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傳感器

混合動力車用MCU成未來開發(fā)方向

2025China.cn   2007年02月25日
  汽車電子領域是目前電子行業(yè)中最具誘惑力的領域,無論發(fā)展前景、穩(wěn)定性和毛利率都比其他電子領域好得多。汽車電子的核心是汽車MCU,不過MCU領域本身就是一個高門檻的領域,汽車MCU更要考慮-40℃-125℃的應用溫度范圍,同時還要考慮震動、潮濕、灰塵、油污等其他因素,所以說汽車MCU的門檻更高,汽車MCU需要特殊的制造工藝和非常長時間的認證過程。

汽車電子領域派系分明

  汽車電子領域有自己獨特的產業(yè)模式,最上游的是MCU廠家,接下來是利用MCU開發(fā)出特定ECU的模塊級廠家,然后是一級汽車零部件大廠,最后是整車廠家。近些年來,一級汽車零部件大廠的能力越來越強,模塊級廠家越來越少。同時全球八大汽車集團占據(jù)了80%的汽車市場,歐系、美系和日系在汽車產業(yè)界的劃分非常明顯。

  日系廠家形成一個非常緊密的供應鏈,很少允許非日系廠家進入,日系廠家一貫采用垂直整合模式,因此MCU廠家通常是跳過零部件廠家直接和整車廠家聯(lián)合開發(fā)。而歐系和美系MCU廠家則很少與整車廠家合作,不過飛思卡爾除外,飛思卡爾參與了通用汽車引擎的開發(fā)。

六大汽車MCU廠各有優(yōu)勢

  汽車MCU已成為半導體廠商爭逐的熱點市場。8位、16位、32位MCU適用于不同的系統(tǒng)應用,并且隨著市場對汽車智能化、舒適性、安全性要求的不斷提高,32位MCU發(fā)展最為快速。

  幾大汽車MCU廠商飛思卡爾、英飛凌、意法半導體、瑞薩、富士通和NEC,由于市場側重點和發(fā)展策略的不同,在各自領域均有不同表現(xiàn)。

混合動力車用MCU是重點

  未來幾年汽車MCU最集中的發(fā)展方向將是混合動力車用MCU的開發(fā)。油價高漲是混合動力車發(fā)展態(tài)勢良好的主要原因。市場研究公司ABI Research和Automotive Technology Research Group聯(lián)合發(fā)布的研究報告指出,如果今后數(shù)年全球油價依舊徘徊在高位狀態(tài),2010年美國市場出售的轎車中5%-6%將會是混合動力汽車(HEV)。最大膽的預測則來自于Booz Allen Hamilton,其預測2015年整個汽車市場的80%市場份額將會被HEV所占據(jù)。外,雖然目前僅有十幾款HEV車型亮相,但著名的汽車預測機構J.P Power指出,到2011年將會有至少35款HEV車型可供消費者選擇。

  在混合動力汽車中,動力總成包括內燃機引擎和電動車的組件。系統(tǒng)組件的清單包括一個電池包、一臺電動機/發(fā)電機和一臺內燃機引擎,內燃機引擎為系統(tǒng)提供電力和機械力?;旌蟿恿ζ囆枰罅坑糜诎l(fā)動機控制、電池管理、再生制動、電動轉向以及其他系統(tǒng)的電子元器件,而使用內燃機引擎的汽車則不需要。

  針對混合動力車的MCU也有特別要求,比如處理速度快、外接控制接口多、軟件操控而且要求容量大、仿真測試周期長而且復雜、總線兼容性能良好等。代表作就是瑞薩在2006年1月推出的具有64 MHz最高工作頻率特性和256Kb片上快閃存儲器的SH7147F 32位RISC(精簡指令集計算機)MCU,主要用來處理混合電動車輛所需要的變頻控制、通信控制和集成控制。其工作頻率增加到64MHz,與瑞薩目前其他的產品相比可提高約30%的性能。

  為了更好地控制車輛變頻精度,SH7147F的變頻控制定時器集成了MMT(發(fā)動機管理定時器)和MTU,MTU由兩個模塊(MTU2和MTU2S)組成。MTU2和MTU2S分別具有32MHz和64MHz高速工作能力,而且新增了其他特性,如具備啟動請求延遲功能和中斷請求降低(thinning-out)功能的A/D轉換能力,使應用更加自如。此外,SH7147F與瑞薩其他的產品具有軟件兼容性,能夠使用為其他產品編寫的程序。其A/D轉換器的分辨率已從10位增加到12位,從兩個增加到六個的通道可以實現(xiàn)同時取樣及同時轉換。此外,轉換時間也縮短了約30%,絕對精度大約翻了一番。

  不過有一點需要注意的是,目前主流的混合動力車是日本廠家主導的油電混合動力車。歐美廠家著力開發(fā)是油氫動力車,不過其開發(fā)進度嚴重滯后于日本廠家,到2015年恐怕也很難實現(xiàn)商業(yè)化,但是歐美廠家仍然專注于這一領域。目前的油電混合動力車只有日本廠家(豐田)最為成熟,由于日系汽車產業(yè)鏈極難進入,這限制了歐美汽車MCU廠家的發(fā)展,而瑞薩、NEC、東芝和富士通則發(fā)展?jié)摿薮蟆?/SPAN>

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