現代汽車中的半導體技術和產品正在迅猛增加,消費者對附加功能的需求正將汽車從一個以電氣系統為輔的機械系統,變成一個沒有電子系統就無法正常運行的機電系統。這一發展趨勢刺激了市場對優質、強大并具有成本效益的硅解決方案的需求。

　　過去,汽車工業更重視電氣系統,而不重視電子系統。例如,照明系統過去經常使用繼電器、熔斷器和電源開關作為主模塊設計。今天,ST的“智能”硅解決方案正將汽車工業引入一個嶄新的激動人心的汽車設計時代。這場革新不僅發生在傳統的電氣系統,而且還涉及到機械系統。現在幾乎沒有汽車制造商還在使用純粹的機械/電氣發動機控制系統,幾乎所有的現代設計都是利用微處理器的強大功能使發動機運行得既高效又安靜,而且,還可以按照司機的要求輸出動力。

　　隨著汽車工業對半導體依賴程度的提高,半導體供應商不斷開發出新的技術和工藝,以滿足汽車工業對半導體產品的需求。這些進步正將汽車引向一個成本和集成度都優于今天的解決方案的汽車系統的理想目標。不過,只能通過半導體供應商與汽車工業相關的行業的密切合作才能取得這些進步,像意法半導體（ST）這樣的寬線產品的半導體供應商已經認識到了這種關系。本文探討了一些專門為汽車工業開發的半導體技術,以及半導體供應商與汽車制造商及其一級零部件供應商的合作關系在這一成功中所發揮的關鍵作用。

　　合作模式

　　隨著汽車控制系統的復雜性日益提高,以及對乘座舒適性需求的提高,汽車制造商及半導體供應商增加的投資超出了汽車市場的增長速度。快速的投資增長和對半導體的重視,急需半導體供應商提高產品功能,同時降低成本。

　　為了實現這些目的,汽車制造商及其一級零部件供應商需要依賴像意法半導體一樣的半導體供應商的專門技術和工藝,半導體供應商為半導體器件輸入了專門的技術,同時,汽車制造商及其一級零部件供應商也為系統提供了專門的技術。因此,一個優良的交流模式對于汽車半導體產品開發是非常重要的。

　　傳統上,汽車工業的半導體產品開發是基于一個分層的交流模式,在這種模式下,半導體供應商直接與一級零部件供應商交流,而一級供應商要分別與半導體供應商和汽車制造商交流。因為一級零部件供應商在整車的某些特殊的系統開發上擁有專門的技術,所以,這種交流模式對于閉路系統十分有效。不過,對于依靠汽車的其他系統幫助來執行目標功能的系統（開路系統）,汽車制造商的加入是十分重要的。這種方法是針對汽車工業標準系統而產生的。由汽車制造商、一級零部件供應商和半導體供應商組成的集團叫做財團。財團采用圓桌會議的方法在成員之間建立交流渠道,汽車工業正在享受這一結果帶來的好處。

　　硅技術進步

　　縱向智能功率技術（VIPower）--用智能硅器件取代繼電器

　　自晶體管問世以來,硅開關技術經歷了全面的發展,不過,硅技術局限性意味著在高可靠和惡劣環境中（如汽車）,晶體管的應用將會受到限制。在硅技術無法應用的領域,機電繼電器則是一個成本低廉的開關解決方案。

　　現在,新的硅技術正在改變傳統的觀念。先進的硅技術,如意法半導體開發的VIPower（縱向智能功率MOS技術）,不僅縮小了芯片封裝的尺寸,而且還提高了器件內部的智能技術含量。這種技術允許開發智能程度更高的用戶友好的應用,例如,無需熔斷器的智能前大燈控制器,以及智能車窗升降應用,這種升降機無需特殊傳感器就能檢測到夾在車窗的物體,如手或嬰兒的頭。

　　意法半導體開發出了很多在單一半導體器件內集成系統功能的硅技術,這種技術允許控制電路與場效應MOS驅動器安裝在一起,在與VIPower器件配合使用時,可以形成一個系統解決方案。

　　VIPower硅結構允許設計一個低Rdson（通態電阻）的開關器件,這樣,使用少量的半導體器件,就可以驅動較大的負載,如直流電機、電磁閥和車燈。意法半導體正在設計將硅技術與工藝融為一體,包括采用VIPower技術的智能控制器單片。硅技術和工藝整合后為汽車工業創造的獨特產品,會以更低的成本實現更高的功能和更佳的系統設計。

　　當設計驅動外部負載的汽車系統時,最重要的是了解使用硅器件的優點和局限性。在為系統確定正確的半導體分布的內部設計方面,意法半導體擁有專門的技術和豐富的經驗。為融合一級零部件供應商的專門系統技術和汽車制造商開發的每一臺汽車平臺的專門技術,利用一個隨時可用的強大框架,以確保汽車具有異的質量和可靠性。

微控制器——更強的處理能力,更小的功耗

　　汽車系統的理想的微控制器應具有強大的處理能力,同時電力功率消耗也應很低。這是因為兩個原因：使用微控制器的系統還有更多的任務要做;越來越多的新系統被增加到汽車制造商的汽車平臺上。

　　對于微控制器,性能提高意味著工作頻率提高,這就產生了電磁傳導系數（EMC）和電磁化系數（EMS）問題。為了滿足汽車EMC和EMS嚴格的需求,半導體設計商在優化微控制器的電路和布局上花費了巨大的人力和物力,開發出了能夠滿足并超出汽車環境要求的微控制器產品。

　　硬件平臺

硬件平臺

　　微控制器核心只是微控制器的一部分,微控制器的外設組合、封裝尺寸和引腳也很重要。例如,控制車身電子系統的微控制器可能需要一對精確的模數轉換器（ADC）、16位定時器、自動裝載脈寬調制（PWM）輸出、連接外圍組件的串口（SPI）、K線和LIN等通信用串行通信接口（SCI）,甚至還包括直接驅動步進電機的專用電機控制輸出（常用于儀表線束）。

　　通過與一級零部件供應商和汽車制造商密切合作,意法半導體已經有能力運用獨有的硅技術及工藝,開發高集成度的可以用于汽車平臺多個系統的微控制器家族。

　　軟件平臺

軟件平臺