意法半导体在汽车电子领域概况

21ic讯 当 Carl Benz于1886年获得世界第一项汽车专利时，他很可能没有想到电子技术将会帮助他的机械发明取得巨大进步。事实上，在 1960年以前，汽车技术的进步在很大程度上是机械工程的进步，收音机是汽车上唯一的重要电子产品。

然而在过去的50年来，汽车设计的进步对电子技术的依赖程度不断提高，以至于在一辆新车内，半导体平均占比接近300美元1。结果，汽车电子应用是半导体市场上增长最快且最稳健的细分市场，2011年至2016年2间全球销售收入年增长率预计为8.8%。汽车产量持续增长和电子技术在提高汽车的可靠性、安全性、性能、环保、驾乘舒适性、便利性等方面发挥的重要作用是汽车电子应用市场迅猛增长的主要动力。此外，混和动力汽车和纯电动汽车的问世将进一步提升电子技术在未来汽车平台中的重要作用。

作为为所有重量级汽车厂商提供芯片的全球汽车半导体供应商三强3之一，意法半导体拥有独一无二的先进技术平台，通过与主要客户密切合作以及对汽车市场的熟知，始终不渝地专注产品质量。公司的汽车解决方案涵盖所有主要的汽车电子应用领域：安全、动力总成、车身及信息娱乐。

安全

意法半导体提供各种各样的车上乘客安保方案，包括安全气囊、防抱死制动、牵引力控制、电动助力转向和悬挂系统等汽车系统用电子元器件。意法半导体是全球第一大汽车安全气囊和防抱死制动系统(ABS)半导体供应商，这两类产品在汽车安全电子元器件中占比最高。

意法半导体不仅是新应用开发领域的先驱，还是先进安全技术领域的领导者，安全系统运用对汽车状态和驾驶环境的掌握来避免或最大限度降低意外交通事故，预计在2015年前安全系统将会成为汽车的标配。

例如，意法半导体与Mobileye合作研制的汽车视觉辅助驾驶系统级芯片。这些先进的系统级芯片运用意法半导体的高动态范围摄像头为主动安全解决方案提供偏航报警、正面碰撞报警、视觉/雷达融合和行人监测功能。欧美及日本等国的一些一线供应商和机车制造商已将这些解决方案部署在100多万辆汽车内。

意法半导体的随动转向照明系统是另一个提高公路交通安全的方案，能够根据汽车当

前位置自动调控头灯水平照射高度和角度。

动力总成

从简单的摩托车，到复杂的多缸直喷汽油发动机(GDI)和共轨柴油发动机，意法半导体提供各种发动机管理硅解决方案。意法半导体的解决方案涵盖高成本效益的整合系统以及最先进的电子控制解决方案。

各国政府的废气排放法规和能源问题是推动发动机管理技术发展的源动力。意法半导体与主要的汽车OEM厂商合作开发新应用，以更好地控制燃油喷射系统，实现节油降耗的目的。这些应用包括各种先进技术，如VVT(可变气门正时)和 GDI(汽油直喷)。

先进的VVT芯片整合并同步可变曲轴正时和气门升起、可变压缩比和进气歧管调谐功能，以提高汽车的燃油经济性。在 GDI 发动机内，燃油是直接喷射至气缸内，无需在一个单独的进气门内混合燃油与空气，这种机制可更精确地控制燃烧和排放过程，将燃油经济效率和废气排放效率较普通汽油机提高 25%。

意法半导体的先进技术可实现更领先的汽车技术创新，包括集成机械、电子和计算技术的“机电”解决方案，这些创新成果适用于接线盒、车门区模块和车身控制模块。 意法半导体开发各种机电式汽车电子控制应用，如取代油门踏板与节气门之间线缆的电子节气门和先进增压器控制系统。

车身与便利设备

今天的车身由无数个互联的电子系统组成，包括车顶和车门区控制、HVAC(暖通空调)系统、座椅控制、雨刷和照明控制。电子元器件在汽车内的占比一直在提高，同时对提升可靠性和诊断功能的要求也在提高。

意法半导体发明了“智能”接线盒的概念，智能接线盒是汽车的智能电源和开关中心，集成车内外照明和雨刷等功能，采用一个由可升级的软硬件模拟构成的完整架构。

作为汽车照明电子市场上无可争议的领导者，意法半导体拥有独有的VIPower硅技术和全面的应用知识，提供车内外白炽灯和LED或氙灯照明系统半导体解决方案。

意法半导体的高集成度车门模块智能功率器件在车门内集成所有的控制功能和功率电路，包括电动后视镜、电动车窗、电动车门锁、灯光和控制面板。意法半导体是车门区电子市场的领导者，为整合执行器和电源管理功能的下一代产品铺平了道路。

汽车信息娱乐

意法半导体的汽车信息娱乐与导航产品包括完整的数字收音机、导航和远程信息处理以及车内无线网络解决方案。公司拥有多年积累的技术专长和丰富的IP知识产权组合，支持现行和未来所有的提高驾驶体验的融合服务。

凭借其20余年的 AM/FM 收音机技术研发经验，意法半导体位居数字收音机技术领域的最前沿，成为全球最大的数字收音机半导体元器件供应商，截至目前，数字收音机芯片出货量已超过8000万件。公司承诺支持国际主要的地面数字广播和卫星数字广播标准，包括 HD Radio、Eureka-147系列(DAB, DAB+,DMB-A)、Digital Radio Mondiale 和 Sirius/XM，以及欧洲卫星数字广播(ESDR)。

意法半导体生产所有的汽车收音机半导体元器件，包括调谐器、基带处理器、多媒体处理器和播放器，并在信号接收能力和功耗方面进行了设计优化，使其能够在恶劣的接收环境中正常接收广播，将功耗降至最低水平。现在意法半导体的工程师运用其掌握的技术专长正在研发多标准地面数字收音机，近期推出了业界首款能够同时接收处理AM/FM和多种制式数字广播(如DAB+)的数字收音机芯片组。配备全部软件栈，支持多个不同的广播标准，意法半导体的多标准数字广播芯片组为设备厂商研制高性能的经济型汽车信息娱乐系统提供了一条捷径。以新一代收音机功能和增值服务为特色，如文本流和视频信息流同步，实时天气预报和路况信息，汽车信息娱乐系统将有助于提高驾驶体验。

在卫星广播技术领域，意法半导体是首家在单颗芯片内集成完整的数字卫星解码电路的企业，在研发从射频到基带信号处理的完整系统的过程中，公司的研发能力获得大幅提升，使公司成为数字卫星收音机市场的龙头企业。在美国，大多数卫星数字收音机都采用意法半导体的芯片，为卫星数字广播在美国的成功做出了贡献。

意法半导体还是全球最大的汽车音频功率放大器芯片和稳压器芯片厂商。公司的功率放大器产品阵容十分强大，包括B类、AB类、SB类(高能效)和D类功放，其中最新产品兼容启停及混合动力发动机。

最新产品包括业首款纯数字音频D类放大器系统芯片，适用于汽车仪表板内置音响系统控制面板。D类功放比AB类功放提高能效大约 80%，可降低发电机的电负荷，在标准机箱内增加更多功能和声道。作为同类首款集成数字输入与创新的反馈机制的产品，4x135W FDA4100LV 和 4x50W FDA450LV 不再需要信号转换电路或滤波电路，节省了印刷电路板空间和元器件数量。这些放大器还能提高大功率音频放大器的性能，在具有发动机启停功能的汽车或混动(电力牵引驱动器和内燃机在不同的工作模式之间转换)汽车内连续无失真地播放音乐。

公司近期在大货车、大客车、农用车等商用车市场上推出了性能最强大的最方便使用的音频功率放大器，大型车辆采用24V的电气系统，而小客车的电气系统电压为12V。被公认为业界首款在24V车内直接驱动车厢扬声器的音频放大器，此款产品无需任何外部元器件，代表了意法半导体十分重视大型汽车市场。

此外，意法半导体还提供各种各样的多功能稳压器，以满足所有汽车信息娱乐市场的需求。

在公司的导航产品组合中，Teseo II 系列系统级芯片是业界首款单片多卫星导航系统接收器，能够接收 GPS、GALILEO、GLONASS 和 QZSS信号。因为定位精度和室内接收灵敏度俱佳，Teseo II系列产品在高楼林立的都市区等卫星信号较弱的地区可提高用户定位精准度和导航性能。意法半导体的导航芯片兼定位精准和低功耗于一身，特别适用于个人导航设备、GNSS(全球导航卫星系统)模块、船用导航设备、健身产品、车载导航、远程信息处理、eCall 、先进驾驶辅助系统和机对机通信。

意法半导体Cartesio系列导航处理器集强大的定位性能与计算能力于一身，被用于现有的和新兴的公路交通应用，包括车载导航系统和便携式导航系统和远程信息处理。此外，还可用于导航与车载收音机和手机组成的通信网络。

意法半导体的媒体和连接解决方案适合汽车收音机应用的扩展性需求。提供从CD伺服器到所有的主流解码器、智能音频路由器和采样率转换器的各种产品。某些产品内置数字信号处理和音效电路。这些器件具有丰富的连接功能，可连接数字音乐存储设备(U盘、SD卡、个人媒体播放器)，支持无线连接(基于主机的蓝牙)和汽车音乐广播控制专用接口。展望未来，意法半导体正在尝试在先进的车对车通信系统中使用无线技术，让所有交通参与者共同提高汽车安全。

技术

意法半导体的市场领先的智能功率技术，例如BCD(双极CMOSDMOS)和 VIPower，可将接口、控制和通信等功能与功率驱动级有效地集成在一起，实现高成本效益的分布式智能系统。这些研发设计能力被视为今天汽车电子成功的关键，毫无疑问，这也是意法半导体在过去二十年取得的成功的法宝。

意法半导体推出了世界首个可集成在汽车微控制器的55-nm 嵌入式闪存制造工艺。55nm eFlash技术沿用意法半导体在嵌入式闪存领域长期积累的技术知识，是公司取得市场成功的汽车微控制器90nm eFlash闪存的换代技术。新一代汽车系统迫切需要计算性能、能效和存储容量更高的微控制器，以满足汽车应用市场的需求，例如，功

能性安全和严格的排放标准或先进驾驶辅助系统(ADAS)解决方案。新技术基于意法半导体的车用32位 Power Architecture®微控制器开发蓝图。

微控制器

意法半导体的微控制器包括成本效益最高的8位通用微控制器和最先进的车用微控制器。

SPC56是新系列32位车用微控制器，其中包含针对动力总成、底盘与安全、车身应用专门设计的产品。新的尖端技术，结合高性能内核和量身定制的外设，使该系列产品成为最佳的平台解决方案，取得系统成本与性能的最佳平衡。

基于高性能和高能效的32位 PowerArchitecture® 内核，意法半导体的SPC56系列产品配备第三方厂商开发的各种开发工具以及内部开发的解决方案，包括经典的C语言编译器、调试器和仿真器，以及先进工具，如配置工具或自动代码生成器。

在8位微控制器级别的产品中，STM8 系列8位微控制器采用经过市场检验的 0.13µm 非易失性存储器技术。最经典的STM8AF是一款 5V微控制器，主要用于车身控制功能或者底盘系统辅助微控制器，工作温度范围扩展至 150°C，符合汽车工业的 AEC-Q100 0级标准。

近期推出的STM8AL微控制器定位于超低功耗应用领域，如汽车无钥匙启动或永久电子控制进入系统或监视子系统。纯电动汽车或混动汽车也将受益于该系列低达 50µA的运行模式功耗或低于15µA的主动停止模式功耗(125°C)。 STM8AL 系列运用先进模拟外设(12位模数转换器、数模转换器、温度控制器、DMA或LCD控制器)开创了新一类电子设计。

汽车级质量

汽车市场对半导体工业提出了一个特别的挑战。事实上，这是一个以消费类产品的价格获得接近军工质量和可靠性的要求。汽车环境特别恶劣，工作温度范围在 40ºC 至+150ºC之间，高能瞬变和电池极性意外接反很常见;使焊点松动的振动非常多。此外，因为半导体失效引起的微小电子功能故障都会为车主带来极大的不便。

意法半导体的汽车级产品可满足汽车市场特殊的严格的要求。质量检测标准涵盖产品质量测试和特性分析、安全产品批准、统计良率分析和产品平均测试，以及在制造过程中的特殊筛选和测试方法。意法半导体的汽车级质量标准的宗旨是实现零缺陷，把公司建设成为汽车行业内最佳的半导体企业。

2013年1月

1, 2, 3 Strategy Analytics Oct 2012