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以潔淨、安全、經濟三大面向開發車用電子 打造節能、安全的智慧車

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台灣英飛凌汽車半導體亞太區域中心市場部經理 陳福順
台灣英飛凌汽車半導體亞太區域中心市場部經理 陳福順

40多年專注於汽車電子的英飛凌,以潔淨、安全、經濟三大面向開發車用電子元件,並針對當今混合動力與電動車的傳動系統等領域,提出全車的整合解決方案...

英飛凌因應現今社會針對能源效率(Energy Efficiency)、移動性(mobility)及安全性(security)的3大挑戰,目前設有汽車電子、工業與多元電子、晶片暨安全技術事業群,提供完整的半導體及系統解決方案。

台灣英飛凌汽車半導體亞太區域中心市場部經理陳福順表示,英飛凌在汽車電子領域擁有逾40年的經驗,專注於汽車傳動系統(引擎、變速箱)、混合動力與電動車、車身與輔助電子,如動力方向盤、避震系統、燈光、空調、天窗、電動車窗、雨刷、車身中控系統、車門電子鎖,安全系統如ABS、安全氣囊、ESP、緊急呼救系統eCall等。陳經理指出,英飛凌是全球少數能夠提供全面性整車的完整汽車電子產品,具備業界認可的應用經驗,並針對當今混合動力(HEV)與電動車(EV)元件╱設備提供對應產品與相關解決方案的廠家。

英飛凌以全球汽車感測器超過80%的市佔率優勢,提供各種汽車用壓力、溫度、磁力感測器、無線控制IC、雷達,以及各系列8/16/32位元微控制器等;功率晶體部分像是MOSFETs(場效電晶體)、IGBTs(絕緣柵雙極電晶體)、智慧電源IC、穩壓器、橋接晶片、驅動IC、CAN/LIN/FlexRay收發器、DC-DC變頻器、功率系統IC、整合於SoC單晶片的嵌入式電源晶片等。針對混合動力與電動車輛,則提供HybridPACK1、HybridPACK2、閘驅動IC與MOSFET等產品。

汽車市場持續成長 汽車電子半導體組件所佔比重日增

陳經理依據CSM統計與預估指出,2009年全球汽車市場製造量達5,740萬輛,已超越當初金融風暴之前的水準,其中大陸市場汽車銷售量成長幅度最為驚人,時在亞太地區包含台灣也有相當不錯的成長;2010年全球汽車銷售量提高到7,090萬輛,預估2011年到2016年會以5%的複合成長率,在2016年達到9,430萬輛。

若以各區域的汽車電子來分析,2010到2013年每輛汽車內含的半導體元件價值,在日本將從2010年的375美元來到2013年的450美元,成長19%,北美將成長至400美元,成長14%,歐洲將增加至400美元,成長率17%,大陸將成長23%,而南韓則將成長19%。

導入汽車半導體元件 輕鬆達成節能安全目標

英飛凌以更潔淨(Cleaner)、更安全(Safer)、經濟(Affordable)的3大面向,與汽車廠密切配合來打造汽車電子產品。在「更潔淨」(Cleaner)領域,英飛凌提供業界最佳的傳動解決方案,以降低二氧化碳排放量,具備頂尖的混合動力及電力傳動產品,以及節能且可替代傳統繼電器的半導體電子開關。

在「更安全」面向上,英飛凌提供創新的感測器包括:磁感測器、MEMS感測器與雷達,多核心架構嵌入式平台與整合系統單晶片(SoC)的解決方案,並提供符合SIL規範安全等級(SIL 3)的元件,幫助客戶加速通過系統層級之規範。此外,在「更經濟」的面向上,針對低價車輛與電動腳踏車的需要,進行晶片組的最佳化以縮減成本,提供容易整合的軟體開發工具與參考文件,並針對新興業者在當地提供專家級的技術支援。

車用電子安全輔助配備的發展趨勢

車用電子安全設備種類繁多,可分為輔助駕駛的「主動式」與「被動式」的安全防護,可再細分為:1.正常駕駛階段;2.緊急狀況;3.撞擊前;4.撞擊瞬間;5.事故後處理等5個階段。正常駕駛階段的安全防護包括:BDS盲點偵測系統、LCA車道變換輔助、LDW車道偏移系統、ACC定速巡航系統;緊急狀況的安全防護有ABS防鎖死煞車系統、VSC/ESP防偏滑╱電子穩定車身系統、撞擊警示系統(Collision Warning)與碰撞緩解系統(Collision Mitigation);撞擊前的安全配備項目則有緊縮安全帶、防翻覆滾動;撞擊瞬間的安全配備則有安全氣囊等。最後,事故後處理則有電子呼救╱報案系統(eCall)以及GPS定位系統等。

陳經理指出,汽車安全設備的發展就是從被動式安全防護朝向主動式安全防護的趨勢演進。而政府法規越來越嚴苛,以及消費者對於更安全車輛日益高漲的需求,將驅動安全系統市場在未來幾年的成長。從長期來看,亞太地區的新興市場將提供安全系統供應商最大的成長空間。前座安全氣囊及ABS已經成為已開發市場的標準配備,而在新興市場,例如大陸和印度,在未來的10年將擁有巨大的潛在商機。

車身電子元件的屬性與替代趨勢

過去車身電子零件較偏重在元件BOM成本,但隨著車輛智慧化,對於診斷系統與電源管理(Diagnostic & PWM)及彈性化(Flexibility)之需求增加,同時對PCB與車身控制模組(BCM)空間要求儘量縮減的趨勢下,系統複雜度也隨之上升,未來車用電子組件將更注重在系統整合的效益及成本。而為了達成系統在感測、運算、網路與作動時的複雜性,目前OEM與一線汽車大廠,紛紛致力提升模組的重複可用性、軟體介面(AUTOSAR & JASPAR)的標準化,以及朝集中式運算的架構設計。

即將成為未來節能車主流的電動車,其架構上不再具備燃油引擎,變速系統降為僅1~2檔或無段變速的設計,但增加了直流驅動馬達、高電壓鋰電池組、電源管理系統(BMS)、直流變壓元件、充電元件與外在基礎設備介面(充電站)。在系統方面,市場將目標放在滿足 ASIL D等級認證,而透過英飛凌旗下符合SIL規範的產品元件,包含MCU、感測器、電源裝置等,將可以協助客戶更簡單、有效率地通過系統層級的SIL認證。

OEM廠商已經了解到需要以創新與其他同業做出區隔,同時,還需要管理成本,以保持價格的競爭力,來吸引更多消費者,更重要的是,必須維護品牌的聲譽。如何在成本、創新及可靠性之間取得平衡,仍然是許多OEM廠商最大的挑戰,因為充滿成長與機會的21世紀的汽車市場,是各家廠商必爭的兵家之地。