安森美半導(dǎo)體助力汽車(chē)朝電氣化及智能化發(fā)展

　　隨著汽車(chē)發(fā)展的電氣化和智能化趨勢(shì)，使燃油經(jīng)濟(jì)性及降低排放、主動(dòng)安全及自動(dòng)駕駛、車(chē)聯(lián)網(wǎng)和LED照明等成為當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)，這對(duì)半導(dǎo)體業(yè)帶來(lái)更多發(fā)展機(jī)會(huì)的同時(shí)也提出了更多的挑戰(zhàn)?；旌想妱?dòng)汽車(chē)(HEV)/電動(dòng)汽車(chē)(EV)推動(dòng)每輛車(chē)的汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的半導(dǎo)體成分增高約5倍。先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、便利及信息娛樂(lè)系統(tǒng)，以及占全球汽車(chē)銷(xiāo)售比例50%以上的新興市場(chǎng)，推動(dòng)全球汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)同比增長(zhǎng)9%以上。

　　汽車(chē)中的半導(dǎo)體成分

　　據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Databeans的數(shù)據(jù)，平均每輛汽車(chē)的半導(dǎo)體產(chǎn)品成本達(dá)350美元。汽車(chē)中含半導(dǎo)體成分的應(yīng)用如圖1所示。

　　圖1. 汽車(chē)半導(dǎo)體成分

　　安森美半導(dǎo)體汽車(chē)重點(diǎn)市場(chǎng)方案與策略

　　安森美半導(dǎo)體作為全球領(lǐng)先的十大高能效汽車(chē)硅方案供應(yīng)商之一，汽車(chē)電子發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，營(yíng)收比幾年前有近300%的增長(zhǎng)，尤其在汽車(chē)圖像傳感器領(lǐng)域及AFS領(lǐng)域的市占一直維持全球第一，將繼續(xù)針對(duì)汽車(chē)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)提供全面的產(chǎn)品陣容及方案，持續(xù)推動(dòng)汽車(chē)創(chuàng)新。

　　汽車(chē)電氣化

　　隨著政府及消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)燃油效率、節(jié)能、降低污染、加強(qiáng)環(huán)保提出日益嚴(yán)苛的要求，各種新能源汽車(chē)如HEV/EV/PHEV等得以大力發(fā)展。安森美半導(dǎo)體提供場(chǎng)截止型IGBT、高能效FET、功率集成模塊、門(mén)極驅(qū)動(dòng)器、智能功率模塊、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)等產(chǎn)品，支持汽車(chē)電氣化。新能源汽車(chē)的發(fā)展首先需要將各種能量進(jìn)行變換。為不斷提高各種能量變換的效率，安森美半導(dǎo)體重點(diǎn)在以下幾方面加強(qiáng)創(chuàng)新：

　　開(kāi)發(fā)各種高效節(jié)能的電力電子器件，如大功率IGBT、極低導(dǎo)通電阻的功率MOSFET，降低開(kāi)關(guān)損耗，從而提高從電能到機(jī)械能轉(zhuǎn)換的效率。以功率集成模塊(PIM) NXH80T120L2Q0PG為例，采用安森美半導(dǎo)體的專(zhuān)有溝槽第二代場(chǎng)截止技術(shù)(FSII)及創(chuàng)新的封裝技術(shù)，提供超過(guò)98%的能效，結(jié)溫高達(dá)175 °C，可靠性極高。而低導(dǎo)通電阻的MOSFET提供緊湊的高熱能效封裝。

　　表1. 用于汽車(chē)應(yīng)用的極低導(dǎo)通電阻的功率MOSFET系列

　　圖2. 安森美半導(dǎo)體新推出的用于汽車(chē)應(yīng)用的PIM和MOSFET

　　開(kāi)發(fā)各種DC-DC轉(zhuǎn)換器，以保證能量從一種電壓等級(jí)到另一種電壓等級(jí)的高轉(zhuǎn)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(duì)汽車(chē)引擎蓋下的高溫和苛刻條件，安森美半導(dǎo)體推出智能功率模塊IPM STK984-17X系列產(chǎn)品，集成智能無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)控制器LV8907、6個(gè)獨(dú)立的MOSFET、精密分流電阻器、熱敏電阻和系統(tǒng)外圍元件。其中LV8907無(wú)需任何位置傳感器，預(yù)先載入配置寄存器，無(wú)需軟件，可以獨(dú)立模式驅(qū)動(dòng)電機(jī)，無(wú)需外部系統(tǒng)控制器，LV8907還集成LIN收發(fā)器，可提供基于LIN的先進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。STK984-17X用于汽車(chē)散熱風(fēng)扇、電動(dòng)油泵、燃油泵、電動(dòng)水泵等應(yīng)用，無(wú)需任何外部微控制器，它采用獨(dú)特的絕緣金屬基板技術(shù)(IMST)，支持無(wú)電路板的設(shè)計(jì)，顯著減少系統(tǒng)的空間、重量和成本，提供高能效和高可靠性，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，加快上市時(shí)間。

　　主動(dòng)安全及自動(dòng)駕駛

　　隨著人們對(duì)安全意識(shí)的不斷提高，主動(dòng)安全系統(tǒng)在車(chē)上得到不斷應(yīng)用，尤其是ADAS配以各種傳感器得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，呈現(xiàn)井噴式的發(fā)展。針對(duì)此類(lèi)應(yīng)用，安森美半導(dǎo)體提供完全符合汽車(chē)安全完整性等級(jí)(ASIL B)ISO26262的圖像傳感器、智能無(wú)源傳感器等方案。

　　圖像傳感器用于視覺(jué)應(yīng)用(如倒車(chē)影像和全景泊車(chē)影像系統(tǒng))、ADAS應(yīng)用(如盲點(diǎn)檢測(cè)、車(chē)道偏離警告、防撞和主動(dòng)巡航控制、行人檢測(cè)、交通信號(hào)識(shí)別)以及新的疲勞檢測(cè)、手勢(shì)識(shí)別(車(chē)艙內(nèi))及車(chē)鏡替代。安森美半導(dǎo)體擁有超過(guò)10年為汽車(chē)市場(chǎng)提供CMOS圖像傳感器的經(jīng)驗(yàn)，是全球市占份額第一的ADAS供應(yīng)商，提供的圖像傳感器具有出色的微光性能、優(yōu)質(zhì)的圖像畸變矯正能力、高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)、汽車(chē)級(jí)工作溫度范圍及高可靠性和品質(zhì)。例如公司最新采用背照式(BSI)傳感器技術(shù)的首款CMOS圖像傳感器AR0136AT，提供同類(lèi)最佳性能，較當(dāng)前領(lǐng)先市場(chǎng)的AR0132AT提供好4倍的微光信噪比，增加40%的可見(jiàn)光靈敏度，和提升超過(guò)60%的近紅外(NIR)性能。公司推出的新系列圖像協(xié)處理器AP020x使 HDR 1080p汽車(chē)影像系統(tǒng)成為可能，聯(lián)合使用公司高性能的200萬(wàn)像素傳感器如 AR0230AT和100萬(wàn)像素傳感器如AR0140AT、 AR0132AT 和 AR0136AT，提供全面完整的倒車(chē)影像和全景泊車(chē)影像方案。

　　圖3. 安森美半導(dǎo)體首款BSI傳感器(左)和新系列圖像協(xié)處理器(右)

　　安森美半導(dǎo)體用于汽車(chē)倒車(chē)影像的方案還包括2 MHz 開(kāi)關(guān)電源(SMPS)如NCV890201MWTXG和NCV898031D1R2G、低壓降穩(wěn)壓器(LDO)如NCV8703和NCV8705、開(kāi)關(guān)MOSFET如NVTFS5116PL(u8FL)和BVSS84L(SOT23)、數(shù)字晶體管如SDTC1xxEE、CAN收發(fā)器如NCV7356和NCV7341、圖像處理器如AP0100AT、視頻信號(hào)處理器如LC749000、EEPROM如CAV25256(SPI)和CAV24C256(I2C)、邏輯產(chǎn)品如NL17SZxx及ESD等等。

　　智能無(wú)源傳感器主要用于檢測(cè)座椅及感測(cè)液位。安森美半導(dǎo)體的智能無(wú)源傳感器方案采用首創(chuàng)、超高頻RFID傳感器標(biāo)簽，含一個(gè)稱(chēng)為Magnus的智能傳感器IC，及一個(gè)可印制的天線以支持無(wú)線感測(cè)溫度、濕度、壓力和距離，全都無(wú)需外接電源。在座椅檢測(cè)應(yīng)用方面，該方案結(jié)合人體檢測(cè)元素及標(biāo)準(zhǔn)體重檢測(cè)提供安全帶警告指示和關(guān)閉/打開(kāi)氣囊，解決了當(dāng)今汽車(chē)座椅檢測(cè)系統(tǒng)不提供人體檢測(cè)、只提供壓力檢測(cè)的挑戰(zhàn);在感測(cè)液位方面，該方案用于在容器外感測(cè)液位，省去當(dāng)今汽車(chē)油箱里的敏感電子和機(jī)械裝置。

　　LED照明

　　得益于LED尺寸小、設(shè)計(jì)靈活性以及節(jié)能高效等優(yōu)勢(shì)，LED車(chē)燈有望成為汽車(chē)照明的一種潮流，用于打造獨(dú)特的造型、實(shí)現(xiàn)節(jié)能并提升安全優(yōu)勢(shì)。

　　安森美半導(dǎo)體提供一系列LED驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器用于此類(lèi)應(yīng)用，例如：全集成的可尋址LIN RGB(紅綠藍(lán))單芯片方案NCV7430，可通過(guò)LIN命令輸出1600萬(wàn)種不同顏色，用于車(chē)輛防盜等安全特性及創(chuàng)建個(gè)性化的內(nèi)部氛圍，該方案比當(dāng)前市場(chǎng)上由微控制器和LIN-SBC組成的方案節(jié)省了電路板空間，而且能使用可選的鎮(zhèn)流器控制引腳，使熱管理更簡(jiǎn)單，其單獨(dú)的LIN節(jié)點(diǎn)經(jīng)由預(yù)編程或LIN命令獲取地址，使得設(shè)計(jì)靈活并降低成本;創(chuàng)新的LED前燈照明方案NCV78663，采用功率鎮(zhèn)流器和雙LED驅(qū)動(dòng)器，提供分段無(wú)眩光遠(yuǎn)光燈，集成智能電子，通過(guò)傳感器、攝像機(jī)和導(dǎo)航控制，令汽車(chē)自動(dòng)適應(yīng)各種路況，并通過(guò)最大化照明區(qū)域增強(qiáng)安全性，支持模塊化的設(shè)計(jì)平臺(tái)，易于設(shè)計(jì)且具成本效益;針對(duì) AFS將從電機(jī)控制邁向使用像素/矩陣技術(shù)的趨勢(shì)，安森美半導(dǎo)體提供組成LED AFS像素/矩陣系統(tǒng)的所有半導(dǎo)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(hù)等。

　　連接

　　從用戶(hù)體驗(yàn)、駕乘效率及主動(dòng)安全等多方面來(lái)講，汽車(chē)內(nèi)部和外部必須將一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成有機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，尤其是導(dǎo)航系統(tǒng)以及基于位置服務(wù)的導(dǎo)航應(yīng)用，比如實(shí)時(shí)交通信息、停車(chē)位信息、餐館、加油站信息等。就車(chē)內(nèi)而言，各個(gè)分系統(tǒng)必須更加緊密的協(xié)同工作，需要信息共享;就車(chē)跟車(chē)以及車(chē)跟其他外部系統(tǒng)而言，信息的交流和共享更加至關(guān)重要。安森美半導(dǎo)體提供用于這些網(wǎng)絡(luò)的各種不同的總線收發(fā)器和信息處理單元。

　　此外，車(chē)身和信息娛樂(lè)系統(tǒng)也是安森美半導(dǎo)體汽車(chē)業(yè)務(wù)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域，以提升駕乘舒適性和娛樂(lè)性。

　　結(jié)語(yǔ)

　　汽車(chē)電氣化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)，要求創(chuàng)新的半導(dǎo)體技術(shù)。安森美半導(dǎo)體以汽車(chē)電氣化、主動(dòng)安全及自動(dòng)駕駛、LED照明、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?yàn)殛P(guān)鍵增長(zhǎng)動(dòng)力，以中國(guó)市場(chǎng)為持續(xù)投資重點(diǎn)，提供一系列寬廣陣容的產(chǎn)品及方案配合市場(chǎng)發(fā)展，包括：標(biāo)準(zhǔn)元器件(如ESD/TVS保護(hù)、整流管、齊納管、邏輯器件、小信號(hào)二三級(jí)管、比較器、運(yùn)算放大器、EEPROM等)、模擬產(chǎn)品(如驅(qū)動(dòng)器、線性穩(wěn)壓器、SMPS、電源管理單元(PMU)、音頻IC、收發(fā)器、ASIC、ASSP等)、功率器件(如IGBT、PIM、MOSFET、SmartFET、功率三級(jí)管、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、IPM等、圖像傳感器(涵蓋全局快門(mén)、卷簾快門(mén)、高速、HDR、微光/NIR等先進(jìn)技術(shù)及系統(tǒng)級(jí)芯片SOC傳感器/處理器等), 從分立元件到標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)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(shè)在中國(guó)的汽車(chē)解決方案工程中c心(SEC)的應(yīng)用工程師，為汽車(chē)市場(chǎng)注入創(chuàng)新活力提供全面的方案和技術(shù)支持。