過去十年，隨著新能源汽車與自動駕駛的興起，汽車產(chǎn)業(yè)70%的創(chuàng)新來源于汽車電子技術及其產(chǎn)品的開發(fā)應用。IC Insights數(shù)據(jù)顯示，預計2018年汽車電子的銷售額將增長7.0％，2019年將增長6.3％，成為六大半導體目標市場中兩年來的最高增長率。值得注意的是，汽車特殊用途邏輯類別預計2018年增長29％，汽車應用專用模擬市場增長14％——作為備用攝像頭、盲點(車道偏離)探測器和其他“智能”系統(tǒng)被強制或以其他方式添加到更多車輛中。同時，存儲器在車輛中使用的新汽車系統(tǒng)解決方案的開發(fā)中越來越重要。
新能源汽車與自動駕駛的浪潮推動了汽車整車結構的變革，如車載信息聯(lián)網(wǎng)化、48V汽車電子系統(tǒng)、高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)等，加速了整車廠、Tier-1、Tier-2，甚至元器件廠商不斷創(chuàng)新，研發(fā)更高性能、更高可靠性的產(chǎn)品。這種趨勢也與在不久前結束的2018深圳國際電子展上富士通電子專家的觀點不謀而合，該公司的高性能存儲器、虛擬儀表開發(fā)套件、汽車控制單元一體化整合等多個維度的汽車電子解決方案的市場反饋與市場趨勢保持了一致。
“小身板”大能耐，F(xiàn)RAM成BMS外掛存儲首選
鐵電存儲器FRAM是富士通半導體最具市場競爭力的核心產(chǎn)品之一，并從一開始應用于水電氣熱表產(chǎn)品，逐步走向更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應用、以及更深度的汽車電子應用。富士通半導體的車規(guī)級FRAM產(chǎn)品擁有業(yè)界一流的高性能與高可靠性——工作溫度指標高達125攝氏度，通過AEC Q100標準規(guī)范的嚴苛測試，數(shù)據(jù)寫入次數(shù)壽命達到10的13次方(10萬億次)，超快寫入速度僅需150ns，寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù)的功耗也僅為150nJ等，一經(jīng)推出即被汽車行業(yè)Tier-1等廠商采用，在TPMS、安全氣囊、信息娛樂系統(tǒng)、ADAS、電池管理系統(tǒng)(BMS)等應用中處處可見。
圖1：富士通車規(guī)級FRAM在汽車電子場景廣泛應用
BMS作為動力電池組的重要組成部分，主要功能是檢測電動汽車動力電池的各項狀態(tài)參數(shù)，包括單體電壓、總電壓、電流、溫度等，同時通過模擬前端采集數(shù)據(jù)，進行SOC估算和電池均衡。因此其監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠存儲非常重要。“在整個2018年，富士通FRAM產(chǎn)品在BMS項目中取得了很大進展，”展臺上富士通電子元器件(上海)有限公司產(chǎn)品管理部總監(jiān)馮逸新透露道，“整車廠如吉利汽車日前已決定采用富士通5V 64Kbit SPI的FRAM產(chǎn)品用于其自主研發(fā)BMS系統(tǒng)中。”業(yè)界公開的FRAM最早在汽車上的成功應用是被倍耐力(Pirelli)的胎壓監(jiān)測采用，從而掀開汽車應用的大幕，BMS和信息娛樂系統(tǒng)、氣囊等更是FRAM的海量應用市場。據(jù)透露，給東風、金龍、宇通、上汽通用五菱、華晨寶馬、一汽、御捷、江淮、奇瑞等整車廠提供BMS的Tier-1、Tier-2的諸多廠商，也正在采用或即將采用富士通FRAM產(chǎn)品。
馮逸新稱：“動力電池組與BMS二者相加的成本即相當于新能源整車的1/4-1/3，同時動力安全與乘客生命息息相關，不允許一點差錯、需要極高的可靠性和無遲延性設計，因此在電子元器件控制沿線應當選用更高性能、更高可靠性的產(chǎn)品。現(xiàn)在主控旁邊的外掛存儲器最優(yōu)異的產(chǎn)品即屬FRAM。在未來幾年，F(xiàn)RAM將成為汽車BMS外掛存儲器產(chǎn)品的首選、標配，富士通在FRAM有多年的沉淀，通過客戶需求可以看到市場潛力，對此我們信心十足！”
豐富產(chǎn)品線布局新能源汽車生態(tài)，搶占48V車載系統(tǒng)新機遇
汽車電氣化、新能源汽車的趨勢在車載電子系統(tǒng)的體現(xiàn)之一是延續(xù)數(shù)十年的12V電子系統(tǒng)正轉向48V。究其原因，既有傳統(tǒng)鉛酸電池技術12V的舊因，也有12V低壓系統(tǒng)已無力高效驅動電動汽車的眾多嶄新功能的新需求動力。富士通電子元器件(上海)有限公司產(chǎn)品管理部產(chǎn)品經(jīng)理梁子龍表示：“48V車載電子系統(tǒng)帶來很明顯的一個優(yōu)勢是減少目前產(chǎn)品的過多線束，過往12V系統(tǒng)冗長的線束有成本高、安全性能低的兩大弊端，而逐步成為主流的48V系統(tǒng)則有助于實現(xiàn)較低成本和更安全、更環(huán)保、駕駛體驗更舒適的車載、駕艙電子應用。”
一般來說，48V車載電子系統(tǒng)主要由電機、電池、DC-DC轉換等部分組成。本屆深圳國際電子展上，富士通攜手旗下代理品牌新電元展示其汽車控制單元功率模塊，在48V車載電子系統(tǒng)的當下過渡期，提供了極具市場競爭力的解決方案。“新電元擁有眾多的功率MOSFET、模塊等產(chǎn)品，在TPMS、IBS、EPB、TCU、VCU、ECU汽車電機控制、EPS電動轉向系統(tǒng)、OBC DC-DC轉換等場景中廣泛使用。” 梁子龍表示，“當前生產(chǎn)OBC、DC-DC，包括PDU高壓配電箱的廠商希望多合一的產(chǎn)品，同時汽車電氣化的集成度不斷提高，新電元將多個MOSFET封裝成一個模塊，能夠有效地縮小體積，實現(xiàn)更高的效率與更好的散熱，目前新電元主推6合1、9合1、10合1及11合1等模塊單元，這是新電元近幾年在汽車市場聚焦的主要方向之一！”
圖2：富士通為新電元代理汽車控制單元模塊產(chǎn)品
同時，針對汽車應用的BCM、EPS、電機控制、接線盒等場景，富士通傳統(tǒng)優(yōu)勢的高壓直流繼電器可以結合新電元功率模塊等產(chǎn)品，根據(jù)客戶不同的需求提供一體化的方案推廣。梁子龍透露道：“車企選擇在電池驅動單元、主回路電機驅動、AC-DC開關通路、充電槍、充電樁控制單元、PDU高壓配電箱、接線盒等應用中放置富士通高壓直流繼電器，比如特斯拉Model 3、Model S，以及德國、韓國的一些車企。”相對半導體器件，繼電器可應對很高的浪涌沖擊，具備靈活性，并利于電路中更好的EMI表現(xiàn)，使得電路設計十分簡單，在當前轎車12V、重型車24V以及未來48V車載電子系統(tǒng)中十分適用，有利于更好的散熱與安全性能。當然，這些系統(tǒng)回路中也可加入富士通旗下代理品牌大東的車用保險絲，在汽車接線盒、電池驅動單元、充電槍、充電樁等功能中進一步提高可靠性與安全性能。
圖3：富士通高壓繼電器產(chǎn)品適用于電動、混動汽車等
正如富士通電子亞太區(qū)產(chǎn)品管理部總經(jīng)理王鈺在公開采訪中表示，富士通在中國市場正加快元器件代理商的轉變，并側重對目標應用和系統(tǒng)的元器件整合。從48V車載電子系統(tǒng)的轉變趨勢管中窺豹，富士通聯(lián)合新電元、大東等代理品牌，將各自優(yōu)勢的元器件產(chǎn)品整合為一體化、一站式的解決方案，建立生態(tài)合作體系，在新能源汽車這一新興市場尋求契機，使得富士通有別于傳統(tǒng)意義的分銷代理商。
顏值與價值兼具，“軟硬兼修”的虛擬儀表方案受歡迎
公開資料顯示，預計2020年汽車儀表市場規(guī)模達95億美元，而基于LCD屏幕的虛擬儀表幾乎成了當前中高端汽車的標配，駕艙虛擬儀表正成為融合ADAS與HMI(人機交互)技術的窗口，通過車身周圍配備多個傳感器、攝像頭和雷達等，實時接收、采集汽車周邊的信號，將數(shù)據(jù)傳送到中央處理器進行分析計算，并通過虛擬儀表界面與乘客實現(xiàn)交互。富士通旗下代理品牌索喜科技，正是提供虛擬儀表解決方案的行業(yè)佼佼者。
“在過去幾年，基于ARM雙核Cortex-A9的Triton C芯片為核心的索喜科技3D全虛擬儀表解決方案在市場上備受好評，已應用于比亞迪以及日本、德國的部分車企中，出貨量達到數(shù)十萬套。”展臺工作人員稱，“這一解決方案擁有一體化、高性能、低功耗、低成本的特點，并經(jīng)過眾多客戶、多年實車使用的驗證，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性趨于完善。”
圖4：富士通攜手索喜科技展示汽車全虛擬儀表解決方案
這其中也要歸功于軟件設計工具——CGI STUDIO。CGI STUDIO是一款不受硬件條件限制的可升級軟件平臺，擁有獨立的2D/3D引擎，分別可以用來制作各類2D和3D場景。該平臺具備 Windows環(huán)境和嵌入系統(tǒng)環(huán)境的通用接口，設計者可以快速將計算機上制作的設計直接使用于嵌入系統(tǒng)環(huán)境，從而最大限度地降低圖像設計師與嵌入設計師之間的返工，在短時間內(nèi)開發(fā)出滿足需求的2D/3D汽車儀表和娛樂顯示系統(tǒng)。
基于這樣的軟硬件優(yōu)勢，索喜科技進一步推出基于ARM四核Cortex-A9的Miranda芯片，通過ISO26262認證，內(nèi)置有特別的VPU(視覺處理器)單元、采用硬件加速和軟件加速相結合的方式使其性能提升高達百倍以上，并維持很低的功耗。據(jù)悉，Miranda芯片可應用于駕艙儀表、360度全景成像等，實現(xiàn)ADAS輔助駕駛，高清4路1080P行車記錄儀，多個顯示屏集成顯示等功能，更可外接HUD抬頭顯示器與液晶觸屏顯示器，打造新一代虛擬儀表的解決方案。