安森美半導體 催生車用LED及智慧汽車技術

隨著汽車發展的電氣化和智能化趨勢,使燃油經濟性及降低排放、主動安全及自動駕駛、車聯網和LED照明等成為當前汽車行業關註焦點,這對半導體業帶來更多發展機會的同時也提出了更多的挑戰。混合電動汽車(HEV)/電動汽車(EV)推動每輛車的汽車動力系統的半導體成分增高約5倍。先進駕駛輔助系統(ADAS)、便利及信息娛樂系統,以及占全球汽車銷售比例50%以上的新興市場,推動全球汽車半導體市場同比增長9%以上。

汽車中的半導體應用

據市場調研機構Databeans的數據,平均每輛汽車的半導體產品成本達350美元。汽車中含半導體成分的應用如圖1所示。

汽車半導體應用。


安森美半導體汽車重點市場方案與策略

安森美半導體作為全球領先的十大高能效汽車矽方案供應商之一,汽車電子發展勢頭強勁,營收比幾年前有近300%的增長,尤其在汽車圖像傳感器領域及AFS領域的市占一直維持全球第一,將繼續針對汽車市場發展趨勢提供全面的產品陣容及方案,持續推動汽車創新。

汽車電氣化

隨著政府及消費者對汽車燃油效率、節能、降低汙染、加強環保提出日益嚴苛的要求,各種新能源汽車如HEV/EV/PHEV等得以大力發展。安森美半導體提供場截止型IGBT、高能效FET、功率集成模塊、門極驅動器、智能功率模塊、專用集成電路(ASIC)、專用標準產品(ASSP)等產品,支持汽車電氣化。新能源汽車的發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,安森美半導體重點在以下幾方面加強創新:
1.    開發各種高效節能的電力電子器件,如大功率IGBT、極低導通電阻的功率MOSFET,降低開關損耗,從而提高從電能到機械能轉換的效率。以功率集成模塊(PIM) NXH80T120L2Q0PG為例,采用安森美半導體的專有溝槽第二代場截止技術(FSII)及創新的封裝技術,提供超過98%的能效,結溫高達175 °C,可靠性極高。而低導通電阻的MOSFET提供緊湊的高熱能效封裝。

用於汽車應用的極低導通電阻的功率MOSFET系列。

 

安森美半導體新推出的用於汽車應用的PIM和MOSFET。


2.    開發各種DC-DC轉換器,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,安森美半導體推出智能功率模塊IPM STK984-17X系列產品,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、熱敏電阻和系統外圍元件。其中LV8907無需任何位置傳感器,預先載入配置寄存器,無需軟件,可以獨立模式驅動電機,無需外部系統控制器,LV8907還集成LIN收發器,可提供基於LIN的先進電機驅動方案。STK984-17X用於汽車散熱風扇、電動油泵、燃油泵、電動水泵等應用,無需任何外部微控制器,它采用獨特的絕緣金屬基板技術(IMST),支持無電路板的設計,顯著減少系統的空間、重量和成本,提供高能效和高可靠性,簡化設計,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,主動安全系統在車上得到不斷應用,尤其是ADAS配以各種傳感器得到了長足的進步,呈現井噴式的發展。針對此類應用,安森美半導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。
圖像傳感器用於視覺應用(如倒車影像和全景泊車影像系統)、ADAS應用(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)及車鏡替代。安森美半導體擁有超過10年為汽車市場提供CMOS圖像傳感器的經驗,是全球市占份額第一的ADAS供應商,提供的圖像傳感器具有出色的微光性能、優質的圖像畸變矯正能力、高動態範圍(HDR)、汽車級工作溫度範圍及高可靠性和品質。例如公司最新采用背照式(BSI)傳感器技術的首款CMOS圖像傳感器AR0136AT,提供同類最佳性能,較當前領先市場的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處理器AP020x使 HDR 1080p汽車影像系統成為可能,聯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。

安森美半導體首款BSI傳感器(左)和新系列圖像協處理器(右)。




安森美半導體用於汽車倒車影像的方案還包括2 MHz 開關電源(SMPS)如NCV890201MWTXG和NCV898031D1R2G、低壓降穩壓器(LDO)如NCV8703和NCV8705、開關MOSFET如NVTFS5116PL(u8FL)和BVSS84L(SOT23)、數字晶體管如SDTC1xxEE、CAN收發器如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)、邏輯產品如NL17SZxx及ESD等等。
智能無源傳感器主要用於檢測座椅及感測液位。安森美半導體的智能無源傳感器方案采用首創、超高頻RFID傳感器標簽,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。在座椅檢測應用方面,該方案結合人體檢測元素及標準體重檢測提供安全帶警告指示和關閉/打開氣囊,解決了當今汽車座椅檢測系統不提供人體檢測、只提供壓力檢測的挑戰;在感測液位方面,該方案用於在容器外感測液位,省去當今汽車油箱里的敏感電子和機械裝置。

LED照明

得益於LED尺寸小、設計靈活性以及節能高效等優勢,LED車燈有望成為汽車照明的一種潮流,用於打造獨特的造型、實現節能並提升安全優勢。
安森美半導體提供一系列LED驅動器及步進電機驅動器用於此類應用,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,用於車輛防盜等安全特性及創建個性化的內部氛圍,該方案比當前市場上由微控制器和LIN-SBC組成的方案節省了電路板空間,而且能使用可選的鎮流器控制引腳,使熱管理更簡單,其單獨的LIN節點經由預編程或LIN命令獲取地址,使得設計靈活並降低成本;創新的LED前燈照明方案NCV78663,采用功率鎮流器和雙LED驅動器,提供分段無眩光遠光燈,集成智能電子,通過傳感器、攝像機和導航控制,令汽車自動適應各種路況,並通過最大化照明區域增強安全性,支持模塊化的設計平臺,易於設計且具成本效益;針對 AFS將從電機控制邁向使用像素/矩陣技術的趨勢,安森美半導體提供組成LED AFS像素/矩陣系統的所有半導體元件(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,汽車內部和外部必須將一個個節點連接成有機的網絡,尤其是導航系統以及基於位置服務的導航應用,比如實時交通信息、停車位信息、餐館、加油站信息等。就車內而言,各個分系統必須更加緊密的協同工作,需要信息共享;就車跟車以及車跟其他外部系統而言,信息的交流和共享更加至關重要。安森美半導體提供用於這些網絡的各種不同的總線收發器和信息處理單元。

此外,車身和信息娛樂系統也是安森美半導體汽車業務發展的重點領域,以提升駕乘舒適性和娛樂性。

結語

汽車電氣化和智能化的發展趨勢,要求創新的半導體技術。安森美半導體以汽車電氣化、主動安全及自動駕駛、LED照明、車聯網等領域為關鍵增長動力,以中國市場為持續投資重點,提供一系列寬廣陣容的產品及方案配合市場發展,包括:標準元器件(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)、模擬產品(如驅動器、線性穩壓器、SMPS、電源管理單元(PMU)、音頻IC、收發器、ASIC、ASSP等)、功率器件(如IGBT、PIM、MOSFET、SmartFET、功率三級管、電機驅動器、IPM等、圖像傳感器(涵蓋全局快門、卷簾快門、高速、HDR、微光/NIR等先進技術及系統級芯片SOC傳感器/處理器等), 從分立元件到標準產品,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,配以設在中國的汽車解決方案工程中c心(SEC)的應用工程師,為汽車市場註入創新活力提供全面的方案和技術支持。  

 

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