中國已成為全球較大的汽車生產國和消費市場，2013年中國整體汽車銷量增長14%至2,200萬輛，其中乘用車銷售約1,800萬輛(份額80%)，商用車約400萬輛(份額20%)；2014年整體銷量可達2,300萬輛，乘用車銷量較2012年增長16%。汽車大趨勢正在推動半導體成分的升高：IHS公司預測，由于汽車安全與導航等系統的不斷采用，中國汽車半導體市場將在2014年增長11%，達到46億美元。而在未來三年會延續增長勢頭，到2017年，中國汽車芯片市場將達到62億美元。

 

面對巨大的需求，半導體廠商也面臨一些挑戰，他們必須幫助設計工程師提高能效、降低成本壓力，同時滿足功能性、安全性等多方面的要求。作為領先半導體器件供應商，安森美半導體致力于滿足汽車客戶需求，提供更優質、可靠、具有成本優勢的符合汽車認證規范的高能效解決方案，幫助客戶提升產品設計和上市速度。

 

安森美半導體的汽車業務策略

 

為幫助中國工程師應對上述挑戰，安森美持續加大對中國汽車半導體市場的投入和支持力度，在動力系統、車身、信息娛樂系統、電源、車載網絡等方面均占據領先地位。公司2013年收入為27.83億美元，汽車細分市場的收入為7.51億美元(占全球總收入比例從2008年的16%增加至27%)。汽車半導體市場整體增長為10%，而安森美半導體的增長是市場的兩倍。2010-2013年，安森美半導體汽車業務在中國市場的收入節節攀升，均為20%左右。

 

安森美半導體在汽車細分市場的增長動力來自三個方面，一是燃油經濟性及降低排放，包括啟動-停止交流發電機、汽油直噴(GDI)發動機、混合動力汽車(HEV)、雙離合及6+速變速箱；二是安全及舒適，包括LED照明、車門模塊、停車輔助、傳感器、信息娛樂系統、高級駕駛員輔助系統(ADAS)；三是線控及電機控制，包括電動助力轉向(EPS)、泵和風扇。為此，安森美半導體提供各種解決方案：內部及外部LED照明；發動機及變速箱控制、傳感器接口；電源、電機驅動器、IGBT、SmartFET及保護等標準產品；以及用于車載網絡的LIN、CAN、FlexRay收發器。

 

為支持中國汽車市場，安森美半導體加強了本土化生產、工程設計和服務，在上海設立了解決方案工程中心(SEC)，在深圳和樂山設有制造廠。上海的汽車SEC配備中國本地應用工程師及現場應用工程師，根據本地需求開發演示板和參考設計，支持本地客戶在設計中采用安森美半導體的產品。在汽車市場，安森美半導體在中國與許多客戶開展了合作，包括全球性客戶和本地客戶，如德爾福、博世、一汽、上汽、東風、長安、北汽和比亞迪等。

 

圖1：安森美半導體涉足的汽車細分市場

 

安森美半導體的車用高能效方案

 

安森美半導體擁有寬廣陣容的產品及方案，從分立器件、標準產品，到專用標準產品(ASSP)/專用集成電路(ASIC)/系統基礎芯片(SBC)/系統級芯片(SoC)，以及模塊級專業技術及方案，這些產品及方案都與能效息息相關。標準元器件有20,000個型號，包括TVS/保護/齊納元件、整流器、射頻(RF)、穩壓器、邏輯、比較器、運算放大器、Mini Gates、EEPROM等；模擬器件包括驅動器、穩壓器、開關電源(SMPS)、電源管理單元(PMU)、音頻IC、顯示屏驅動器、收發器、ASIC、ASSP等；功率器件包括點火IGBT及點火器、牽引IGBT(功率集成模塊(PIM))、智能功率模塊(IPM)、N/P溝道MOSFET、SmartFET、雙極功率晶體管、電機驅動器等。

 

 

圖2：安森美半導體寬廣陣容的產品及方案

 

安森美半導體的汽車應用重點包括燃油經濟性及減少排放、車身及內部、照明和主動安全，以及涵蓋這些領域的電源和車載網絡。燃油經濟性及減少排放(動力系統)應用涵蓋發動機控制、變速箱、點火、啟動-停止系統、48 V/混合動力汽車(HEV)/插電式混合動力汽車(PHEV)、電動汽車(EV)等。照明應用涵蓋LED外部照明、LED內部照明、HID前照燈、先進前照燈系統(AFS)、電機控制等。車身及內部應用涵蓋車身計算機及網關、汽車空調(HVAC)、車門、電機控制、智能接線盒、儀表盤、總線保護、信息娛樂系統、有源天線等。主動安全應用涵蓋電動助力轉向、停車輔助、動力制動、懸掛系統、先進駕駛人輔助等。電源應用涵蓋開關電源、線性穩壓器以及電源管理集成電路等。車載網絡應用涵蓋LIN、CAN、FlexRay及以太網等。

 

以照明為例，前照燈不只是近光燈和遠光燈，還有轉向指示燈、波束成形、路面聚光燈、霧燈、日間行車燈(DRL)/位置燈、彎道輔助照明等。安森美半導體的先進前照燈系統(AFS)采用步進電機驅動器(AMIS3062x或NCV705xx)進行前照燈轉彎調節。自2013年第1季度展示的奔馳E系列每輛車使用多達6顆NCV78663雙通道LED驅動器，以及多達3顆NCV70522步進電機驅動器。

 

小于350mA的低電流恒流穩流器(CCR)在汽車照明的應用非常廣泛，除了應急車輛、日間行車燈(DRL)，還有高溫環境下的汽車應用，如引擎蓋下及尾廂照明；空間受限的應用，如閱讀、地圖及任務燈、后視燈、座艙燈、中央高位剎車燈(CHMSL)、組合尾燈(RCL)及側標志燈；以及應用密度增加、要求采用更小巧及更高熱效率封裝的應用，如儀表盤背光、盲點指示燈、座艙及門前地面照明燈。

 

當前，汽車客戶的要求越來越高，需要提升燃油經濟性及減少排放、實現更便利的操控、加快上市時間、提高可靠性等。為此，安森美半導體為客戶簡化設計過程，提供“系統級方案”，替代分立元件方案，推出了用于風扇和泵的汽車智能電源模塊(IPM)。分立元件方案系統重量為125克，尺寸為108*103 mm，周邊元器件數量170顆，系統成本約15.5美元；而安森美半導體的IPM重量僅為50克(IPM 20克)，尺寸26.4*60 mm，只有5顆元器件，系統成本僅11.4美元。它帶來的好處是重量減輕60%，尺寸減小，系統成本降低了4美元。

 

 

圖3：安森美半導體用于風扇和泵驅動的BLDC IPM與傳統分立元件方案對比

 

安森美半導體的IGBT可替代點火系統的傳統點火器模塊。傳統器件尺寸為2250mm3(25*15*6 mm)，長期可靠性為1000小時(Tj=150℃)，ESD保護等級為4 kV，浪涌保護等級為300 V，樣品到上市間隔6個多月(ASIC)；安森美半導體IGBT尺寸為892mm3(16.8*11.8*4.5mm)，長期可靠性為2000小時(Tj=150℃)，ESD保護等級大于10 kV，浪涌保護等級大于350 V，上市間隔是4到5個月(專用標準產品ASSP)。

 

 

圖4：安森美半導體IGBT與傳統點火器模塊的對比

 

在汽車音響應用方面，采用Bongiovi+ S-Live聲音技術的方案優勢明顯。傳統揚聲器方案直徑為126 mm，較低頻響應為83Hz，4套方案重量約4.0 kg，總成本220美元；安森美半導體+DPS Acoustics的方案揚聲器重量更輕(僅為1.4 kg，直徑為 83 mm)，可使用便宜的揚聲器，利用算法實現更好的音效，較低頻響應為20 Hz，總成本160美元。它不僅實現了高清(HD)震撼性聲音品質，而且重量減輕了70%。

 

總結

 

中國中高端汽車的更新換代，以及對于高能效的要求將推動中國汽車半導體市場的進一步發展。作為領先汽車半導體供應商，安森美半導體持續投資以滿足客戶對低功耗、小尺寸、低成本的要求，為汽車應用提供可靠、通過AEC認證、符合生產器件批準程序(PPAP)的高能效汽車半導體產品及方案，在減少廢氣排放、提高燃油經濟性、增強系統性能和可靠性等方面幫助客戶應對設計挑戰。