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低价位新车打入印度汽车市场，印度的汽车总数将于 2012 年超过4000万辆。空气质量已成为印度政府关注的首要课题，而针对省油引擎管理系统的重要性，环保单位、管制机构、原始设备制造商 (OEM) 及第一阶供货商 (tier-1 supplier) 展开激烈讨论。这对汽车设计而言无疑是项挑战，需要结合有效能源管理、电子启动式引擎管理、混合能源，并必须仰赖强大的半导体解决方案，例如以高性能微控制器为基础的引擎管理系统 (EMS)、绝缘闸双极晶体管 (IGBT)、以微控制器为基础的混合动力系统。
目前的挑战
石油提炼自原油，未来数十年将仍是主要能源。然而石化燃料成本日益上升，对环保也造成影响，世界各国正努力降低对石油的依赖。除了维护石油资源，另一方面亦须寻找最终的替代资源。目前的挑战不仅止于能源供应，还必须降低排放一氧化碳 (CO)、氮氧化物 (NOx)、碳氢化合物 (HC)、粒子状物质 (PM)、二氧化碳 (CO2) ，以控制全球暖化问题。印度中央污染防治局 (CPCB) 及车辆研究协会 (ARAI) 等管理机构正朝此方向努力，推动各项全面性工作，包括改善引擎效率，以将大部分可用能源转变为推进车辆的动力；改良换文件速度，使车辆操控时能更有效率；使用混合能源，渐少对石化燃料的依赖；于煞车时恢复能源；引进高性能电池管理，以增加电瓶寿命。最终目标将是要达到“氢能经济”(hydrogen economy)。 这项汽车动力系统革命需要大量创新电子科技。
根据引擎效能基本原理，内燃机无法将所有化学能转换为机械功，部份能量也会损失；也就是说，引擎效能实际上低于 100%（见附图1）。
技术上引擎所产生的能源仅有 13% 用来驱动车辆，其余 10% 为摩擦损失，10% 为排吸损失 (pumping losses)，7% 为不当的风油比 (亦即 Lambda 值)，15% 为汽缸内不完全燃烧以及排气的热损失， 45% 则为引擎空转时的热力损失。
引擎的改良
柴油与汽油引擎未来所面临的挑战，一是改变燃烧原理，另一项是使用可能将于 2015 年完成的同步进气压缩点火 (Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI) 系统。汽车电子科技界目前正倾全力研发引擎的感测、控制及起动功能。喷油嘴与汽门等重要组件也必须小心控制，以达最高效率。燃烧室内的压力必须实时量测与处理，以获得较佳的压力控制。预期汽油引擎将可降低油耗 30%，柴油引擎则可降低油耗 10%。
引擎附件电气化
燃油泵、机油泵、水泵、发电马达、启动器、冷却风扇等零附件已由旧时的皮带驱动、低电子零件系统，转变为目前的电控、需求式起动系统。有效驱动附件可直接节省用油，整体效能可改善达 5% ～ 7%。
传动系统的改良
有效节省燃油，使更省油的传动科技更为广泛采用。半导体制造商能将各项功能整合成为更小尺寸，以便在更加恶劣的环境下操作，并合乎成本效益，使得自动变速系统可大量使用变力螺线管 (VFS)。控制这些传动系统的精密电子组件由高阶微控制器所组成，如三核心 (TriCore) 处理器、智能功率组件 (intelligent power devices)、以 Hall Technology 与巨磁电阻传感器 (iGMR) 等传感器为主的速率传感器等。
混合动力
电池科技与电力电子学已有长足发展，混合动力 (hybridization) 明显成为汽车能源未来的发展方向。混合动力可区分为数个等级使用，包括微型油电混合 (micro-hybrid)、轻油电混合 (mild hybrid)、全油电混合 (full hybrid) 等。微型油电混合技术目前在印度前景看好，
这项科技将启动器与发电马达合而为一，使引擎在车辆静止时停止运转，并可藉由动态整流及激磁控制改善发电机效能。此装置可输出 2kW 功率，可作为再生煞车系统 (regenerative braking system)， 共可节约 10% 燃油： 5% 来自避免空转损失，2% 来自发电机效能改善，3% 来自再生煞车能源。改良后的电池科技同样需要具有智能型电池传感器的先进系统，以便测定电池的充电与健康状态，并管理车内的电力分配。
轻型与全油电混合系统使 20kW ～ 80kW 发电机高电力模块加速发展，这项技术使用第三代 IGBT trench，电压可达 600V，以无芯变压器驱动器控制变流器。这些电力模块设计以达到油电混合车电力消耗与温度循环的需求。而锂电池的功率密度及充放电循环次数合乎混合动力系统的需求，因此使用锂电池。
能源管理
由于越来越多汽车电气化，管理汽车产生与消耗的能源，对燃油经济及车辆的多寡具有重大影响。目前的汽车能源管理策略，将应付未来省油型车辆的需求。如汽车大灯要待引擎已发动完毕并开始运转后才能打开。但因未来的引擎起停系统在单次驾驶途中引擎将起停多次，故无法以同样方式控制大灯。引擎需重新启动时，必须监控电池系统的充电状态，因此能源管理系统必须依优先级处理所有电力需求，以最有效率的方法利用可用能源。
对电动车与油电混合车而言，能源管理的关键是电池充放电效能，例如再生煞车系统运作时可产生额外电能，此时电池充放电系统应能立即利用或储存这些能源，以免造成浪费。
其他可改善能源效率的因素包括：使用智能型多任务网络系统 (smart multiplexing networking systems)，透过电子科技减少线束 (wiring harness) 重量与连接器，以减低车重；导航与油电混合系统共同运作的驾驶辅助 (Driver Assistance) 系统，根据道路拓墣 (road topology) 产生最佳电池充电策略。
对微控制器的影响
现今微控制器的中央处理器 (CPU) 频率可达 200 MHz，并且可增至 330MHz。然而这代表现有的汽车嵌入式控制技术（90nm 制程之嵌入式闪存）的限制将难以超越。增加 CPU 频率时需供应电子组件更高的电流，但如此却会产生高温，必须予以散热。封装层级 (packaging level) 现有的技术解决方案，如额外附加的底层、厚铜片、散热片与均热片以及加强型球栅数组 (BGA) 封装等，可用来处理过热的情形。然而目前这些新科技因成本因素无法在近期实现；这包括使用 60nm 较小型晶圆科技时，在后期回收成本效益前预期需先投入大量的资本。目前已有用来加速供应链内的学习曲线的双核心 (Dual core) 解决方案可供使用。
对功率器件的影响
能源效率、整合更多控制功能、安全特性、诊断以及整合更多驱动更大负载的功率，是功率区域 (power domain) 的驱动因素。功率需求的增加可导致 12V～14V 较低的导通电阻 (RdsOn) 或电压位准增加。汽车需要能源管理以及随时可用的能源，由于机械组件逐渐采用电力驱动装置，直流对直流整流器 (DC/DC converter) 将取代具有线性稳压器的电源供应器。并以脉波宽度调变 (PWM) 控制器驱动负载，以依据需求控制功率。目前已研发出各式多任务整合式功率技术 (Multiple integrated power technologies)，包括强调逻辑集成 (logic integration) 低导通电阻 (RdsOn) 的 SPT7 技术、强调高逻辑集成功率技术的 SPT9 技术等。
结论
针对提升汽车燃油效率，世界各地于政治、经济与环保方面已引起不少关注，并将促使汽车制造业在未来数十年产生极大变革。汽车无法靠单一创新技术而节省燃油，未来必然会有许多的创新技术，而每一项技术都能个别增加效能，以共同达成我们设定的目标。
电子科技在提升燃油效率方面将至关重要，目前各项功能改良的设计或构想几乎皆使用电子科技。如何利用创新技术，以合乎成本效益的方式解决问题，将是半导体与电子产品制造商目前面临的重要挑战。藉此契机，我们将可开创出各式创新技术，影响全球汽车制造产业，同时带来经济及环保利益，迎接更环保的未来。
