环保节能趋势已经蔚为汽车行业的开发主轴,同时,不但节能,新世代汽车还要像智能型手机一样,不断增加智能性能,让车内空间更具舒适性、安全性与连接性。即使车市买气近几年受经济景气影响, 但这些需求反映在开发上却成为汽车半导体增长的新契机,潜力消费与生产市场也由过去的欧美转移到亚洲的中国与印度。 MCU(微控制器)、功率组件与Sensor(传感器)与网通技术等主要供货商等欧美日系大厂莫不因应新世代汽车开发的需求加快研发脚步,可预期这些新品对于实现Smarter Car智能车辆的目标将有显著的贡献。
汽车半导体五强
根据Strategy Analytics于今年四月发表的汽车电子服务报告指出,瑞萨电子(Renesas)克服了2011年三月前段工厂遭逢地震灾变的挑战,得以保持14%汽车半导体市占率的龙头地位。2011年功率模拟半导体的需求表现强劲,让意法半导体超越以数字半导体为大宗的飞思卡尔,排名第三。前五大分别是瑞萨、英飞凌(Infineon)、意法半导体(ST)、飞思卡尔(Freescale)与恩智浦(NXP)。
Strategy Analytics分析,即便业界遭遇到日本地震、欧债与泰国水患等危机,但这些汽车半导体供货商的年度营收在2011年仍呈两位数增长,增加了11%,达到230亿美元的规模。这彰显半导体在汽车领域的策略性价值,未来五年电子比重渗透到车辆当中将不断提高半导体的需求。
无独有偶,另一家分析机构Semicast Research在今年三月所做前五大排行如出一辙,瑞萨因并购NEC之故,市占率达13.6%,超越英飞凌的9.8%;意法则占8.9%,领先飞思卡尔的8.1% 。恩智浦仍保持第五名(6.9%)。 Semicast指出,尽管市场动荡,但这前五大汽车半导体商从2006年以来未曾变过。
油电混合与电池电动车预期在未来数年将带给半导体供货商重要的新营收机会:混合电动车的产量预计将从2011年的500万台,到2018年增加到6200万台。由于混合动力车的产量增加,因此2011年引擎管理系统中对于功率分离组件与模块的需求强劲,推助英飞凌与意法两大功率半导体厂商增加了市占率。
车用MEMS十强
值得一提的是,五强中除了瑞萨之外,四强都有传感器技术,可说是MEMS传感器应用当红的推动者也是受益者 。其中,飞思卡尔位居汽车MEMS领导厂商,也是汽车安全气囊加速度计、车用MCU第二大厂商。至于意法,虽是车用MEMS的新进者,但凭其是全球最大消费性电子及便携设备MEMS龙头的实力,积极切入车用电子市场,MEMS传感器已被广泛用于车用信息娱乐系统和导航系统,并与客户合作安全气囊与胎压监测器等MEMS产品。英飞凌与恩智浦在磁力计市场表现出色,位居六强之列。在这五强之外,2012年6月IHS iSuppli针对汽车MEMS报告指出, Bosch位居2011年车用MEMS传感器市场龙头。下表为前十强年营收比较表。
排名 公司 2011营收 2010营收 Y/Y增长率%
1 Bosch $625 $524 19%
2 Denso $286 $263 9%
3 Panasonic $202 $181 12%
4 Freescale $191 $190 1%
5 Sensata $190 $153 24%
6 ADI $161 $136 18%
7 Infineon $139 $117 19%
8 VTI $103 $76 36%
9 GE Sensing $64 $57 12%
10 Delphi $64 $62 3%
Top 10总计 $2,025 $1,759 11%
数据源:HIS iSuppli Research, June 2012 (单位:百万美元)
推动汽车以太网络连接 OPEN联盟气势显现
OPEN联盟(One-Pair Ether-Net,单对以太网络联盟) SIG组织的成立是为了带动以太网络汽车链接的广泛采用,该组织在六月间宣布自2011年11月成立以来的会员数增加了7倍。OPEN联盟有来自45家科技及汽车产业等企业组织代表,可以满足业界强化车辆安全、舒适及信息娱乐方面的需求,同时大幅降低网络复杂度及缆线成本。任职于BMW 以太网络项目经理Kirsten Matheus博士获会员选任为OPEN联盟主席。
OPEN联盟(One-Pair Ether-Net,单对以太网络联盟)是联合发展的SIG组织,鼓励大规模将以太网络单对非遮蔽式网络视为标准的汽车应用。除了创办会员 Broadcom、BMW、Freescale Semiconductor、Harman、Hyundai及 NXP之外,新的推展会员包括Bosch,Continental、Jaguar-Land Rover及Renesas Electronics。在今年稍早的初期会议中、OPEN联盟成立技术委员会以解决互操作性需求、第三方测试平台、认证程序,以及高数据传输速率的规格需求。
对于新成立的SIG组织而言,大量使用Broadcom的BroadR-Reach®技术作为开放性标准,是成功的重要关键。BroadR-Reach 技术是专门为满足汽车业者严格要求所研发,透过非遮蔽单对双绞电缆线提供速度100Mbps的高效能带宽。由于不需要昂贵且笨重的遮蔽缆线,汽车制造商可以大幅降低连结成本与缆线重量。所有OPEN联盟成员都可以在合理,而且没有差别待遇的条件(RAND Terms)下,透过Broadcom的授权使用BroadR-Reach技术。
新世代车用IC群像
瑞萨超级MCU-RH850
车用MCU龙头瑞萨电子今年年初推出针对汽车用途设计的全新RH850系列32位微控制器(MCU)。RH850采用40奈米(nm)MONOS(金属氧化氮氧化硅)嵌入式闪存,使瑞萨电子成为第一家于汽车市场中提供此一先进技术的半导体供货商。RH850系列MCU采用全新的RH850 32位核心,以全球顶尖的32位核心技术展现卓越的运算能力,提供超低功率处理科技所带来的效益。RH850是瑞萨科技与NEC电子于2010年4月合并后,由瑞萨电子延续两家公司在汽车应用领域的杰出成就、产品可靠度与专业经验所开发的一系列装置中的最新产品。
瑞萨电子的RH850能满足各汽车市场类别瞬息万变的主流趋势,其中包括从ASIL-A至ASIL-D等级的功能性安全需求、整合信息安全功能与促进环保效益(如CO2减量)的低电耗功能等。RH850系列能够以单核心提供64 MHz至最高320 MHz的效能等级,且多核心系统将可达到更高的整体效能。其嵌入式闪存提供256 KB至8 MB的选择,更包含仿真EEPROM功能的数据快闪记忆区块,并可提供12。5万次「写入/删除循环」的耐久运作,数据至少可保留20年。
新产品系列将包含针对多种用途量身设计的产品阵容,并全面配备RH850的32位核心架构。该系列也将扩展单核心、双效能核心、双核锁步以及多核心架构,几乎可满足各种汽车市场对32位MCU的所有效能与安全需求。瑞萨电子的系列概念结合可扩充的功能IP区块、内存与针脚数,使客户能在不需要变更应用程序软件的情况下,弹性地扩充或缩减,进而选择最符合其需求的产品。
英飞凌整合微控制器和 LIN 型继电驱动器单芯片
英飞凌科技日前推出第二代嵌入式电源 (ePower) 产品, 全新 TLE983x 系统单芯片 (SoC) 产品系列将功能强大的 8 位微控制器及 LIN 收发器和相关外围整合至一个单芯片,满足重视空间和成本的汽车车体应用需求。 TLE983x 专为各种 LIN 从动装置的马达控制应用所设计,提供其所需要的小尺寸封装外型,并尽量减少外部组件数量,应用包括: 电动车窗、雨刷、天窗、电动座椅、风扇/送风机控制等,亦可运用于空间狭小的LIN从动应用,例如:按键面板接口或开关面板接口等。
新 SoC 产品采用英飞凌首创的 130nm 智能型电源技术,整合度前所未见。小巧的 VQFN-48 封装面积仅7mm x 7mm,与旧款装置相较只有不到 50%。 比起前一代 TLE78xx 多芯片模块,单芯片 TLE983x 产品提高了 CPU 效能和闪存的容量、更多的高电压监控输入、体积更小,还能省下更多成本。
TLE983x 整合继电器驱动马达控制应用的所有必要功能。其 8 位微控制器是从英飞凌现有的 XC800 系列演化而来,频率为 40 MHz,执行速度高达 10 Whetstone MIPS,拥有等同于 16 位微控制器的效能。再整合LIN 收发器、稳压器,以及高低侧的驱动器于单一芯片。整合式 LIN 收发器兼容于 LIN 标准 2.0、2.1和 SAE J2602,确保在全球各地都能通用。 能够达到如此高程度的整合,是因为其以通过汽车合格认证 (AEC),使用业界首创 130nm 制程技术的全新智能型电源技术为基础。 TLE983x 系列产品能够扩充闪存的大小(从 36KB 到 64KB),并搭配适用的针脚和软件兼容装置。
此外,英飞凌也是全球第1个能够量产混合动力和电动车专用汽车级功率模块─HybridPACK的车用半导体制造商,且其在胎压传感器上表现出色。日前该公司荣获汽车系统供货商电综公司 (Denso) 颁赠 2011 年技术开发奖项,以表彰英飞凌所开发的特殊胎压传感器芯片成功协助 Denso 打造更具成本效益并支持内建自动定位的系统。英飞凌的胎压监控系统 (TPMS) 传感器支持直接系统,可从轮胎内侧测量胎压,并透过射频将胎压值传送到汽车的接收单元。而自动定位组件能让系统自动链接所接收到的 4 个胎压讯号与相应的 4 个轮胎位置。
根据市场研究公司 Strategy Analytics 最新的报告指出,英飞凌是日本市场最大的非日本本土汽车半导体公司,拥有 3.8% 市占率。 2011 年汽车半导体市场总值高达 230 亿美金,英飞凌便囊括 9.8%,是全球第二大供货商。欧洲是汽车电子领域创新研发的主要地区,英飞凌在此市占率为 14。7%,多年来稳居龙头地位。
ST汽车突波保护组件唯一通过国际标准认证
引领汽车数字收音机芯片市场的意法半导体,在其他车用组件也表现突出,日前该公司推出符合汽车工业首选技术标准的突波保护芯片,协助汽车电子厂商研发更安全、更可靠的汽车系统。这些通过产业认证的瞬态电压抑制器(transient voltage suppressor,TVS)可节省客户单独认证花费的时间和成本,让客户能够更快速推出具价格竞争力的创新产品。
突波保护组件可防止汽车电线上的多余电压脉冲破坏较敏感的汽车子系统,例如安全系统、控制模块以及车用信息娱乐系统。产生脉冲的原因很多,例如驾驶员或乘客引起的静电放电(ESD)、马达驱动器或空调系统等汽车子系统的开关操作以及蓄电池等大负载突然切断产生的负载突降(load dump)。过去,汽车电子设计人员选用符合工业标准的突波保护组件,工业标准指定的脉冲波形并不是典型的汽车脉冲波形。
意法半导体的SM4TY-SM30TY系列Transil微型突波保护组件通过了汽车工业首选脉冲标准认证,同时还符合AEC-Q101汽车半导体离散组件的可靠性测试标准,并拥有完整的车规产品认证证书。设计人员不必在工业标准与汽车标准之间查找等效内容,单独为每个新的子系统设计重新认证,因此,创新产品能以更有优势的成本快速进入市场。
Transil保护组件采用微型表面封装,占12。8mm2 到46mm2的电路板空间,能够处理汽车电线上出现的400W到3000W的脉冲和瞬变事件。
飞思卡尔Vybrid控制器切入信息娱乐系统
飞思卡尔半导体(NYSE: FSL)将Vybrid控制器解决方案产品线拓展至车用市场,其支持硬件的软件能够将收音机、入门信息娱乐系统及可重设仪表板整合至主流车种之中。Vybrid车用组件可解决多达八成汽车制造商的研发需求,以优秀的软件及完备的辅助支持,降低整体软件投资,减少耗费的精力,并加速上市。
车内的音响系统也正从基本的收音机及CD唱盘增长为可联机系统,可提供多样化来源的娱乐与信息。消费者也越来越期待在新车上能见到先进的功能,例如语音指令操作、智能手机整合、以及交互式串流音效等等。
飞思卡尔Vybrid控制器解决方案系以独特的非对称式-多重处理-架构平台所打造,运用了该公司独步业界的微控制器研发与多重核心设计。Vybrid平台整合了ARM Cortex™-A与Cortex™-M核心,降低了复杂度与成本,同时提升了车辆应用的系统安全性。新款的Vybrid控制器解决方案再加上i。MX应用处理器,让飞思卡尔的ARM架构解决方案拥有无与伦比的延展宽度,足以涵盖多种信息娱乐解决方案,从基本的收音机功能,到高阶多核心、具备最佳绘图能力的信息娱乐系统都能支持。
此外,飞思卡尔还召集了领先业界的精选伙伴,他们都具备广泛的汽车应用经验及嵌入式系统专业,能够提供软件解决方案,领域横跨蓝牙Bluetooth®无线链接、人机接口(HMI)工具,以及回音消除/噪声抑制等等。预先整合的伙伴解决方案也缩短了上市时程,有助于确保这些现成的组件在效能及内存使用上都得以优化。