安森美半导体助汽车朝电气化及智慧化发展

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  • 时间:2020-07-03
安森美半导体助汽车朝电气化及智慧化发展

随着汽车发展的电气化和智慧化趋势,使燃油经济性及降低排放、主动安全及自动驾驶、车联网和 LED 照明等成为当前汽车行业关注焦点,这对半导体业带来更多发展机会的同时也提出了更多的挑战。混合电动汽车(HEV)/ 电动汽车(EV)推动每辆车的汽车动力系统的半导体成分增高约 5 倍。先进驾驶辅助系统(ADAS)、便利及车载讯息娱乐系统,以及佔全球汽车销售比率 50% 以上的新兴市场,推动全球汽车半导体市场同比增长 9% 以上。

汽车中的半导体成分

据市场调研机构 Databeans 的数据,平均每辆汽车的半导体产品成本达 350 美元。汽车中含半导体成分的应用如图所示。

安森美半导体助汽车朝电气化及智慧化发展

汽车半导体成分。安森美半导体汽车重点市场方案与策略

安森美半导体做为全球领先的十大高能效汽车硅方案供应商之一,汽车电子发展势头强劲,营收比几年前有近 300% 的增长,尤其在汽车图像传感器领域及 AFS 领域的市佔一直维持全球第一,将继续针对汽车市场发展趋势提供全面的产品阵容及方案,持续推动汽车创新。

汽车电气化

随着政府及消费者对汽车燃油效率、节能、降低污染、加强环保提出日益严苛的要求,各种新能源汽车如 HEV / EV / PHEV 等得以大力发展。安森美半导体提供场截止型 IGBT、高能效 FET、功率集成模块、门极驱动器、智慧功率模块、专用集成电路(ASIC)、专用标準产品(ASSP)等产品,支持汽车电气化。新能源汽车的发展首先需要将各种能量进行变换。为不断提高各种能量变换的效率,安森美半导体重点在以下几方面加强创新:

安森美半导体助汽车朝电气化及智慧化发展用于汽车应用的极低导通电阻的功率 MOSFET 系列。

此外,针对汽车引擎盖下的高温和苛刻条件,安森美半导体推出智慧功率模块 IPM STK984-17X 系列产品,集成智慧无传感器无刷直流电机(BLDC)控制器 LV8907、6 个独立的 MOSFET、精密分流电阻器、热敏电阻和系统外围元件。其中 LV8907 无需任何位置传感器,预先载入配置寄存器,无需软体,可以独立模式驱动电机,无需外部系统控制器,LV8907 还集成 LIN 收发器,可提供基于 LIN 的先进电机驱动方案。STK984-17X 用于汽车散热风扇、电动油泵、燃油泵、电动水泵等应用,无需任何外部微控制器,它採用独特的绝缘金属基板技术(IMST),支持无电路板的设计,显着减少系统的空间、重量和成本,提供高能效和高可靠性,简化设计,加快上市时间。

主动安全及自动驾驶

随着人们对安全意识的不断提高,主动安全系统在车上得到不断应用,尤其是 ADAS 配以各种传感器得到了长足的进步,呈现井喷式的发展。针对此类应用,安森美半导体提供完全符合汽车安全完整性等级(ASIL B)ISO26262 的图像传感器、智慧无源传感器等方案。

图像传感器用于视觉应用(如倒车影像和全景泊车影像系统)、ADAS 应用(如盲点检测、车道偏离警告、防撞和主动巡航控制、行人检测、交通信号识别)以及新的疲劳检测、手势识别(车厢内)及车镜替代。安森美半导体拥有超过 10 年为汽车市场提供 CMOS 图像传感器的经验,是全球市佔率第一的 ADAS 供应商,提供的图像传感器具有出色的微光性能、优质的图像畸变矫正能力、高动态範围(HDR)、汽车级工作温度範围及高可靠性和品质。例如公司最新採用背照式(BSI)传感器技术的首款 CMOS 图像传感器 AR0136AT,提供同类最佳性能,较当前领先市场的 AR0132AT 提供好 4 倍的微光信噪比,增加 40% 的可见光灵敏度,和提升超过 60% 的近红外(NIR)性能。公司推出的新系列图像协处理器 AP020x 使 HDR 1080p 汽车影像系统成为可能,联合使用公司高性能的 200 万像素传感器如 AR0230AT 和 100 万像素传感器如 AR0140AT、 AR0132AT 和 AR0136AT,提供全面完整的倒车影像和全景停车影像方案。

安森美半导体助汽车朝电气化及智慧化发展

安森美半导体首款 BSI 传感器(左)和新系列图像协处理器(右)。

安森美半导体用于汽车倒车影像的方案还包括 2 MHz 开关电源(SMPS)如 NCV890201MWTXG 和 NCV898031D1R2G、低压降稳压器(LDO)如 NCV8703 和 NCV8705、开关 MOSFET 如 NVTFS5116PL(u8FL)和 BVSS84L(SOT23)、数字晶体管如 SDTC1xxEE、CAN 收发器如 NCV7356 和 NCV7341、图像处理器如 AP0100AT、视频信号处理器如 LC749000、EEPROM 如 CAV25256(SPI)和 CAV24C256(I2C)、逻辑产品如 NL17SZxx 及 ESD 等等。

智慧无源传感器主要用于检测座椅及感测液位。安森美半导体的智慧无源传感器方案採用首创、超高频 RFID 传感器标签,含一个称为 Magnus 的智慧传感器 IC,及一个可印製的天线以支持无线感测温度、湿度、压力和距离,全都无需外接电源。在座椅检测应用方面,该方案结合人体检测元素及标準体重检测提供安全带警告指示和关闭/打开气囊,解决了当今汽车座椅检测系统不提供人体检测、只提供压力检测的挑战;在感测液位方面,该方案用于在容器外感测液位,省去当今汽车油箱里的敏感电子和机械装置。

LED 照明

得益于 LED 尺寸小、设计灵活性以及节能高效等优势,LED 车灯有望成为汽车照明的一种潮流,用于打造独特的造型、实现节能并提升安全优势。

安森美半导体提供一系列 LED 驱动器及步进电机驱动器用于此类应用,例如:全集成的可寻址 LIN RGB(红绿蓝)单晶元方案 NCV7430,可透过 LIN 命令输出 1,600 万种不同颜色,用于车辆防盗等安全特性及创建个性化的内部氛围,该方案比当前市场上由微控制器和 LIN-SBC 组成的方案节省了电路板空间,而且能使用可选的镇流器控制引脚,使热管理更简单,其单独的 LIN 节点经由预编程或 LIN 命令获取地址,使得设计灵活并降低成本;创新的 LED 前灯照明方案 NCV78663,採用功率镇流器和双 LED 驱动器,提供分段无眩光远光灯,集成智慧电子,透过传感器、摄影机和导航控制,令汽车自动适应各种路况,并通过最大化照明区域增强安全性,支持模块化的设计平台,易于设计且具成本效益;针对 AFS 将从电机控制迈向使用像素 / 矩阵技术的趋势,安森美半导体提供组成 LED AFS 像素 / 矩阵系统的所有半导体元件(微控制器除外)如 LED ASSP、FET、LDO、整流器、逻辑器件、齐纳管、保护等。

连接

从用户体验、驾乘效率及主动安全等多方面来讲,汽车内部和外部必须将一个个节点连接成有机的网路,尤其是导航系统以及基于位置服务的导航应用,比如实时交通资讯、停车位资讯、餐馆、加油站资讯等。就车内而言,各个分系统必须更加紧密的协同工作,需要信息共用;就车跟车以及车跟其他外部系统而言,资讯的交流和共用更加至关重要。安森美半导体提供用于这些网路的各种不同的总线收发器和讯息处理单元。

此外,车身和讯息娱乐系统也是安森美半导体汽车业务发展的重点领域,以提升驾乘舒适性和娱乐性。

结语

汽车电气化和智慧化的发展趋势,要求创新的半导体技术。安森美半导体以汽车电气化、主动安全及自动驾驶、LED 照明、车联网等领域为关键增长动力,以中国市场为持续投资重点,提供一系列宽广阵容的产品及方案配合市场发展,包括:标準元器件(如 ESD / TVS 保护、整流管、齐纳管、逻辑器件、小信号二三级管、比较器、运算放大器、EEPROM 等)、模拟产品(如驱动器、线性稳压器、SMPS、电源管理单元(PMU)、音频 IC、收发器、ASIC、ASSP 等)、功率器件(如IGBT、PIM、MOSFET、SmartFET、功率三级管、电机驱动器、IPM 等、图像传感器(涵盖全局快门、捲帘快门、高速、HDR、微光 / NIR 等先进技术及系统级晶元 SOC 传感器/处理器等),从分立元件到标準产品,再到ASSP、ASIC、SBC、SOC,从电源模块到图像传感器,乃至更高集成度的模块,配以设在中国的汽车解决方案工程中心(SEC)的应用工程师,为汽车市场注入创新活力提供全面的方案和技术支持。