2018汽車電子如何突破？需深度關注這三大維度

2017下半年，伴隨業界關注已久的《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分並行管理辦法》(簡稱「雙積分辦法」)正式發布，眾多中外車企都面臨了更為迫切的減排壓力，也在無形中加速了新能源車的落地普及。由於燃油車在很長一段時間內都將存在於市場，而電氣化技術在燃油車、混動車的節能減排等方面發揮了越來越重要的作用，也導致了其電氣化比例在逐漸提升，進一步刺激汽車電子產品，乃至功率器件等電子元器件的出貨量。

根據IHS的數據統計，2016年全球汽車電子的市場規模為1160億美元，預計2022年將達到1602億美元。市場這樣快速成長，在筆者看來汽車電子高端配置向低端產品滲透就是其中一大推動力。由於汽車電子領域的安全控制系統對汽車行車安全性至關重要，因此安全控制系統領域的電子穩定控制系統、胎壓監測系統TPMS等高端配置有望成為乘用車標配。而在高端配置向低端產品滲透的過程中，為了打造先進的汽車電子產品，高可靠性、高性能電子元器件的作用更為凸顯。

電子產品在汽車中的普及導致電子元器件的性能受到整車廠商的關注，更高性能的「指標派」器件獲得青睞。在不久前落幕的ELEXCON 2017深圳國際電子展上，富士通半導體展示了車規級FRAM產品就是其中的代表——可在高達攝氏125度的高溫環境下運作的FRAM，符合嚴苛的汽車行業AEC Q100標準規範，寫入次數高達1013，150ns級別的超快寫入速度，以及150nJ（寫入一個位元組時）的超低功耗！

據展位工作人員介紹，此前因超高的存儲性能指標而在水電氣表、RFID、醫療電子等應用中走俏的FRAM，隨著指標進一步提升推出車規級產品後再次在汽車應用領域「攻城略地」大受歡迎，包括在TPMS輪胎、氣囊、信息娛樂系統、ADAS、電池管理系統（BMS）等全面獲得普及。

圖1：富士通在ELEXCON上展示高性能FRAM產品

從用途來看，汽車電子可以分為四大類：動力控制系統、安全控制系統、通訊娛樂系統與車身電子系統。其中，安全控制系統又分為主動安全與被動安全，胎壓監測系統TPMS與安全氣囊Airbag正是對應這兩類的典型應用。安全控制系統要求必須實時和持續地存儲當前狀態信息進行實時監控、記錄、分析或處理，具備非易失性、高速寫入以及超高讀寫耐久性的FRAM存儲器很好的滿足了市場的嚴苛規範需求。

以TPMS應用為例。一方面，輪胎內置的電池在出廠後是難以更換的，因此FRAM低功耗的特點能發揮優勢；另一方面，為了確保足夠的安全性，胎壓數據必須頻繁地寫入與記錄，按一秒鐘寫入一次計算，使用10年則累計寫入3.2億次。而FRAM的高讀寫耐久性使之支持寫入次數達10萬億次，性能遠高於價格親民的EEPROM，成為安全控制系統的非易失性存儲器首選。

圖2：富士通FRAM產品在Airbag中廣泛採用

此外，高端配置向下滲透的另一個體現是：FRAM在Airbag中已經廣泛應用。據悉，德國主要的幾家汽車Tier 1企業均在安全氣囊中採用FRAM存儲器。事實上，Airbag需要準確記錄氣囊是否正確、完全地開啟，進而協助判定事故法律責任的歸屬，這對Airbag中存儲器的高速寫入能力與低功耗特性提出了需求。同時Airbag中存儲器也需要頻繁且短時間間隔地記錄座椅承重的數據，從而幫助MCU判斷當下狀態是否應該開啟氣囊。這樣的應用場景對存儲器的高讀寫耐久性也是顯而易見的考驗，而FRAM的高讀寫耐久性(支持寫入10萬億次)正是其備受青睞的關鍵所在。

調查指出，2016年全球汽車儀錶市場規模大約77億美元，比2015年增長9%，預計到2020年汽車儀錶市場規模達95億美元。經過多年發展，虛擬儀錶已經用屏幕取代了傳統的指針、數字等現有儀錶盤上最具代表性的部分，其優點是可以靈活定義儀器系統，以滿足不同的要求，並且功能更加強大，更容易跟網路、外設及其他應用相連接，有望成為數字化座艙的中樞節點。同時，虛擬儀錶已經從高端車型普及到平民車型，標誌著市場開始進入成熟期。

虛擬儀錶的大勢所趨更在於屏幕尺寸的不斷突破。根據2017年上海車展151款主流汽車儀錶尺寸的數據統計，10」~12」的全液晶儀錶佔有31%的份額，可見大屏虛擬儀錶的市場吸引力。更有甚者如一貫被貼上「變革者」標籤的特斯拉，在Model 3系列車型中更是取消了儀錶盤和中控按鍵，所有行車信息、空調系統和娛樂功能都通過15」觸控屏顯示和操作。

圖3：富士通推出3D全虛擬儀錶解決方案

順應市場潮流，富士通已推出最新12.3」 ,3D全虛擬儀錶解決方案。其中主晶元Triton-C是富士通代理產品線——索喜旗下的全虛擬儀錶專用圖形處理器，其搭載全球獨有的強大2D引擎。該方案擁有多達8層的多層顯示和6路視頻輸入，3路獨立輸出，並具有專為儀錶設計的圖形安全功能，能夠符合ISO26262 ASILB安全認證。據悉，該虛擬儀錶解決方案已經被歐洲主流整車廠如寶馬公司等採用量產。

此外，伴隨自動駕駛與新能源車的崛起，虛擬儀錶正進一步成為座艙功能的中樞。如上述提及的特斯拉Model 3案例，所有行車信息都在虛擬儀錶屏上顯示，更不用說ADAS功能的相關介面和聯網功能的乙太網、WiFi、藍牙等介面匯總其中。這是傳統座艙方案難以觸及的領域。

在虛擬儀錶的基礎上，富士通將360度3D全景系統方案將輔助駕駛功能結合：採用3D建模和獨特圖形合成演算法，圍繞車身四周可構建多個虛擬三維立體視角，結合車身CAN匯流排做到自動視角動畫的縮放和切換。通過攝像頭和感測器的結合，方案實現了圖像識別輔助和接近目標檢測，應用領域主要有360度三維立體全景輔助、可視停車輔助、駕駛盲區監控、安全開車門以及車行駛方向周圍的障礙物和行人的識別。

毫無疑問，汽車已然成為一個龐大的移動電子系統，強大安全的控制系統與視覺炫酷的座艙方案往往是消費者關注的重點。而在從業者看來，先進汽車電子大行其道的背後，不可或缺的是汽車電路元器件的保駕護航。這些被動元器件可謂真正的走量高手，從燃油車到新能源車無處不見其身影，且其重要性也變得越來越高。

比如新能源汽車興起的今天，汽車動力板塊中的高效率直流馬達和鋰電池應用越來越廣泛，繼續使用傳統的AC用保險絲已經無法可靠地對直流電路進行保護，於是DC用保險絲成為了選擇。富士通代理產品線——廣泛應用於許多國際大廠如豐田、本田等的Daito旗下各種車載型電路保護專用保險絲正是覆蓋了這一市場需求，並能以具有競爭優勢的成本提供定製化產品。這些車載型電路保險絲主要應用在汽車接線盒、充電器/轉換器、電池單元等功能板塊中，對於實現系統小型化、高可靠性至關重要。

圖4：富士通代理產品線囊括質量可靠的車載型電路保險絲

無獨有偶，富士通推出ISO/TS16949認證的車用繼電器也是出貨量的佼佼者。實際上，繼電器已經成為除感測器以外汽車中應用最多的器件，從過去的35個增加到45個甚至更多，廣泛應用於控制汽車空調、燈光、防盜、音響、導航和安全氣囊等。伴隨汽車電子的市場增長，車用保險絲與繼電器等元器件的出貨量將進一步攀升，在汽車電子的市場份額中將不可忽視。

圖5：富士通高可靠性繼電器在汽車電子應用中大放異彩

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