(xiàn)在變成了電氣化的自動控制。而動力總成的傳動系統(tǒng)，現(xiàn)在更多地也在轉(zhuǎn)向自動功能，英飛凌認為這些方面是后續(xù)市場上比較快速發(fā)展的方向。

　　LED燈的安全性也是很重要的，包括車燈角度的調(diào)節(jié)和車燈的亮度，都是為了最終保護駕乘人員和行人的安全，所以能夠整個LED車身、車燈的系統(tǒng)將是保證安全性的一部分。

三、車聯(lián)網(wǎng)

　　傳統(tǒng)上，汽車一直是自我封閉的一個系統(tǒng)，車是不跟外界交流的。但是最近出現(xiàn)了很多關(guān)于車聯(lián)網(wǎng)的應用或者是更多的車聯(lián)網(wǎng)進入物聯(lián)網(wǎng)。作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分，將來汽車發(fā)展的方向就是汽車整個的系統(tǒng)變成一個開放的系統(tǒng)，從原來一個完全封閉的系統(tǒng)到未來一個完全開放的系統(tǒng)，這個對汽車整個系統(tǒng)的設(shè)計是有很大的變化和影響的。

　　目前車聯(lián)網(wǎng)沒有一個非常統(tǒng)一的標準，現(xiàn)在有關(guān)車聯(lián)網(wǎng)研發(fā)的標準是沿用現(xiàn)在消費類電子的研發(fā)標準，比如藍牙現(xiàn)有功能的定義。這里面的安全或者是安防的風險是很大的，因為現(xiàn)在已經(jīng)把整個系統(tǒng)變成了全開放的系統(tǒng)。因為每一個功能，不管是連到互聯(lián)網(wǎng)上，或者是一些信息的傳輸，都會有黑客進攻的風險。

　　其實安防不是一個簡單的概念，不是在現(xiàn)代的汽車里加一個加密的芯片就可以完成安防的功能。這必須是從整個汽車的系統(tǒng)架構(gòu)和設(shè)計概念開始的。圖4是英飛凌的一些安防建議。首先從整個系統(tǒng)里去分析哪些方面或者是哪些數(shù)據(jù)可能會遭到黑客的襲擊。通過這些分析，能夠有一些軟件到硬件的解決方案，把這些解決方案包括進整個系統(tǒng)的設(shè)計，但是也必須要有一些安全的驗證，能夠確認這個安防的功能是可以切實地預防黑客襲擊的，把所有的功能和解決方案的驗證都放到整個系統(tǒng)設(shè)計里，最終才能達到一個安全保護的功能。也不是說車上的每一個功能都需要安全，但是必須去做整個系統(tǒng)的分析和驗證，才能達到最終的目的。

圖4 需要考慮安防的部分

　　簡單來說，還是從汽車最基本的架構(gòu)開始分析。從發(fā)動機的控制系統(tǒng)到安全氣囊的一些安全的功能，到車上的舒適性功能，包括最終的車內(nèi)駕駛員信息處理的功能都需要安全性的保障。帶星星的部分是必須有一些安防的功能加以保護的。例如，大家在動作片里看到了我在開車，我想往左拐，但是有通過遠程控制把我的方向盤往右轉(zhuǎn)了，車就會撞到一堵墻上了，這種功能都是將來車變成開放系統(tǒng)可能會遭到黑客襲擊的一些方面。

　　從發(fā)動機和安全的管理系統(tǒng)開始，英飛凌可以通過單片機來做一些加密的軟件和硬件的工作，能夠達到安全保護，保護信息的傳輸和下載，英飛凌安全智能卡事業(yè)部也有相關(guān)的產(chǎn)品，可以達到信息的上傳下載和加密，在信息、娛樂系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)整個系統(tǒng)內(nèi)部的安防和安保等方面，英飛凌也有相關(guān)的芯片。

　　現(xiàn)在全球平均每一輛車里會有70~80個單片機，分析具體的功能，根據(jù)它們的安全等級，需要有不同的加密或者是安防的措施，針對于每一個控制器的功能和策略來選擇對它的應對方式。

　　汽車芯片的經(jīng)濟性

　　今天，汽車行業(yè)對空間的限制不是太多，畢竟芯片很小，但是在一些特定的場合下是有空間的要求的，因此SoC一體化芯片還是有它的作用的。例如多核的單片機(三核或者五核的單片機)。在某些情況下，存儲功能和單片機功能的整合具有成本優(yōu)勢。

　　從整個經(jīng)濟效益來看，從數(shù)量到成本，或者是價格來看，汽車和消費電子行業(yè)是不同的。例如，今年全球新增了1800萬輛車，但是車有不同的類型，高壓、低壓、中壓等不同的要求。其實，針對于這1800萬輛車，很多情況下，整個投入和產(chǎn)出是不能成正比的。但是，手機為什么可以?因為整個手機產(chǎn)業(yè)可能有十億部手機，二者的量的基礎(chǔ)是不一樣的，十億部手機是用同樣的技術(shù)，如果你做一款芯片，它的量足夠大，能夠支撐它去做這樣的業(yè)務(wù)。而1800萬輛車，最后分析下來有一半或者是有多少能夠支持這種集成式的方案，但是最終設(shè)計的投入和最終產(chǎn)品的價格是不能有一個合理的回報的。所以因為汽車和手機的基礎(chǔ)量不一樣，汽車不一定能夠支持最終的集成方案的實現(xiàn)。

　　*注：本文根據(jù)講演者錄音整理，對部分內(nèi)容有刪節(jié)。