智能汽车酝酿新商机 主动安全设计潮涌现

　　电子发烧友网：随着汽车智能化发展，汽车驾乘舒适性、安全性、互连性以及环保性无疑成为厂商研发重点。在技术和市场的双重驱动之下，汽车安全系统和新能源汽车与过去相比已经有了长足的进步。智能化、交互化是未来汽车安全系统的发展趋势。

　　汽车主动安全发展趋势：智能化和交互化

　　近年来，汽车主动安全系统发展迅猛，市场潜力巨大，“智能化”和“交互化”将成为未来发展趋势。罗姆半导体（上海）有限公司设计中心应用技术二部高级经理周劲表示，越来越多的新技术都将会融入到行车安全中，车载网络、光导纤维传导、声纳传感等一系列高精尖技术将不断为主动安全系统注入活力。可以相信未来的汽车一定会越来越安全、越来越人性化。结合罗姆特色产品系列在汽车安全未来发展趋势中的表现，周劲进行了详细介绍：

　　

　　图 罗姆半导体（上海）有限公司设计中心应用技术二部高级经理 周劲

　　（1）智能化

　　汽车是MEMS传感器市场内的一个大细分市场，车用传感器的主要关注点是保证安全、驾乘体验和节能。比如安全气囊在传感器的帮助下能够更好地识别乘客类型，从而采取不同的保护措施。与此同时，罗姆旗下的Kionix公司也陆续推出一系列针对主动行车安全的解决方案。MEMS 加速度传感器在汽车中有着众多应用，包括用于碰撞检测、车辆稳定性控制、平顺性控制、导航、侧翻检测、电子制动控制、车辆安全、发动机振动监测、坡道起动辅助系统、轮胎气压监测系统等等的传感器。Kionix能够提供各种传感器产品来满足这些汽车应用。比如Kionix的主打产品“加速度传感器”除了在传统的安全气囊中成为标配，还被广泛应用于主动悬挂、发动机缺火、电子稳定性等主动安全设备中。

　　（2）交互化

　　越来越多的主动安全系统会向司机提供信息或发出警告，充当着驾驶辅助系统的角色，而司机也可以根据需要对它们进行控制与管理。利用摄像机和图形处理技术识别障碍物，再加上主动防撞、自动巡航、白线识别等各种预警装置的启用，给司机带来了丰富的路况及交通信息，更给安全行车增加了保障。

　　（3）视频处理

　　针对车辆行驶中各种复杂的户外环境，为保证成像品质，罗姆多年前推出的视频编码器“BU6521KV”在业界取得了不错的口碑与量产实绩。其将内置AIE功能（AIE功能：罗姆采用硬件进行图像处理的技术）的数字视频解码器加入了雾图像补正的功能，能够将带雾的图像补正至近似晴天的图像，使物体和文字清晰显示。并且，通过AIE功能可以修正逆光和低光亮度图像。凭借这些图像补正功能，提高多种环境下的图像视觉辨识性，保障行车安全。另外，图像处理通过硬件实现，有效减轻系统运算负担，并且可以通过软件设置为“手动”、“自动”模式，实现智能化设计。

　　此外，罗姆旗下LAPIS Semiconductor作为音视频领域的佼佼者，面向车载设备的图像LSI拥有丰富的车载采用业绩，具备以高可靠性为基础的模拟、数字混合信号的高画质技术，并且通过充分的技术支持，缩短客户的产品开发周期。LAPIS Semiconductor推出的针对车载监控和导航的视频解码芯片“ML86V76652”，在视频解码的同时还可以灵活的在显示屏上添加各种符号与标识，给司机提供更加智能化的信息。

　　
图1 针对车载监控和导航的视频解码芯片“ML86V76652”

　　（4）汽车信息娱乐远程化

　　未来汽车信息娱乐系统和汽车远程信息通信系统的融合是一种趋势，比如利用远程无线技术，用3G/WiFi等进行通信、下载等，这种趋势已经部分地开始。罗姆看好这一未来市场前景，凭借旗下LAPIS Semiconductor擅长的无线通信IC、MCU、蓝牙低功耗LSI等数字产品，以及自身擅长的模块技术，将两者融合，发挥集团增效。

　　周劲从MEMS传感器、视音频编码器以及无线技术等特色产品系列出发阐释了汽车安全市场的智能化、交互化、远程化等重要发展趋势。对此，罗姆将发挥集团增效，以高可靠性产品和技术应对不断变化的汽车电子市场，助力打造安全、舒适的驾车体验。

　　借力SiC功率元器件，罗姆推动EV/HEV市场增量

　　随着环保要求日益严格，低排放甚至零排放的混合动力汽车和清洁能源汽车如纯电动车渐渐走进市场。对于EV/HEV而言，功率器件的温度稳定性、电源（电池）使用效率以及大功率条件下的工作状态等问题至关重要。周劲强调，想要解决这些问题，新型半导体材料如SiC的开发和应用将是必然趋势。针对市场日益成长的混合动力汽车和电动汽车市场，罗姆致力于扩充以SiC为核心的功率元器件产品线。

　　相较于Si组件，SiC组件/模块由于电力转换时损耗更少、材料性能更佳，因此其在电动车以及铁路等电力电子技术领域的实际应用备受期待。周劲表示，罗姆在2010年成功实现SiC-SBD和SiC-MOSFET两种SiC组件的量产，并于2012年3月率先成功将“全SiC”功率模块投入量产。罗姆的“低VF SiC肖特基势垒二极管”能提供更低损耗及更低的正向电压，同时还能提供只有SiC才能实现的高速开关。

　　

　　图2 罗姆的低VF SiC肖特基势垒二极管

　　近年来随着EV/HEV的不断普及，为了进一步提高性能，对动力单元的逆变器电路小型化的要求高涨。一方面，为了实现逆变器电路的小型化，车载用栅极驱动器的小型化势在必行。此外，在车载特有的苛刻的驱动环境中，为确保逆变器电路的安全性，不仅需要各种保护功能，同时为防止驾驶员触电，作为绝缘组件必须配备光耦等外置零件。另一方面，有望内置于新一代EV/HEV的SiC组件用于逆变器电路时，解决其高速开关性能所导致的噪音也已成为重大课题。罗姆采用独创的微细加工技术，开发出片上变压器工艺，进而成功实现了“内置绝缘元件的栅极驱动器BM6103FV-C”。该产品无需外置零件，同时通过采用小型封装，与传统产品相比，安装面积减少了约50％。

　　

　　图3 罗姆的车用内置绝缘元件的栅极驱动器BM6103FV-C

　　

　　图4 一般的逆变器电路在EV/HEV中的应用实例

　　此外，罗姆推出了面向车载开发出高温环境下亦可使用的“超低IR肖特基势垒二极管“RBxx8系列”。与传统的车载用整流二极管相比，可降低约40%的功耗，非常有助于电动车（EV）和混合动力车（HEV）等要求更低功耗的电路节能。罗姆通过采用最适合高温环境的金属，实现了业界顶级低IR化。与传统的SBD相比，IR降低到约1/100，使高温环境下的使用成为可能。

　　

　　图5 罗姆的超低IR肖特基势垒二极管“RBxx8系列”

　　今后，罗姆将继续推进SiC-IPM（智能功率模块）等的开发，不断完善SiC相关产品的阵容，并且提供进一步满足混合动力汽车及电动车的需求。

　　最后，周劲补充道，在严酷的车载环境中，使用罗姆的SiC（碳化硅）元器件，可实现设备小型化、低功耗化。优异的高耐压、高耐热性能使其在比以往更狭小的空间和更严苛的环境下得以使用。比如，通过在混合动力车、电动汽车中使用，大幅降低燃油消耗率，扩大车内空间。另外，EMC、温度、可靠性和稳定性不仅需要器件本身的可靠和稳定，还对整体方案设计提出更高的要求，罗姆发挥综合性半导体厂商优势，凭借丰富的产品线提供完整的汽车电子方案。

　　未来智能汽车蓄势待发，罗姆发力中国市场

　　数据显示，中国已经成为全球最大的汽车市场。2017年，预计中国汽车年产量将达3，000万辆（占全球1.071亿辆总产量的28%）；2012年至2017年中国汽车产量年复合增长率（CAGR）为11%。

　　针对日益增长的中国汽车电子市场，周劲强调，在市场的经营上，包括日系品牌的EV以及混合动力车，都有罗姆的辅助设计参与其中。再者，针对已在中国大陆成立亚洲总部或设计中心的欧美车企及配套商，罗姆在深圳和上海的设计中心可以根据这些客户的需求，及时提供有针对性的技术支持服务。

　　另外，面向中国自主车型及配套供货商，由于中国的汽车企业具有升级换代快、成本控制严等特性，因此罗姆采取灵活策略，在提供技术服务方面加强力度，通过辅助设计和测试来为企业排忧解难。比如罗姆拥有自己的EMC实验室，可以帮助客户分析汽车电路设计中棘手的电磁干扰问题，并提出对应解决方案，可以大大缩减客户的测试验证周期、降低设计成本。通过这种方式，罗姆已经成功地为国内客户完成了一些方案应用。

　　中国市场将成为未来汽车电子的重要市场之一，罗姆将会一如既往地根据本地客户的需求，发挥综合性半导体厂商优势，不仅提供从分立元器件到IC的众多车载电子产品，并且凭借丰富的产品线提供完整的汽车电子方案，实现更加安全、舒适、智能的驾驶体验。

本文转摘自电子发烧友网《汽车电子特刊》5月刊

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