安森美半導(dǎo)體助力汽車朝電氣化及智能化發(fā)展

　　隨著汽車發(fā)展的電氣化和智能化趨勢，使燃油經(jīng)濟性及降低排放、主動安全及自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)和LED照明等成為當(dāng)前汽車行業(yè)關(guān)注焦點，這對半導(dǎo)體業(yè)帶來更多發(fā)展機會的同時也提出了更多的挑戰(zhàn)?；旌想妱悠?HEV)/電動汽車(EV)推動每輛車的汽車動力系統(tǒng)的半導(dǎo)體成分增高約5倍。先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、便利及信息娛樂系統(tǒng)，以及占全球汽車銷售比例50%以上的新興市場，推動全球汽車半導(dǎo)體市場同比增長9%以上。

　　汽車中的半導(dǎo)體成分

　　據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)Databeans的數(shù)據(jù)，平均每輛汽車的半導(dǎo)體產(chǎn)品成本達350美元。汽車中含半導(dǎo)體成分的應(yīng)用如圖1所示。

　　圖1. 汽車半導(dǎo)體成分

　　安森美半導(dǎo)體汽車重點市場方案與策略

　　安森美半導(dǎo)體作為全球領(lǐng)先的十大高能效汽車硅方案供應(yīng)商之一，汽車電子發(fā)展勢頭強勁，營收比幾年前有近300%的增長，尤其在汽車圖像傳感器領(lǐng)域及AFS領(lǐng)域的市占一直維持全球第一，將繼續(xù)針對汽車市場發(fā)展趨勢提供全面的產(chǎn)品陣容及方案，持續(xù)推動汽車創(chuàng)新。

　　汽車電氣化

　　隨著政府及消費者對汽車燃油效率、節(jié)能、降低污染、加強環(huán)保提出日益嚴(yán)苛的要求，各種新能源汽車如HEV/EV/PHEV等得以大力發(fā)展。安森美半導(dǎo)體提供場截止型IGBT、高能效FET、功率集成模塊、門極驅(qū)動器、智能功率模塊、專用集成電路(ASIC)、專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)等產(chǎn)品，支持汽車電氣化。新能源汽車的發(fā)展首先需要將各種能量進行變換。為不斷提高各種能量變換的效率，安森美半導(dǎo)體重點在以下幾方面加強創(chuàng)新：

　　開發(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，降低開關(guān)損耗，從而提高從電能到機械能轉(zhuǎn)換的效率。以功率集成模塊(PIM) NXH80T120L2Q0PG為例，采用安森美半導(dǎo)體的專有溝槽第二代場截止技術(shù)(FSII)及創(chuàng)新的封裝技術(shù)，提供超過98%的能效，結(jié)溫高達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應(yīng)用的PIM和MOSFET

　　開發(fā)各種DC-DC轉(zhuǎn)換器，以保證能量從一種電壓等級到另一種電壓等級的高轉(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，針對汽車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，集成智能無傳感器無刷直流電機(BLDC)控制器LV8907、6個獨立的MOSFET、精密分流電阻器、熱敏電阻和系統(tǒng)外圍元件。其中LV8907無需任何位置傳感器，預(yù)先載入配置寄存器，無需軟件，可以獨立模式驅(qū)動電機，無需外部系統(tǒng)控制器，LV8907還集成LIN收發(fā)器，可提供基于LIN的先進電機驅(qū)動方案。STK984-17X用于汽車散熱風(fēng)扇、電動油泵、燃油泵、電動水泵等應(yīng)用，無需任何外部微控制器，它采用獨特的絕緣金屬基板技術(shù)(IMST)，支持無電路板的設(shè)計，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，簡化設(shè)計，加快上市時間。

　　主動安全及自動駕駛

　　隨著人們對安全意識的不斷提高，主動安全系統(tǒng)在車上得到不斷應(yīng)用，尤其是ADAS配以各種傳感器得到了長足的進步，呈現(xiàn)井噴式的發(fā)展。針對此類應(yīng)用，安森美半導(dǎo)體提供完全符合汽車安全完整性等級(ASIL B)ISO26262的圖像傳感器、智能無源傳感器等方案。

　　圖像傳感器用于視覺應(yīng)用(如倒車影像和全景泊車影像系統(tǒng))、ADAS應(yīng)用(如盲點檢測、車道偏離警告、防撞和主動巡航控制、行人檢測、交通信號識別)以及新的疲勞檢測、手勢識別(車艙內(nèi))及車鏡替代。安森美半導(dǎo)體擁有超過10年為汽車市場提供CMOS圖像傳感器的經(jīng)驗，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、高動態(tài)范圍(HDR)、汽車級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，提供同類最佳性能，較當(dāng)前領(lǐng)先市場的AR0132AT提供好4倍的微光信噪比，增加40%的可見光靈敏度，和提升超過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汽車影像系統(tǒng)成為可能，聯(lián)合使用公司高性能的200萬像素傳感器如 AR0230AT和100萬像素傳感器如AR0140AT、 AR0132AT 和 AR0136AT，提供全面完整的倒車影像和全景泊車影像方案。

　　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)體用于汽車倒車影像的方案還包括2 MHz 開關(guān)電源(SMPS)如NCV890201MWTXG和NCV898031D1R2G、低壓降穩(wěn)壓器(LDO)如NCV8703和NCV8705、開關(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。

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

　　LED照明

　　得益于LED尺寸小、設(shè)計靈活性以及節(jié)能高效等優(yōu)勢，LED車燈有望成為汽車照明的一種潮流，用于打造獨特的造型、實現(xiàn)節(jié)能并提升安全優(yōu)勢。

　　安森美半導(dǎo)體提供一系列LED驅(qū)動器及步進電機驅(qū)動器用于此類應(yīng)用，例如：全集成的可尋址LIN RGB(紅綠藍)單芯片方案NCV7430，可通過LIN命令輸出1600萬種不同顏色，用于車輛防盜等安全特性及創(chuàng)建個性化的內(nèi)部氛圍，該方案比當(dāng)前市場上由微控制器和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，使熱管理更簡單，其單獨的LIN節(jié)點經(jīng)由預(yù)編程或LIN命令獲取地址，使得設(shè)計靈活并降低成本;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)動器，提供分段無眩光遠(yuǎn)光燈，集成智能電子，通過傳感器、攝像機和導(dǎo)航控制，令汽車自動適應(yīng)各種路況，并通過最大化照明區(qū)域增強安全性，支持模塊化的設(shè)計平臺，易于設(shè)計且具成本效益;針對 AFS將從電機控制邁向使用像素/矩陣技術(shù)的趨勢，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、保護等。

　　連接

　　從用戶體驗、駕乘效率及主動安全等多方面來講，汽車內(nèi)部和外部必須將一個個節(jié)點連接成有機的網(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，比如實時交通信息、停車位信息、餐館、加油站信息等。就車內(nèi)而言，各個分系統(tǒng)必須更加緊密的協(xié)同工作，需要信息共享;就車跟車以及車跟其他外部系統(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，車身和信息娛樂系統(tǒng)也是安森美半導(dǎo)體汽車業(yè)務(wù)發(fā)展的重點領(lǐng)域，以提升駕乘舒適性和娛樂性。

　　結(jié)語

　　汽車電氣化和智能化的發(fā)展趨勢，要求創(chuàng)新的半導(dǎo)體技術(shù)。安森美半導(dǎo)體以汽車電氣化、主動安全及自動駕駛、LED照明、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域為關(guān)鍵增長動力，以中國市場為持續(xù)投資重點，提供一系列寬廣陣容的產(chǎn)品及方案配合市場發(fā)展，包括：標(biāo)準(zhǔn)元器件(如ESD/TVS保護、整流管、齊納管、邏輯器件、小信號二三級管、比較器、運算放大器、EEPROM等)、模擬產(chǎn)品(如驅(qū)動器、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、功率三級管、電機驅(qū)動器、IPM等、圖像傳感器(涵蓋全局快門、卷簾快門、高速、HDR、微光/NIR等先進技術(shù)及系統(tǒng)級芯片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)在中國的汽車解決方案工程中c心(SEC)的應(yīng)用工程師，為汽車市場注入創(chuàng)新活力提供全面的方案和技術(shù)支持。