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深掘汽车半导体产业四大“金矿”!

上网日期: 2007年10月29日 ?? 作者: 温南兰 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:MCU? GPS? 电源管理?

充分满足系统安全可靠性要求,非易失性FPGA脱颖而出

由于FPGA器件先天具有能应对差异化和分块市场的灵活性,汽车制造商因此不需要差异化的产品策略。而且,由于价格低及无需反复进行昂贵的产品资格认证,FPGA比标准器件更具吸引力。特别是对于汽车电子产品来说,质量、可靠性和成本控制极其重要,因此在汽车应用领域中FPGA器件更是具有非凡的魅力。Gartner Dataquest最新数据显示,随着动力传动系统和排放标准(如混合动力、电动和柴油车)的发展,车载信息通信系统、安全和控制及舒适性功能日益普及,在未来三年,汽车FPGA的总市场容量(TAM)将从9,300万美元增长到3.12亿美元。

在汽车电子行业,质量、可靠性和零瑕疵是最重要的问题,特别是在核心汽车系统中所用的半导体,如引擎控制模块、动力传动、车身电子和安全系统,绝不能够出现故障或失效。这些因素加上不断改变的技术标准、产品过时间题、更大的推出市场压力和提升性能的需求,正推动许多汽车设计者转向非易失性的FPGA取代他们一直采用的定制ASIC或MCU。Actel公司半导体产品市场总监Martin Mason指出:“非易失性FPGA能提供更低的功耗,有助于缓减以SRAM为基础FPGA的电子转移和散热可靠性的问题。这一点非常重要,因为高功耗和其它相关的热问题会限制器件的使用寿命,特别是在要求严苛的引擎盖应用下。”

辐射测试数据显示非易失性Flash FPGA并不受中子问题影响,因此可更好地满足零瑕疵的需求,并且适用于所有重视可靠性或安全性的应用系统。这些中子问题通常与SRAM FPGA有关,可以导致FIT率(109小时中的失效数目)较业界可接受的范畴高出多个量级。由于这个行业非常注重零瑕疵,对中子诱发的固件错误问题作为微控制器程序内存中的坏位般重视只是时间问题。不过,与微控制器应用中经常出现错误改正电路(ECC)不同,并没有简单或成本有效的方法可以检测及减少SRAM有关的中子诱发固件错误问题。Martin Mason认为中子诱发的错误对于核心汽车电子应用有重要的意义。他说:“易受影响的FPGA技术的广泛应用,将会造成对全新质量评估系统的需求,使到系统设计的复杂性增加,并且大幅增加板卡空间和材料清单成本。在许多情况下,固件错误可能需要系统’重新启动’以清除错误(重载配置代码),这对系统关键的汽车应用却不切实际。”

Actel公司半导体产品市场总监Martin Mason

2007年8月,Actel推出了针对AEC Q100 Grade 1规范的基于Flash的FPGA,主要用于车载信息通信系统和信息娱乐系统以外的系统关键设备,如动力传动系统和安全系统。该款FPGA采用了片上Flash内存来实现开关控制,使到该系列产品具有固件错误免疫能力;这是向着零瑕疵发展产业的强制性要求。相反地,基于SRAM的FPGA配置数据容易由于中子诱引而产生错误;这种错误会以不可预测的方式改变逻辑、布线或I/O的行为,从而导致系统故障,而系统故障可以损害品牌形象,最严重的使得生命安全受威胁。

综上所述,由于对安全性和车身控制功能不断增长的需求,将继续增加汽车电子的复杂性,半导体制造商必须满足设计人员在汽车电子市场的需要,而不会迫使他们在质量、可性、灵活性、成本和推出市场时间方面作出牺牲。在这个瞬息万变的市场,在核心的汽车系统应用中使用非易失性FPGA将会成为成功的关键。

技术、服务“双刃”并举,产业链上下游携手决胜中国市场

汽车半导体产品之所以区别于消费类电子,是在于其对成本、质量、性能更平衡、更苛刻的要求,因此,除了找准能够打开潜在市场局面的“黄金”产品之外,芯片及系统厂商还需加大技术研发力度,严格控制产品质量、提升产品性能。此外,抓住市场契机,了解客户当前需求更是重中之重。中国是一个发展快速且蕴藏巨大潜力的市场,而汽车电子技术仍是蹒跚学步的婴孩。最终用户的技术积淀与研发能力参差不齐,如何满足这些不同客户以及不同应用的需求显得尤为重要。现阶段,对于某些客户来说,能否得到来自汽车半导体供应商的全套解决方案的支持是他们最为关心的,也是产品能否最终得到市场认可的关键。

循迹国外汽车电子产业发展之路,我们不难发现欧美已经拥有非常完整的产业链,不仅仅是零部件、半导体厂商,还有大量的从事设计咨询、开发分包、测试业务的基础专业厂商。而目前中国很多本土汽车电子厂商都是从消费电子、通信电子转型来的,他们往往缺乏对汽车电子系统的充分了解和认知。现阶段中国汽车电子的快速发展,主要是依托于国外技术引进和国内技术移植,前者受制于人而后者会“水土不服”。上海汽车技术中心电子电器部系统集成经理张海涛指出:“很多汽车电子零件公司,起码的技术储备都没有,连一般国际汽车电子开发流程都不熟悉,就来拍胸脯说没问题。有的供应商甚至开发造假,这尤其不能容忍。其实,整车商也想开发自己的战略合作供应商。”张海涛的这一席话无疑道出了整车厂商的心声,本土汽车电子厂商迫切需要提升自己的技术实力,只有让整车商找到“放心”的感觉才能给自己带来发展的机遇。

上海汽车技术中心电子电器部系统集成经理张海涛

从另一个角度来看,如果没有业内的需求拉动,下游基础产业也无从发展。本土整车厂商应更多地发挥自身的龙头作用大力扶持本土汽车电子厂商。张海涛认为,一方面,整车厂商需借助相关产业的基础资源,扶植自身体系内的基础产业,消化国外引进技术并在零部件配套体系推广。另一方面,在非竞争技术方面,整车厂商需联合产业链上下游共同推动技术的标准化。同时,如何在有限时间内建立起良性的产业发展环境也是中国汽车电子产业发展所面临的重大挑战,这就需要整车厂商带头尊重知识产权,倡导技术有偿转移,带动整条产业链共同创建良性的发展环境。

作者:温南兰






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