电子系统创新促进汽车走向环保与节能

　　当人们享受以车代步的便利生活之余，汽车无形中也成为人类健康的“隐形杀手”。由于汽车发动机燃烧汽油而向外排放的尾气中含有大量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、细微颗粒物以及硫化物等污染物，这些有害气体扩散到空气中直接污染城市环境危害人类健康，还会进一步扩散到大气中经过化学反应生成二次污染物，对环境造成更不利的影响。近年来，随着生态环境的恶化，各国政府逐步重视汽车尾气排放的污染问题，半导体厂商也致力于开发新的节能技术及产品。

　　电子系统担纲汽车节能台柱

　　汽车制造商发现半导体在提高燃油经济、减少排放、提高安全和保持最低总成本方面起到非常重要的作用。半导体首先在发动机方面发挥高精度控制的优势，发动机约占整车15%的成本，电子控制燃油喷射系统约占发动机成本的1/5，电子器件对汽车性能起到重要的支撑作用。

　　机械式喷油泵技术因燃烧汽油不完全而被市场淘汰，电控燃油喷射系统可有效改善燃油效率已全面取代机械式燃油泵的市场地位。飞思卡尔半导体大中国区业务拓展总监殷钢认为，“最新的电子动力系统控制技术已经证明可以帮助降低排放量、提高燃油效率并将更多引擎动力传输到路面，使新车辆更加经济，并保护环境。”他还用具体数字比较了传统发动机和采用电子燃油喷射系统发动机的节能效率。传统的两冲程发动机中，30~40%的燃油没有燃烧就直接排放到废气中。而采用电子燃油喷射的车辆可以减少大约75%的一氧化碳排放和大约90%的碳氢化物排放，并且可以减少35%燃油使用量。

　　为满足汽车舒适安全的诉求，符合日益严苛的汽车排放标准，汽车上的电子系统越来越复杂，依赖更多的电子控制单元(ECU)实现管理功能。因此，ECU的核心器件MCU的需求量也水涨船高，高功能和可快速执行大型程序的高性能MCU在汽车上的搭载数量从过去的个位数攀升至如今的两位数。市场调研机构Gartner预测，全球车用MCU市场规模将从2008年的53亿美元迅速增长到2012年63亿美元的水平。该机构指出，车用MCU市场50%的收入源自节能环保汽车的相关需求。

　　节能议题抬升车用MCU性能指标

　　随着汽车工业向环保和节能的方向发展，在节能议题的前提下，间接对MCU的性能上有了更多细分的需求。英飞凌科技(中国)有限公司汽车电子业务部总监刘鲁伟分析MCU的性能将朝高运算力、低能耗以及安全可靠方面继续提升。MCU控制任务加重之后，相应的运算能力随之提高，单纯提高芯片的工作频率已经不能满足这一需求，所以今后将进入双核甚至多核；其次，汽车搭载MCU为节省能源消耗，因而引入更多的MCU并不能加重系统能源的负担，MCU节能的指标就是每瓦功率能实现的运算能力；由于汽车系统复杂度大大增加之后，片内闪存和RAM的需求在不断增加，预计带有RAM和闪存的MCU在车载领域进一步扩大应用比例；另外由于系统复杂度的提升，MCU数量大为增加之后，对于芯片的安全性、可靠性和保密性都有很高要求。

　　Atmel ASIC和ARM基础微控制器传讯经理Peter Bishop观察到，汽车行业通过采用电子控制单元(ECU)管理内燃机的运作方式，来最大限度地减少燃料消耗。但是主要挑战在于车辆系统日益复杂而MCU在满足系统性能的同时，必须自身能耗最小化。此外，车用MCU的品质、性能需要跟随汽车网络新兴标准的同步演进，符合车用电子产品的规格。

　　车辆电子控制需求的增加将大大促进输入输出端口、存储和计算的能力提升以满足动力总成、安全、底盘等复杂子系统的控制，车辆电子化控制的趋势将进一步刺激32位MCU在汽车领域的应用。根据上述趋势，伟世通亚太区电子产品研发总监Matt Cole预测，“汽车电子将继续朝高集成度方向发展，因为汽车需要的ECU越来越多，集成化是降低价格和复杂度的唯一途径。”当更多的功能集成化之后，低端的ECU和MCU的使用率将大幅下滑，而功能强大的ECU和MCU将获得市场青睐并广泛应用。伟士通现已观察到底盘和车辆控制方面出现集成化的趋势。