安塞尔米半导体进入汽车半导体领域已有20多年，——确切地说是半个多世纪！在此期间，汽车发生了不可估量的变化，大多数领域的变化速度都在加快，因此需要更多创新的技术解决方案来支持汽车行业的转型。
如果我们回忆一下20年前，购车者的意愿和决策标准的变化几乎和车辆本身一样大。在世纪之交，消费者主要对汽车性能、发动机尺寸和汽车品牌感兴趣。如今，这些特征，尤其是信息娱乐和“连接性”特征、排放水平、安全性和质量，已经成为最重要的决策标准。
安全一直是买车的消费者考虑的问题，但是人们的预期发生了变化。20年前，安全功能主要是被动的，比如安全气囊和挤压区。现在安全更加主动，采用技术积极预防事故。
现代汽车几乎都配备了传感器来监测车辆运行的各个方面，而对内外环境、驾驶员和所有乘客、驾驶员和乘客的监测是一个相对较新的发展。20年前的主要传感器只监控车轮的旋转，这使得早期系统的引入能够控制制动和牵引。今天，即使在入门级车型上，车辆也包含100多个传感器。
根据IHS Markit的说法，今天的车辆寿命更长，这在很大程度上是由于现代车辆采用的技术和控制系统。这些系统不仅可以提供更平稳的换档、更低的排放、更高的能效和安全性，还可以防止过度驾驶导致车辆过早磨损。因此，车辆的平均寿命从千年之交的9.6岁增加到现在的12岁左右。此外，现代先进的驾驶员辅助系统(ADAS)防止了超过四分之一的碰撞(根据波士顿咨询集团的研究)，从而进一步延长了车辆的使用寿命。
汽车行业的快速变化步伐
汽车领域的变革步伐从未如此之快。虽然可以购买新内燃机(ICE)车辆的日子屈指可数，但这些车辆的创新仍在不断提高安全性、能效和消除它们造成的污染。汽车的未来显然在电力领域，轻型混合动力汽车(MHEV)、插电式/混合动力汽车(PHEV/HEV)和电池电动汽车(BEV)的销量都在增长，虽然很多人希望这种增长会比目前更快。
几乎车辆的每一个方面都在发生变化——汽油动力传动系统正在变成电动的，这本身就促进了整车结构的进一步变化，要求电机取代电动助力转向(EPS)和冷却风扇领域的机械驱动泵。事实上，许多机械、机电和液压系统已经被完整的电气/电子系统所取代。因为这些新方案通常比以前的方案更小、更轻、更高效、更可靠，所以它们也被用于内燃机汽车，以减少化石燃料汽车的排放。
除了提高能效，汽车制造商也非常关注车辆的安全性。研究表明，90%以上的事故都可以归咎于驾驶员，所以汽车制造商的安全工作重点是协助驾驶员，最终接管驾驶系统，这是一段时间内的功能，直到车辆完全实现自动驾驶。
半导体在车辆中的重要性
车辆中五分之四的创新与电子相关，因此它们依赖于某种形式的半导体器件。因此，根据麦肯锡公司的一份报告，汽车制造商每年在半导体器件上的支出约为240亿美元。虽然汽车行业的年增长率约为8%，但一些领域的增长速度更快，尤其是ADAS和自动驾驶(18%)、LED照明(24%)和电动汽车(42%)。
图1:半导体是现代汽车电子系统的基础
车辆包含的电子比以往任何时候都多。SAE二级EV约580美元主要用于图像传感器、雷达传感器、分立开关器件、电源模块和照明。然而，随着激光雷达、传感器融合、宽带隙(WBG)设备和激光照明技术的增加，预计4级电动汽车的价格将增加两倍，达到1760美元。
在普通汽车中，三分之二的半导体元件来自ADI公司、功率器件和传感器。上面提到的每个产品领域都是由越来越多的ADAS系统、汽车的进一步电子功能和复杂的照明系统驱动的。
图2:按车辆类型分列的每辆车的半导体含量[来源：iSuppli]
随着半导体技术的快速发展，包括高性能宽带隙(WBG)器件在商业上的日益普及和电动汽车动力总成的快速发展，从第一代到下一代的车辆设计往往会发生巨大变化。半导体领域的持续创新使汽车制造商能够减少排放/增加电动汽车的里程数，提高自主性，减少关键电子系统的尺寸和重量，从而使最新一代汽车对购车者更具吸引力。
汽车半导体技术进入未来
就全自动驾驶而言，视觉和雷达传感器是同等重要的传感技术，因为许多系统(防撞、盲点检测、车道保持、标志识别、自动紧急制动(AEB)等。)取决于车辆检测和识别周围环境的能力。越来越多的视觉传感器被用来监控车厢内的驾驶员和乘客，进一步提高了舒适性和安全性。事实上，自动车辆可以包含多达40个这样的传感器。
图3:未来的车辆将包含几十个基于视觉的传感器
未来，更多的车辆将拥有包括图像传感器、超声波传感器、雷达和激光雷达在内的系统，通过传感器融合提高有效性、冗余性和鲁棒性，同时互补技术将共同确保在所有环境条件下的完美运行。
在动力系统中，恶劣环境下的能效和可靠性仍将是主要关注点。消费者每次充电的成本和续航里程与电动汽车的成功密切相关。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)将在提供前所未有的能效方面发挥重要作用，尤其是在动力总成和车载充电系统方面。虽然分立方案是众所周知的，但是将功率开关IGBT和金属氧化物半导体场效应晶体管及其相关栅极驱动器与温度和电流检测集成在一起的模块化方案(如功率集成模块(PIM)或智能功率模块(IPM))将显著优化系统。
照明将受益于越来越强大的智能，基于发光二极管的系统将继续提供更节能的工作和更大的功能。自适应前照灯将智能地为驾驶员照亮前方的道路，同时确保迎面而来的驾驶员不会眼花缭乱。重点将转移到尾灯上，先进的基于LED的灯将被动画化以提供更清晰的方向指示，刹车灯将调整其强度以反映制动力，从而提高道路安全性。未来，全自动驾驶汽车不仅可以使用前灯“看”，还可以作为与外界交流的一种方式。
车辆中最重的部件之一是连接所有独立模块化子系统的线路。随着越来越多的电子系统被添加，并且由于数据内容的指数级增长，数据速率和数据量激增，这些过时的线束变得更重、更昂贵并且完全不足。车内网络(IVN)将提供数据传输所需的带宽，同时，它足够复杂，可以确保所有与安全相关的消息都以高优先级无延迟地传输。
随着车辆的日益复杂，与其他车辆和周边基础设施(如智能城市)的通信变得普遍，车辆架构也将发生变化。以太网很可能成为主导的IVN技术，从而促进从基于信号的通信到面向服务的架构的过渡。
总结
汽车和汽车工业正在经历不可估量的变化。许多机械和液压系统将被提高能效、安全性和舒适性的电子等同物所取代。半导体将是这些进步的关键，随着电动汽车的兴起，半导体将成为所有汽车中最重要的器件。安塞尔米半导体将继续在这个更安全、更绿色的未来发挥重要而宝贵的作用。安塞尔米半导体的图像传感器每小时拯救9条生命，每年拯救81000条生命！
(资料来源：作者：安森美半导体汽车战略与业务发展副总裁约瑟夫诺特罗)