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徐辉:节能、安全和智能是汽车电子最终发展方向
2016年01月24日 13:34 来源:中国汽车报网 作者:
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英飞凌科技(中国)有限公司中国区汽车电子负责人 徐辉

  很开心今天有机会能代表英飞凌科技跟大家分享一些元器件级别的科技创新。这次论坛云集了很多高端车厂,也有最前端的系统集成商,像大陆等非常知名的公司,英飞凌科技是从事半导体元器件研发和生产的,为什么我们要讲元器件呢?举个例子,我是1993年拿到驾照的,我需要拿钥匙放在车门里开车门,因为那时候还没有电子控制的车门;到今天大家熟悉的车,您可以把车钥匙放在兜里不拿出来,可以直接进到车里启动发动机,这完全归功于我们汽车电子系统的发展和一些先进的传感技术、控制技术,这就是为什么今天我们讨论新能源汽车和智能汽车必须要回到最基础的汽车电子创新技术。

    我们作为元器件供应商必须走在技术最前端,先把技术根据市场需求研发出来,运用到汽车整车之中。所以我们非常关注整个汽车发展的市场和客户的需求,从我们的一些研究工作中,我们总结,最终在汽车电子的发展过程中,节能、安全和智能是最终的发展方向,也是我们需要发展的焦点。

  我再举个例子,不知道十年前大家有没有开过助力转向系统的车,今天对于EPS大家都很熟悉,十年前没有电子助力转向系统的时候,所有转弯是由液压控制的,在急转弯或不稳定的情况下,您急转方向盘,方向盘需要用很大力气才能转动;今天我们完全可以实现电子自动助力转向,整个转方向盘的过程中可能大家根本感觉不出来需要任何力气,这无非归功于电子控制系统。电子助力转向也是我们将来实现高级辅助驾驶和自动驾驶的最基础系统;自动巡航系统和道路偏移,都需要靠我们的电子控制去控制自动转向,让车按照我们需要的轨迹去行驶,这归功于我们所有的电子研发必须走在最前端。

  整个汽车电子的发展趋势无非是这四个方向,大家都很熟悉的高级辅助驾驶,最终我们希望能实现的自动驾驶,这两天的关注点就是新能源汽车,最终能实现车网互联和我们认为后续大家会很关注的高级安全防范。从混合动力和纯电动汽车的架构来看,无非是我们把整个汽车原来的传统柴油机或汽油机动力系统换成今天我们所说的电池、电机、电控,由“三电”控制的动力系统。

    这里面从混动到纯电动其实有很多不同的架构,这里面又和不同的机械配合,有很多不同的架构;但我想强调的是,内燃机系统开发和研究到今天已经有超过120年的经验了,而我们所说的新能源动力系统到今天可能只有20年的研发过程。虽然存在很多问题,但实际上我们有很多细化技术革新,甚至一些细化系统的提升,还需要在座的各位有更多动力提升。所以新能源系统有很多提升空间,需要大家实际平台的优化和技术创新才能做得到。

  回到最核心的器件,大家都知道电控系统里最核心的可能是逆变器,逆变器的过程中牵涉到的最核心器件就是功率器件,低压或者低功率的会用MOS管,混动汽车会用到IGBT的模块。传统汽车的功率器件或半导体在汽车里就有很高的质量要求,但新能源汽车其实对我们的器件提出了更高的要求。因为平常的汽油机或柴油机,开起来所有器件在工作,车停住了,这些器件其实不用工作,它等于在休息;而新能源汽车,虽然您的车没有开动时在充电或储电,但其实它的元器件和系统是24小时工作的。这就对我们的器件提出了更高的要求,而且针对系统,我们有很多不同的整车架构设计,这对于功率器件来讲提出了更新的要求,不只是它的功能、质量,甚至它的高功率密度、保护性,以及平台扩展性也变成了非常高的要求,这就是后续我们对功率器件要有更多研究的原因。

  简单说一下IGBT。英飞凌在IGBT模块研究方面从事了很多年,在这25年的过程中经历了四代IGBT本身技术的革新,同时了解半导体的都知道我们整个晶圆的生产效率也是最终半导体性价比的关键,我们英飞凌也是从6寸到8寸到今天12寸的晶圆,生产IGBT的工艺也是经过了革新。虽然经过这么多年,其实IGBT本身的技术还是有很多提升空间的,基本在过去10年里,随着每一代技术革新,我们都能够在现有技术上更高地提高性价比,所以目前IGBT还在整个行业里有很主流的应用。

  大家都知道未来碳化硅一定是功率器件发展的方向,因为在整个技术材料的革新之中,高效率、功率密度和高频率需要我们的功率器件能够达到更高的温度,有更高的功率密度,所以碳化硅也是将来的发展方向。其实在新能源汽车里对质量和其它的要求,最终回到整个汽车,包括智能汽车、新能源汽车,安全要求是非常重要的,这也是为什么汽车人一直跟IT行业或其它行业相比有比较骄傲的地方。因为我们能达到最高的质量要求,新能源汽车对我们提出了更高的功能要求,就是所说的IOS26262的要求,无非是对最核心的安全系统提出了不同安全等级的要求。

  现在往智能自动驾驶方向发展,所有的系统,从传统汽车完全封闭的系统转换成了可以联网、可以公开到外界的系统,这就对安全保护提出了一个完全新的要求。因为之前汽车是完全封闭的,我们可以自己做完全控制。第一次在车联网要求和发展趋势之下,需要把所有车内的数据进行一定的公开和交流,这就对我们的安全保护提出了很高的要求。车本身从封闭系统到现在需要跟智能交通设施(如信号灯等)、跟IT系统交流,包括最终可以跟联网信息数据相关联,所有这些环境之中都会有信息安全防范的问题,这就变成了黑客攻击一个非常主要的点,可以通过(网络)拿到我们想保护的信息。针对整个整车架构,从网关到防火墙,到每一个子系统的设计,我们都必须重新考虑安全防范的问题。不管是从软件或是从一些硬件的角度上,我们都需要进行不同的安全防范。目前我们也需要跟政府相关部门,包括整个行业有一个很好的互通互动,真正了解在整个信息安全要求之下哪些信息需要严格安全防范,防范到什么程度、什么等级,我们也需要有不同的硬件和软件进行加密。

  作为总结,我们认为从汽车电动化和智能化整个过程中,其实是对整个汽车电子架构有非常非常高的要求,最终我们实现自动驾驶或智能驾驶的目的无非是要让汽车变成零事故(让汽车完全安全),能够让汽车变成一个非常便利的交通工具,这就要求我们整个汽车电子架构能够不只有可靠性、不只有适用性,且能够做到完全安全,不仅包括我们的质量、设计的安全,还要包括信息网络的安全。

责任编辑:李争光
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