意法半導(dǎo)體在汽車電子領(lǐng)域概況

21ic訊 當(dāng) Carl Benz于1886年獲得世界第一項(xiàng)汽車專利時(shí)，他很可能沒有想到電子技術(shù)將會(huì)幫助他的機(jī)械發(fā)明取得巨大進(jìn)步。事實(shí)上，在 1960年以前，汽車技術(shù)的進(jìn)步在很大程度上是機(jī)械工程的進(jìn)步，收音機(jī)是汽車上唯一的重要電子產(chǎn)品。

然而在過去的50年來，汽車設(shè)計(jì)的進(jìn)步對(duì)電子技術(shù)的依賴程度不斷提高，以至于在一輛新車內(nèi)，半導(dǎo)體平均占比接近300美元1。結(jié)果，汽車電子應(yīng)用是半導(dǎo)體市場(chǎng)上增長(zhǎng)最快且最穩(wěn)健的細(xì)分市場(chǎng)，2011年至2016年2間全球銷售收入年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為8.8%。汽車產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)和電子技術(shù)在提高汽車的可靠性、安全性、性能、環(huán)保、駕乘舒適性、便利性等方面發(fā)揮的重要作用是汽車電子應(yīng)用市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α４送?，混和?dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車的問世將進(jìn)一步提升電子技術(shù)在未來汽車平臺(tái)中的重要作用。

作為為所有重量級(jí)汽車廠商提供芯片的全球汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商三強(qiáng)3之一，意法半導(dǎo)體擁有獨(dú)一無二的先進(jìn)技術(shù)平臺(tái)，通過與主要客戶密切合作以及對(duì)汽車市場(chǎng)的熟知，始終不渝地專注產(chǎn)品質(zhì)量。公司的汽車解決方案涵蓋所有主要的汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域：安全、動(dòng)力總成、車身及信息娛樂。

安全

意法半導(dǎo)體提供各種各樣的車上乘客安保方案，包括安全氣囊、防抱死制動(dòng)、牽引力控制、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向和懸掛系統(tǒng)等汽車系統(tǒng)用電子元器件。意法半導(dǎo)體是全球第一大汽車安全氣囊和防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)半導(dǎo)體供應(yīng)商，這兩類產(chǎn)品在汽車安全電子元器件中占比最高。

意法半導(dǎo)體不僅是新應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域的先驅(qū)，還是先進(jìn)安全技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，安全系統(tǒng)運(yùn)用對(duì)汽車狀態(tài)和駕駛環(huán)境的掌握來避免或最大限度降低意外交通事故，預(yù)計(jì)在2015年前安全系統(tǒng)將會(huì)成為汽車的標(biāo)配。

例如，意法半導(dǎo)體與Mobileye合作研制的汽車視覺輔助駕駛系統(tǒng)級(jí)芯片。這些先進(jìn)的系統(tǒng)級(jí)芯片運(yùn)用意法半導(dǎo)體的高動(dòng)態(tài)范圍攝像頭為主動(dòng)安全解決方案提供偏航報(bào)警、正面碰撞報(bào)警、視覺/雷達(dá)融合和行人監(jiān)測(cè)功能。歐美及日本等國(guó)的一些一線供應(yīng)商和機(jī)車制造商已將這些解決方案部署在100多萬輛汽車內(nèi)。

意法半導(dǎo)體的隨動(dòng)轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)是另一個(gè)提高公路交通安全的方案，能夠根據(jù)汽車當(dāng)

前位置自動(dòng)調(diào)控頭燈水平照射高度和角度。

動(dòng)力總成

從簡(jiǎn)單的摩托車，到復(fù)雜的多缸直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)(GDI)和共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，意法半導(dǎo)體提供各種發(fā)動(dòng)機(jī)管理硅解決方案。意法半導(dǎo)體的解決方案涵蓋高成本效益的整合系統(tǒng)以及最先進(jìn)的電子控制解決方案。

各國(guó)政府的廢氣排放法規(guī)和能源問題是推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)管理技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力。意法半導(dǎo)體與主要的汽車OEM廠商合作開發(fā)新應(yīng)用，以更好地控制燃油噴射系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)油降耗的目的。這些應(yīng)用包括各種先進(jìn)技術(shù)，如VVT(可變氣門正時(shí))和 GDI(汽油直噴)。

先進(jìn)的VVT芯片整合并同步可變曲軸正時(shí)和氣門升起、可變壓縮比和進(jìn)氣歧管調(diào)諧功能，以提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。在 GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，燃油是直接噴射至氣缸內(nèi)，無需在一個(gè)單獨(dú)的進(jìn)氣門內(nèi)混合燃油與空氣，這種機(jī)制可更精確地控制燃燒和排放過程，將燃油經(jīng)濟(jì)效率和廢氣排放效率較普通汽油機(jī)提高 25%。

意法半導(dǎo)體的先進(jìn)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更領(lǐng)先的汽車技術(shù)創(chuàng)新，包括集成機(jī)械、電子和計(jì)算技術(shù)的“機(jī)電”解決方案，這些創(chuàng)新成果適用于接線盒、車門區(qū)模塊和車身控制模塊。 意法半導(dǎo)體開發(fā)各種機(jī)電式汽車電子控制應(yīng)用，如取代油門踏板與節(jié)氣門之間線纜的電子節(jié)氣門和先進(jìn)增壓器控制系統(tǒng)。

車身與便利設(shè)備

今天的車身由無數(shù)個(gè)互聯(lián)的電子系統(tǒng)組成，包括車頂和車門區(qū)控制、HVAC(暖通空調(diào))系統(tǒng)、座椅控制、雨刷和照明控制。電子元器件在汽車內(nèi)的占比一直在提高，同時(shí)對(duì)提升可靠性和診斷功能的要求也在提高。

意法半導(dǎo)體發(fā)明了“智能”接線盒的概念，智能接線盒是汽車的智能電源和開關(guān)中心，集成車內(nèi)外照明和雨刷等功能，采用一個(gè)由可升級(jí)的軟硬件模擬構(gòu)成的完整架構(gòu)。

作為汽車照明電子市場(chǎng)上無可爭(zhēng)議的領(lǐng)導(dǎo)者，意法半導(dǎo)體擁有獨(dú)有的VIPower硅技術(shù)和全面的應(yīng)用知識(shí)，提供車內(nèi)外白熾燈和LED或氙燈照明系統(tǒng)半導(dǎo)體解決方案。

意法半導(dǎo)體的高集成度車門模塊智能功率器件在車門內(nèi)集成所有的控制功能和功率電路，包括電動(dòng)后視鏡、電動(dòng)車窗、電動(dòng)車門鎖、燈光和控制面板。意法半導(dǎo)體是車門區(qū)電子市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，為整合執(zhí)行器和電源管理功能的下一代產(chǎn)品鋪平了道路。

汽車信息娛樂

意法半導(dǎo)體的汽車信息娛樂與導(dǎo)航產(chǎn)品包括完整的數(shù)字收音機(jī)、導(dǎo)航和遠(yuǎn)程信息處理以及車內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)解決方案。公司擁有多年積累的技術(shù)專長(zhǎng)和豐富的IP知識(shí)產(chǎn)權(quán)組合，支持現(xiàn)行和未來所有的提高駕駛體驗(yàn)的融合服務(wù)。

憑借其20余年的 AM/FM 收音機(jī)技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，意法半導(dǎo)體位居數(shù)字收音機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的最前沿，成為全球最大的數(shù)字收音機(jī)半導(dǎo)體元器件供應(yīng)商，截至目前，數(shù)字收音機(jī)芯片出貨量已超過8000萬件。公司承諾支持國(guó)際主要的地面數(shù)字廣播和衛(wèi)星數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)，包括 HD Radio、Eureka-147系列(DAB, DAB+,DMB-A)、Digital Radio Mondiale 和 Sirius/XM，以及歐洲衛(wèi)星數(shù)字廣播(ESDR)。

意法半導(dǎo)體生產(chǎn)所有的汽車收音機(jī)半導(dǎo)體元器件，包括調(diào)諧器、基帶處理器、多媒體處理器和播放器，并在信號(hào)接收能力和功耗方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，使其能夠在惡劣的接收環(huán)境中正常接收廣播，將功耗降至最低水平?，F(xiàn)在意法半導(dǎo)體的工程師運(yùn)用其掌握的技術(shù)專長(zhǎng)正在研發(fā)多標(biāo)準(zhǔn)地面數(shù)字收音機(jī)，近期推出了業(yè)界首款能夠同時(shí)接收處理AM/FM和多種制式數(shù)字廣播(如DAB+)的數(shù)字收音機(jī)芯片組。配備全部軟件棧，支持多個(gè)不同的廣播標(biāo)準(zhǔn)，意法半導(dǎo)體的多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字廣播芯片組為設(shè)備廠商研制高性能的經(jīng)濟(jì)型汽車信息娛樂系統(tǒng)提供了一條捷徑。以新一代收音機(jī)功能和增值服務(wù)為特色，如文本流和視頻信息流同步，實(shí)時(shí)天氣預(yù)報(bào)和路況信息，汽車信息娛樂系統(tǒng)將有助于提高駕駛體驗(yàn)。

在衛(wèi)星廣播技術(shù)領(lǐng)域，意法半導(dǎo)體是首家在單顆芯片內(nèi)集成完整的數(shù)字衛(wèi)星解碼電路的企業(yè)，在研發(fā)從射頻到基帶信號(hào)處理的完整系統(tǒng)的過程中，公司的研發(fā)能力獲得大幅提升，使公司成為數(shù)字衛(wèi)星收音機(jī)市場(chǎng)的龍頭企業(yè)。在美國(guó)，大多數(shù)衛(wèi)星數(shù)字收音機(jī)都采用意法半導(dǎo)體的芯片，為衛(wèi)星數(shù)字廣播在美國(guó)的成功做出了貢獻(xiàn)。

意法半導(dǎo)體還是全球最大的汽車音頻功率放大器芯片和穩(wěn)壓器芯片廠商。公司的功率放大器產(chǎn)品陣容十分強(qiáng)大，包括B類、AB類、SB類(高能效)和D類功放，其中最新產(chǎn)品兼容啟停及混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。

最新產(chǎn)品包括業(yè)首款純數(shù)字音頻D類放大器系統(tǒng)芯片，適用于汽車儀表板內(nèi)置音響系統(tǒng)控制面板。D類功放比AB類功放提高能效大約 80%，可降低發(fā)電機(jī)的電負(fù)荷，在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)增加更多功能和聲道。作為同類首款集成數(shù)字輸入與創(chuàng)新的反饋機(jī)制的產(chǎn)品，4x135W FDA4100LV 和 4x50W FDA450LV 不再需要信號(hào)轉(zhuǎn)換電路或?yàn)V波電路，節(jié)省了印刷電路板空間和元器件數(shù)量。這些放大器還能提高大功率音頻放大器的性能，在具有發(fā)動(dòng)機(jī)啟停功能的汽車或混動(dòng)(電力牽引驅(qū)動(dòng)器和內(nèi)燃機(jī)在不同的工作模式之間轉(zhuǎn)換)汽車內(nèi)連續(xù)無失真地播放音樂。

公司近期在大貨車、大客車、農(nóng)用車等商用車市場(chǎng)上推出了性能最強(qiáng)大的最方便使用的音頻功率放大器，大型車輛采用24V的電氣系統(tǒng)，而小客車的電氣系統(tǒng)電壓為12V。被公認(rèn)為業(yè)界首款在24V車內(nèi)直接驅(qū)動(dòng)車廂揚(yáng)聲器的音頻放大器，此款產(chǎn)品無需任何外部元器件，代表了意法半導(dǎo)體十分重視大型汽車市場(chǎng)。

此外，意法半導(dǎo)體還提供各種各樣的多功能穩(wěn)壓器，以滿足所有汽車信息娛樂市場(chǎng)的需求。

在公司的導(dǎo)航產(chǎn)品組合中，Teseo II 系列系統(tǒng)級(jí)芯片是業(yè)界首款單片多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，能夠接收 GPS、GALILEO、GLONASS 和 QZSS信號(hào)。因?yàn)槎ㄎ痪群褪覂?nèi)接收靈敏度俱佳，Teseo II系列產(chǎn)品在高樓林立的都市區(qū)等衛(wèi)星信號(hào)較弱的地區(qū)可提高用戶定位精準(zhǔn)度和導(dǎo)航性能。意法半導(dǎo)體的導(dǎo)航芯片兼定位精準(zhǔn)和低功耗于一身，特別適用于個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備、GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))模塊、船用導(dǎo)航設(shè)備、健身產(chǎn)品、車載導(dǎo)航、遠(yuǎn)程信息處理、eCall 、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)和機(jī)對(duì)機(jī)通信。

意法半導(dǎo)體Cartesio系列導(dǎo)航處理器集強(qiáng)大的定位性能與計(jì)算能力于一身，被用于現(xiàn)有的和新興的公路交通應(yīng)用，包括車載導(dǎo)航系統(tǒng)和便攜式導(dǎo)航系統(tǒng)和遠(yuǎn)程信息處理。此外，還可用于導(dǎo)航與車載收音機(jī)和手機(jī)組成的通信網(wǎng)絡(luò)。

意法半導(dǎo)體的媒體和連接解決方案適合汽車收音機(jī)應(yīng)用的擴(kuò)展性需求。提供從CD伺服器到所有的主流解碼器、智能音頻路由器和采樣率轉(zhuǎn)換器的各種產(chǎn)品。某些產(chǎn)品內(nèi)置數(shù)字信號(hào)處理和音效電路。這些器件具有豐富的連接功能，可連接數(shù)字音樂存儲(chǔ)設(shè)備(U盤、SD卡、個(gè)人媒體播放器)，支持無線連接(基于主機(jī)的藍(lán)牙)和汽車音樂廣播控制專用接口。展望未來，意法半導(dǎo)體正在嘗試在先進(jìn)的車對(duì)車通信系統(tǒng)中使用無線技術(shù)，讓所有交通參與者共同提高汽車安全。

技術(shù)

意法半導(dǎo)體的市場(chǎng)領(lǐng)先的智能功率技術(shù)，例如BCD(雙極CMOSDMOS)和 VIPower，可將接口、控制和通信等功能與功率驅(qū)動(dòng)級(jí)有效地集成在一起，實(shí)現(xiàn)高成本效益的分布式智能系統(tǒng)。這些研發(fā)設(shè)計(jì)能力被視為今天汽車電子成功的關(guān)鍵，毫無疑問，這也是意法半導(dǎo)體在過去二十年取得的成功的法寶。

意法半導(dǎo)體推出了世界首個(gè)可集成在汽車微控制器的55-nm 嵌入式閃存制造工藝。55nm eFlash技術(shù)沿用意法半導(dǎo)體在嵌入式閃存領(lǐng)域長(zhǎng)期積累的技術(shù)知識(shí)，是公司取得市場(chǎng)成功的汽車微控制器90nm eFlash閃存的換代技術(shù)。新一代汽車系統(tǒng)迫切需要計(jì)算性能、能效和存儲(chǔ)容量更高的微控制器，以滿足汽車應(yīng)用市場(chǎng)的需求，例如，功

能性安全和嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)或先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)解決方案。新技術(shù)基于意法半導(dǎo)體的車用32位 Power Architecture®微控制器開發(fā)藍(lán)圖。

微控制器

意法半導(dǎo)體的微控制器包括成本效益最高的8位通用微控制器和最先進(jìn)的車用微控制器。

SPC56是新系列32位車用微控制器，其中包含針對(duì)動(dòng)力總成、底盤與安全、車身應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。新的尖端技術(shù)，結(jié)合高性能內(nèi)核和量身定制的外設(shè)，使該系列產(chǎn)品成為最佳的平臺(tái)解決方案，取得系統(tǒng)成本與性能的最佳平衡。

基于高性能和高能效的32位 PowerArchitecture® 內(nèi)核，意法半導(dǎo)體的SPC56系列產(chǎn)品配備第三方廠商開發(fā)的各種開發(fā)工具以及內(nèi)部開發(fā)的解決方案，包括經(jīng)典的C語言編譯器、調(diào)試器和仿真器，以及先進(jìn)工具，如配置工具或自動(dòng)代碼生成器。

在8位微控制器級(jí)別的產(chǎn)品中，STM8 系列8位微控制器采用經(jīng)過市場(chǎng)檢驗(yàn)的 0.13µm 非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)。最經(jīng)典的STM8AF是一款 5V微控制器，主要用于車身控制功能或者底盤系統(tǒng)輔助微控制器，工作溫度范圍擴(kuò)展至 150°C，符合汽車工業(yè)的 AEC-Q100 0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

近期推出的STM8AL微控制器定位于超低功耗應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車無鑰匙啟動(dòng)或永久電子控制進(jìn)入系統(tǒng)或監(jiān)視子系統(tǒng)。純電動(dòng)汽車或混動(dòng)汽車也將受益于該系列低達(dá) 50µA的運(yùn)行模式功耗或低于15µA的主動(dòng)停止模式功耗(125°C)。 STM8AL 系列運(yùn)用先進(jìn)模擬外設(shè)(12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、溫度控制器、DMA或LCD控制器)開創(chuàng)了新一類電子設(shè)計(jì)。

汽車級(jí)質(zhì)量

汽車市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體工業(yè)提出了一個(gè)特別的挑戰(zhàn)。事實(shí)上，這是一個(gè)以消費(fèi)類產(chǎn)品的價(jià)格獲得接近軍工質(zhì)量和可靠性的要求。汽車環(huán)境特別惡劣，工作溫度范圍在 40ºC 至+150ºC之間，高能瞬變和電池極性意外接反很常見;使焊點(diǎn)松動(dòng)的振動(dòng)非常多。此外，因?yàn)榘雽?dǎo)體失效引起的微小電子功能故障都會(huì)為車主帶來極大的不便。

意法半導(dǎo)體的汽車級(jí)產(chǎn)品可滿足汽車市場(chǎng)特殊的嚴(yán)格的要求。質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)試和特性分析、安全產(chǎn)品批準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)良率分析和產(chǎn)品平均測(cè)試，以及在制造過程中的特殊篩選和測(cè)試方法。意法半導(dǎo)體的汽車級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的宗旨是實(shí)現(xiàn)零缺陷，把公司建設(shè)成為汽車行業(yè)內(nèi)最佳的半導(dǎo)體企業(yè)。

2013年1月

1, 2, 3 Strategy Analytics Oct 2012