主被动安全走向集成 半导体技术求新求变
时间：2007-06-29 10:07:34
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[导读] 特邀嘉宾：
飞思卡尔半导体中国区汽车电子业务拓展经理康晓敦 恩智浦半导体汽车电子大中华区区域市场经理张建臣 英飞凌科技中国有限公司汽车工业及多元化电子市场事业部汽车电子安全管理高级市场工
特邀嘉宾：
飞思卡尔半导体中国区汽车电子业务拓展经理康晓敦
恩智浦半导体汽车电子大中华区区域市场经理张建臣
英飞凌科技中国有限公司汽车工业及多元化电子市场事业部汽车电子安全管理高级市场工程师沈顺伟
编者按：汽车安全系统的发展令人瞩目，这也是国内汽车电子厂商能够寻找更多作为的一个“立足点”。随着安全产品自身技术升级的需要以及未来主被动安全集成的趋势，为业界带来新的命题与考验。市场走势将如何演变？半导体厂商如何积极备战？在技术上将如何应对？本报特邀请业内人士发表精彩看法。
安全气囊：市场持续走高
32位MCU及高性能传感器成热点
●中国2006年安全气囊的市场需求量为528万套，而且增长率高于全球市场。
●32位MCU、多功能高性能的传感器(包括影像传感器)等元器件将成为增长热点。
安全气囊市场需求有何走向？随着汽车对安全性要求越来越高，对安全气囊提出了哪些新要求？
沈顺伟随着用户对其汽车安全的日益重视，安全气囊市场也在不断增大。在全球范围内，预计现在的安全气囊需求量已超过了1.5亿套(包括前后排侧气囊，头部气囊和副驾驶气囊)，并以年复合增长率12.2%的速度不断增长。在中国2006年安全气囊的市场需求量为528万套，而且增长率高于全球市场。
随着汽车对安全性要求的不断提高，安全气囊正由一个独立的、简单的辅助约束系统(SRS)向高级的系统化成员约束系统发展。从技术上来说，一是要求安全气囊更加智能化，也就是说运用先进的传感系统和电子运算系统，在事故发生的短暂时刻内提供可靠的碰撞环境的信息，包括汽车碰撞的剧烈程度，碰撞的方位，乘员的身材、体重、位置，乘员是否系有安全带，并根据这些信息判决怎样调节和控制气囊的工作性能，使气囊能充分发挥其保护效果；二是要求安全气囊小型化，以便于气囊在汽车不同部位的安装；这种多样化也是对安全气囊的另一要求。另外，由于安全气囊是用的是化学气体，从环保的角度出发，要求使用无污染的压缩气体代替化学反应的呼声也越来越高。
安全气囊系统对主要元器件MCU、传感器与气体发生器等要求如何？今后智能化及多气囊等需求对这些器件有何新的要求？如何适应这一趋势？设计安全气囊系统的主要问题是什么？现有的解决方案如何解决这些问题？
沈顺伟总体来说，安全气囊系统要求其主要元器件精度高、可靠性好、抗干扰能力强及低成本。由于安全气囊对系统的反应时间有严格的要求，所以要求MCU要有较高的运算速度，主流的安全气囊系统都采用16位MCU。
传感器是安全气囊的又一关键部件，安全气囊对传感器有很高的要求，主要是可靠性好、反应快、精度高，还要有较高的可控性。对气体发生器的第一要求也是高可靠性和反应时间快，另外还要求气体对人体无害及温度不能过高。从小的方面来说，智能化及多气囊对安全气囊器件的要求是小型化和网络化，也就是说气囊必须适合在很多狭窄的空间中安装，除了它本身部件间的联系外，它还与很多其他的部件相联系以进行数据交换和控制。从大的方面来说，智能化要求安全气囊系统安装更多的部件，如红外影像感应技术以确定乘员的身高、位置等等。为了适应这一趋势，必须提高MCU的处理能力以适应图像数据的处理，所以需要用到32位的MCU。另外需要采用更多的集成芯片以减小系统的体积。
康晓敦传统安全气囊设计已经比较成熟，实际上设计的难度已经转向加速度信号的采集，处理和碰撞时安全气囊打开的算法等。这些在系统设计方面基本已无难度，难的方面在于如何根据不同车辆进行匹配与标定。当然占位检测问题也需要解决。飞思卡尔半导体基于高性能Flash技术的MCU配以多轴的加速度传感器，可以帮助用户更快地进行信号的采集、处理、分析。并可记录行车时的实际信息，缩短用户的设计周期。另外，我们基于电磁场感应的占位检测传感器，可以大大提升整个安全气囊的性能。
未来安全系统将向乘员感应系统、驾驶员辅助系统和行人保护系统等更高安全性迈进，您对安全系统未来的发展有何看法？这对半导体厂商提出了哪些新要求？哪些元器件会成为增长热点？
沈顺伟智能化将是未来安全系统的主要发展方向，这要求半导体厂商提供接口更多、运算能力更强的MCU以及集成度更高，性能更稳定的其他器件。可以预见，32位MCU、多功能高性能的传感器(包括影像传感器)等元器件将成为增长的热点。
TPMS：市场处于起步阶段
重在可靠性和抗干扰性
●中国市场至少在今后三年内将保持一个比较稳定的状态，不会有太大的变化。
●对芯片的要求是：高集成化(单片方案)、无线发射和接收要准确(RF技术最好，双向)，可以识别汽车是在运动还是静止(加速度传感器)。
TPMS在国内市场走势如何？何时市场会有爆发式增长？
沈顺伟TPMS在中国尚属于起步阶段，主要使用在高端车型上，另外，由出口带动的需求也占很大一部分，而供应商也以国外厂商为主。目前国内也有很多的零部件供应商正在研发TPMS，但针对的大多数是国外的后装市场。中国市场至少在今后三年内将保持一个比较稳定的状态，不会有太大的变化。至于何时会有爆发式的增长，一方面取决于用户的需求，更加重要的是取决于政府立法，如果中国也像美国那样立法强制安装TPMS，那么市场很快就会有爆发式的增长，所以现在有很大的不确定性，还不太能对此进行准确预计。 [!--empirenews.page--]
张建臣我国某些汽车企业已经开始针对TPMS进行研发，但由于中国没有强制性政策要求，所以目前还没有开始普及。但在美国，美国公路交通管理局已经颁布规定，要求所有新车从今年开始必须加装TPMS。因为他们的调查显示，在高速公路上发生的事故有70%以上是胎压不稳造成的。由此看来，市场上会有越来越多的新车加装TPMS。在未来一段时间内也将要求旧车开始加装TPMS，同时随着出口市场的需求及美国国内市场需求的增长，专做TPMS的商家会越来越多。
恩智浦支持在TPMS系统中直接采用RF技术。而在TPMS系统中采用无线技术得到最新技术规范的认可，是目前实现TPMS最安全的解决方案。利用TPMS系统，驾驶员只需要在座位上，而不用下车，就可以获得即时、可靠的胎压信息，从而有助于防止交通事故的发生，让驾驶更加安全。
TPMS对发射模块、接收模块有何要求？在设计TPMS时主要的技术挑战是什么？如何解决？
张建臣通常一个轮胎需要两个传感器，一个压力器和一个温度计。为满足汽车用户对舒适性、便捷性及安全性方面的需求，同时为了提高驾驶乐趣，减少对环境的影响，车载电子系统的应用范围将会继续扩展。支持这种趋势发展的一项关键技术就是车载网络(IVN)。作为IVN领域公认的创新倡导者，恩智浦半导体能够提供符合不同标准的解决方案。随着车内的传感器、传动装置以及为提高安全性，可靠性和舒适性而设置的控制系统数量的不断增加，一个由时间触发的，高数据传输速率的通信系统至关重要。
长期以来，作为FlexRay行业协会的核心创立成员，恩智浦正致力于开发组成车载控制应用核心的通讯协议和物理层定义。凭借我们所掌握的广泛的IVN知识，恩智浦将全力支持新兴市场，以便我们的客户能够尽早获得针对FlexRay应用的收发器和微控制器芯片。由于车载网络越来越复杂，智能系统对车内连接显得至关重要。为适应车载网络及一些总线标准对计算和存储的要求，如FlexRay的制定，市场正朝数字化IVN技术方向发展。恩智浦在进行开发的同时，还将扩展现有的协议和系统。
沈顺伟TPMS的传感器个数是与汽车的轮胎数相对应的，每个轮胎需要一个传感器，所以小汽车一般需要4个传感器，或者加上备用胎的可能会有5个。一般TPMS需要的传感器主要是压力传感器、温度传感器、电压传感器和加速度传感器。
对射频芯片、发射模块、接收模块的要求在各个不同的国家是不同的，大部分国家都使用在433.92MHz的频率下使用5dBm的发射功率，但在日本由于政府规定TPMS的发射功率不能高，所以必须把接收天线安装在靠近发射模块的地方。对于接收模块，我们一般设定他们的灵敏度至少为-105dBm。网络连接对TPMS系统的影响不是很大，只是接收模块中可能要预留更多的接口以满足其他部件采集信息的需要。
康晓敦因为TPMS需要用无线传输来完成，所以无线传输的可靠性和抗干扰性是TPMS设计时具有挑战性的方面。另外节电的设计也很重要，要保证TPMS轮胎端模块要在很长的时间内(5年以上)的电源供应。还有就是为了安装方便，轮胎端模块一定要小。根据这些要求，也可以看到我们对芯片的要求应该是：高集成化(单片方案)、无线发射和接收要准确(RF技术最好，双向)，可以识别汽车是在运动还是静止(加速度传感器)。飞思卡尔公司的方案具有以上所有功能，当然轮胎压力和温度的测量是必不可少的。将以上所有功能集成于一个封装中，应该是TPMS的发展方向。
遥控锁：应用新技术
与防盗系统将集成
●遥控锁RKE现在主要还是简单的遥控编解码方式，将来语音识别、虹膜识别等技术必定会应用其中。
●未来市场走势必然是两种防盗方式的集成一体化。
汽车遥控锁的市场需求走势有何变化？市场对汽车安全性要求不断提高，这对遥控锁系统有何新的要求？遥控锁有何新的技术应用来提高安全性？未来技术趋势如何？
张建臣一般的车锁只是一种防盗，引擎熄火防盗为汽车防盗开启了另一种方式，它要求车钥匙不仅要符合门锁的要求，还要符合引擎的点火要求。恩智浦专注于为遥控车锁提供芯片产品和解决方案。现在几乎绝大部分新车都会安装遥控车锁。众所周知，遥控“中控门锁”技术可为驾驶人员的操作带来极大方便，而恩智浦的“中控门锁”技术采用了更高集成度的芯片，能够支持复杂的功能，因而产品定位有很大提高。它采用了引擎熄火防盗装置，可更好地保障汽车的安全。这一解决方案还支持遥控开锁和启动功能，并且功耗极低。
康晓敦遥控锁RKE现在主要还是简单的遥控编解码方式，将来语音识别、虹膜识别等技术必定会应用其中。另外RKE和防盗系统(Immobilizer)的进一步结合，将进一步提升车辆的防盗性能。与传统RKE及其他系统相比，双向智能遥控系统进一步加强了汽车的防盗性能。可以随时监测汽车的状态，按需要了解汽车的各种状态并进行控制，控制距离也更远。但目前除了成本外，耗电量大也是一个主要的缺点。
遥控锁对关键芯片有何要求？未来芯片的发展趋势如何？
张建臣恩智浦遥控锁的核心系统是被动式遥控开锁控制(RKE)解决方案，恩智浦也是第一家将遥控钥匙和引擎熄火防盗集成到一个芯片上并进行量产的半导体厂商。未来市场的走势必然是两种防盗方式的集成一体化。
恩智浦半导体汽车电子大中华区区域市场经理张建臣
英飞凌科技中国有限公司汽车工业及多元化电子市场事业部汽车电子安全管理高级市场工程师沈顺伟
编者按：汽车安全系统的发展令人瞩目，这也是国内汽车电子厂商能够寻找更多作为的一个“立足点”。随着安全产品自身技术升级的需要以及未来主被动安全集成的趋势，为业界带来新的命题与考验。市场走势将如何演变？半导体厂商如何积极备战？在技术上将如何应对？本报特邀请业内人士发表精彩看法。
安全气囊：市场持续走高
32位MCU及高性能传感器成热点
●中国2006年安全气囊的市场需求量为528万套，而且增长率高于全球市场。
●32位MCU、多功能高性能的传感器(包括影像传感器)等元器件将成为增长热点。
安全气囊市场需求有何走向？随着汽车对安全性要求越来越高，对安全气囊提出了哪些新要求？
沈顺伟随着用户对其汽车安全的日益重视，安全气囊市场也在不断增大。在全球范围内，预计现在的安全气囊需求量已超过了1.5亿套(包括前后排侧气囊，头部气囊和副驾驶气囊)，并以年复合增长率12.2%的速度不断增长。在中国2006年安全气囊的市场需求量为528万套，而且增长率高于全球市场。
随着汽车对安全性要求的不断提高，安全气囊正由一个独立的、简单的辅助约束系统(SRS)向高级的系统化成员约束系统发展。从技术上来说，一是要求安全气囊更加智能化，也就是说运用先进的传感系统和电子运算系统，在事故发生的短暂时刻内提供可靠的碰撞环境的信息，包括汽车碰撞的剧烈程度，碰撞的方位，乘员的身材、体重、位置，乘员是否系有安全带，并根据这些信息判决怎样调节和控制气囊的工作性能，使气囊能充分发挥其保护效果；二是要求安全气囊小型化，以便于气囊在汽车不同部位的安装；这种多样化也是对安全气囊的另一要求。另外，由于安全气囊是用的是化学气体，从环保的角度出发，要求使用无污染的压缩气体代替化学反应的呼声也越来越高。
安全气囊系统对主要元器件MCU、传感器与气体发生器等要求如何？今后智能化及多气囊等需求对这些器件有何新的要求？如何适应这一趋势？设计安全气囊系统的主要问题是什么？现有的解决方案如何解决这些问题？
沈顺伟总体来说，安全气囊系统要求其主要元器件精度高、可靠性好、抗干扰能力强及低成本。由于安全气囊对系统的反应时间有严格的要求，所以要求MCU要有较高的运算速度，主流的安全气囊系统都采用16位MCU。
传感器是安全气囊的又一关键部件，安全气囊对传感器有很高的要求，主要是可靠性好、反应快、精度高，还要有较高的可控性。对气体发生器的第一要求也是高可靠性和反应时间快，另外还要求气体对人体无害及温度不能过高。从小的方面来说，智能化及多气囊对安全气囊器件的要求是小型化和网络化，也就是说气囊必须适合在很多狭窄的空间中安装，除了它本身部件间的联系外，它还与很多其他的部件相联系以进行数据交换和控制。从大的方面来说，智能化要求安全气囊系统安装更多的部件，如红外影像感应技术以确定乘员的身高、位置等等。为了适应这一趋势，必须提高MCU的处理能力以适应图像数据的处理，所以需要用到32位的MCU。另外需要采用更多的集成芯片以减小系统的体积。
康晓敦传统安全气囊设计已经比较成熟，实际上设计的难度已经转向加速度信号的采集，处理和碰撞时安全气囊打开的算法等。这些在系统设计方面基本已无难度，难的方面在于如何根据不同车辆进行匹配与标定。当然占位检测问题也需要解决。飞思卡尔半导体基于高性能Flash技术的MCU配以多轴的加速度传感器，可以帮助用户更快地进行信号的采集、处理、分析。并可记录行车时的实际信息，缩短用户的设计周期。另外，我们基于电磁场感应的占位检测传感器，可以大大提升整个安全气囊的性能。
未来安全系统将向乘员感应系统、驾驶员辅助系统和行人保护系统等更高安全性迈进，您对安全系统未来的发展有何看法？这对半导体厂商提出了哪些新要求？哪些元器件会成为增长热点？
沈顺伟智能化将是未来安全系统的主要发展方向，这要求半导体厂商提供接口更多、运算能力更强的MCU以及集成度更高，性能更稳定的其他器件。可以预见，32位MCU、多功能高性能的传感器(包括影像传感器)等元器件将成为增长的热点。
TPMS：市场处于起步阶段
重在可靠性和抗干扰性
●中国市场至少在今后三年内将保持一个比较稳定的状态，不会有太大的变化。
●对芯片的要求是：高集成化(单片方案)、无线发射和接收要准确(RF技术最好，双向)，可以识别汽车是在运动还是静止(加速度传感器)。
TPMS在国内市场走势如何？何时市场会有爆发式增长？
沈顺伟TPMS在中国尚属于起步阶段，主要使用在高端车型上，另外，由出口带动的需求也占很大一部分，而供应商也以国外厂商为主。目前国内也有很多的零部件供应商正在研发TPMS，但针对的大多数是国外的后装市场。中国市场至少在今后三年内将保持一个比较稳定的状态，不会有太大的变化。至于何时会有爆发式的增长，一方面取决于用户的需求，更加重要的是取决于政府立法，如果中国也像美国那样立法强制安装TPMS，那么市场很快就会有爆发式的增长，所以现在有很大的不确定性，还不太能对此进行准确预计。 [!--empirenews.page--]
张建臣我国某些汽车企业已经开始针对TPMS进行研发，但由于中国没有强制性政策要求，所以目前还没有开始普及。但在美国，美国公路交通管理局已经颁布规定，要求所有新车从今年开始必须加装TPMS。因为他们的调查显示，在高速公路上发生的事故有70%以上是胎压不稳造成的。由此看来，市场上会有越来越多的新车加装TPMS。在未来一段时间内也将要求旧车开始加装TPMS，同时随着出口市场的需求及美国国内市场需求的增长，专做TPMS的商家会越来越多。
恩智浦支持在TPMS系统中直接采用RF技术。而在TPMS系统中采用无线技术得到最新技术规范的认可，是目前实现TPMS最安全的解决方案。利用TPMS系统，驾驶员只需要在座位上，而不用下车，就可以获得即时、可靠的胎压信息，从而有助于防止交通事故的发生，让驾驶更加安全。
TPMS对发射模块、接收模块有何要求？在设计TPMS时主要的技术挑战是什么？如何解决？
张建臣通常一个轮胎需要两个传感器，一个压力器和一个温度计。为满足汽车用户对舒适性、便捷性及安全性方面的需求，同时为了提高驾驶乐趣，减少对环境的影响，车载电子系统的应用范围将会继续扩展。支持这种趋势发展的一项关键技术就是车载网络(IVN)。作为IVN领域公认的创新倡导者，恩智浦半导体能够提供符合不同标准的解决方案。随着车内的传感器、传动装置以及为提高安全性，可靠性和舒适性而设置的控制系统数量的不断增加，一个由时间触发的，高数据传输速率的通信系统至关重要。
长期以来，作为FlexRay行业协会的核心创立成员，恩智浦正致力于开发组成车载控制应用核心的通讯协议和物理层定义。凭借我们所掌握的广泛的IVN知识，恩智浦将全力支持新兴市场，以便我们的客户能够尽早获得针对FlexRay应用的收发器和微控制器芯片。由于车载网络越来越复杂，智能系统对车内连接显得至关重要。为适应车载网络及一些总线标准对计算和存储的要求，如FlexRay的制定，市场正朝数字化IVN技术方向发展。恩智浦在进行开发的同时，还将扩展现有的协议和系统。
沈顺伟TPMS的传感器个数是与汽车的轮胎数相对应的，每个轮胎需要一个传感器，所以小汽车一般需要4个传感器，或者加上备用胎的可能会有5个。一般TPMS需要的传感器主要是压力传感器、温度传感器、电压传感器和加速度传感器。
对射频芯片、发射模块、接收模块的要求在各个不同的国家是不同的，大部分国家都使用在433.92MHz的频率下使用5dBm的发射功率，但在日本由于政府规定TPMS的发射功率不能高，所以必须把接收天线安装在靠近发射模块的地方。对于接收模块，我们一般设定他们的灵敏度至少为-105dBm。网络连接对TPMS系统的影响不是很大，只是接收模块中可能要预留更多的接口以满足其他部件采集信息的需要。
康晓敦因为TPMS需要用无线传输来完成，所以无线传输的可靠性和抗干扰性是TPMS设计时具有挑战性的方面。另外节电的设计也很重要，要保证TPMS轮胎端模块要在很长的时间内(5年以上)的电源供应。还有就是为了安装方便，轮胎端模块一定要小。根据这些要求，也可以看到我们对芯片的要求应该是：高集成化(单片方案)、无线发射和接收要准确(RF技术最好，双向)，可以识别汽车是在运动还是静止(加速度传感器)。飞思卡尔公司的方案具有以上所有功能，当然轮胎压力和温度的测量是必不可少的。将以上所有功能集成于一个封装中，应该是TPMS的发展方向。
遥控锁：应用新技术
与防盗系统将集成
●遥控锁RKE现在主要还是简单的遥控编解码方式，将来语音识别、虹膜识别等技术必定会应用其中。
●未来市场走势必然是两种防盗方式的集成一体化。
汽车遥控锁的市场需求走势有何变化？市场对汽车安全性要求不断提高，这对遥控锁系统有何新的要求？遥控锁有何新的技术应用来提高安全性？未来技术趋势如何？
张建臣一般的车锁只是一种防盗，引擎熄火防盗为汽车防盗开启了另一种方式，它要求车钥匙不仅要符合门锁的要求，还要符合引擎的点火要求。恩智浦专注于为遥控车锁提供芯片产品和解决方案。现在几乎绝大部分新车都会安装遥控车锁。众所周知，遥控“中控门锁”技术可为驾驶人员的操作带来极大方便，而恩智浦的“中控门锁”技术采用了更高集成度的芯片，能够支持复杂的功能，因而产品定位有很大提高。它采用了引擎熄火防盗装置，可更好地保障汽车的安全。这一解决方案还支持遥控开锁和启动功能，并且功耗极低。
康晓敦遥控锁RKE现在主要还是简单的遥控编解码方式，将来语音识别、虹膜识别等技术必定会应用其中。另外RKE和防盗系统(Immobilizer)的进一步结合，将进一步提升车辆的防盗性能。与传统RKE及其他系统相比，双向智能遥控系统进一步加强了汽车的防盗性能。可以随时监测汽车的状态，按需要了解汽车的各种状态并进行控制，控制距离也更远。但目前除了成本外，耗电量大也是一个主要的缺点。
遥控锁对关键芯片有何要求？未来芯片的发展趋势如何？
张建臣恩智浦遥控锁的核心系统是被动式遥控开锁控制(RKE)解决方案，恩智浦也是第一家将遥控钥匙和引擎熄火防盗集成到一个芯片上并进行量产的半导体厂商。未来市场的走势必然是两种防盗方式的集成一体化。
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