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英飞凌面对节能减排、ADAS、车联网和信息安全给出的三个解决方案

时间：2019-01-16 15:08来源：elecfans

摘要：英飞凌大约五年前就已决定了部分产品发展规划。因为半导体产品必须走在技术最前端，今天我们看到的技术，需要芯片先能实现这些功能，例如现在热门的“自动驾驶”、辅助驾驶或节能减排等功能，必须在五年以前就去规划，进而去设计芯片，才能最终让这些功能实现。

未来的汽车将是什么样？近日，英飞凌科技大中华区副总裁及汽车电子事业部负责人徐辉女士接受了电子产品世界记者的采访，介绍了英飞凌的三个核心观点：驾驶员将变成乘客，零排放终将实现，原来的封闭系统将变得互联。在此基础之上，安全是非常重要的，多核MCU可有效保证冗余和功能安全，并降低成本。
 
汽车半导体厂商需要提前五年预测行业变化
英飞凌大约五年前就已决定了部分产品发展规划。因为半导体产品必须走在技术最前端，今天我们看到的技术，需要芯片先能实现这些功能，例如现在热门的“自动驾驶”、辅助驾驶或节能减排等功能，必须在五年以前就去规划，进而去设计芯片，才能最终让这些功能实现。
 
近二三十年来，汽车业的变化可谓大起大落、风云变幻。自20世纪90年代以来的二三十年，无论全球还是中国，汽车业都发生了惊人的转变。美国汽车业曾在20世纪90年代末飞速成长，之后又下滑;中国这几年飞速成长，尤其最近的2018年甚至2017年末开始，汽车业进入了一个非常特殊的阶段。这对于汽车从业者来说，是一个非常激动人心的时刻。 
 
汽车业的四大趋势
在汽车业的快速发展中，主要围绕四大主流趋势。
 
1. 节能减排。现在传统车还会有多年的持续，所以传统车上的节能减排和结合新能源车的发展，一定是今后的一个大趋势。
2. 高级驾驶员辅助系统（ADAS）和将来的自动驾驶。
3. 车联网。从之前整个汽车行业的封闭状态，现在变得更开放。因为车联网和智能的引入，很多新兴的、非汽车业的优秀企业现在也有机会加入到汽车业。所以车联网和整车的体系开放是一种趋势。
4. 信息安全。既然现在已经不是一个封闭的状态，在系统开放之后，会出现很多安全隐患。所以信息安全必须是和车联网相辅相成、共同发展的。
 
英飞凌的三个核心观点
针对以上四大动向，英飞凌对汽车行业未来发展有三个核心观点。
 
1.“零排放”一定会实现。在未来一定有一天，不再会有传统的燃油车，一定是全部由新能源/电动汽车来实现”零排放”，这样才能最好地支持整个社会的发展。
2. 现在的驾驶员未来一定会变成乘客。即自动驾驶将来一定会实现。
3. 尽管车会发生剧变，但是车还会是车。这不是指车一定还是现在这种外形或内饰的设计，而是车本身的功能还是真正从A点把乘客带到B点，而且是以安全为基础的。另外，车内现在所有这些基础的功能，诸如控制器、车窗和一些基础构造还是会存在的。
 
英飞凌的三个应对案例
在“零排放一定会实现”方面，中国是新能源汽车领域最受全球瞩目的一个市场，中国除了传统的车企在做新能源车，也有很多新势力造车。2018年可谓新势力造车的元年，很多新势力造车者争先恐后地希望在2018年能够把新车正式发放到客户手里，去抢占市场先机。
 
例如“蔚来汽车”，在2017年年底在北京上市的发布会上，提到了英飞凌是重要合作伙伴，在蔚来汽车的电控系统里，用到了英飞凌两款核心的器件，第一个是英飞凌最新的HP-Drive的 IGBT模块，一共采用了四块;另外是驱动器，包括英飞凌核心的AURIX 32位的单片机。双方紧密合作，使英飞凌的产品在蔚来的整车里能够体现最好的控制能力。在此基础之上，英飞凌又帮助蔚来实现了“双电机”系统。所以蔚来汽车的新能源车架构其实是有两套电机和电控系统：一个在前轴、一个在后轴，每一个电轴是有一个六相的电机，需要英飞凌两个IGBT的模块来驱动其电机系统。前后的电机分别是240千瓦，所以整车可以达到480千瓦的强劲动力。
 
第二个案例是针对“自动驾驶一定会实现，驾驶员最终会变成乘客”，是英飞凌与百度阿波罗的合作。
 
在整个自动驾驶的过程中，除了本身的功能很重要外，还需要更多的生态圈以及各个不同的产业链联合，因为这并不只是实现某一个功能，而是最终要非常安全、可靠地实现整车的控制，包括涉及到智能交通领域。在此基础上，首先整个底层的软件支持，这尤其对于中国的路况非常重要，因为中国的路况非常复杂。所以在这个方面有一些新兴的、之前跨界的领军企业，现在也正在进入汽车领域。百度几年前正式开始从人工智能和自动驾驶的研究，英飞凌也是在“2017年百度阿波罗计划”时，加入阿波罗计划作为其生态圈的合作伙伴。
 
英飞凌与百度的合作有两个层面：第一，英飞凌可以与百度团队一起探讨英飞凌对汽车整个架构和自动驾驶系统的一些经验和见解。因为百度过去是非汽车行业的专家，尽管对软件开发、包括对智能交通体系和架构的搭建非常熟悉，但是对汽车并不一定非常了解。英飞凌与百度可以分享见解、了解到相互不是很熟悉的领域。第二，从产品和设计方面，百度阿波罗软件的底层用到了英飞凌最核心的AURIX 32位单片机，使百度阿波罗的设计从硬件到软件的配合可以达到好的效果，能够有更好、更快、更强的运算能力。
 
第三个例子是针对第三个核心观点——车还会是车。英飞凌认为，最终车的一些本身的功能还是会存在的。当然，可能现在各大车厂已经开始做一些发布，称其实并不会再花太多研发团队的精力再去研发传统的动力系统和控制功能，可能会更多地向智能车和新能源车的方向发展。但是车的一些基础功能一定还是会存在的。不久前，英飞凌与联合电子合作，联合研发了最新的变速箱方案。这里面也用到了一些对于客户定制的集成的芯片。
 
英飞凌相信，在后面的合作过程中，也会看到更多的客户可能针对比较传统的汽车系统会做今后十年左右的延续平台。在这个平台上，可能会做一些优化和降低成本的工作，所以现在这几年，可能会是跟车厂合作的一个核心的时间段，能够帮助车厂为后续的一二十年打下好的基础，能让它们在这些系统上做性价比最高的设计方案。
 
此次，英飞凌也是通过跟联合电子合作，能够对它的变速箱提供一些核心的系统搭建。包括一些核心的芯片合作，能够让它的变速箱达到最高的功效和最好的性价比。值得一提的就是，英飞凌也是首次跟国内的客户真正达到了一个非常高的“功能安全”ASIL C和某些程度达到ASIL D级别的功能安全，这个在系统的设计方面也是非常领先的，所以在整个行业内，尤其是在中国甚至在国际上真正能够达到ASIL D的变速箱也是数量非常少的。所以在这个项目中，英飞凌也是跟联合电子的团队花了很多的精力，一起能够让这个系统达到最高的功能安全的等级。
 
用多核MCU架构实现功能安全
英飞凌刚刚推出32位多核微控制器AURIX产品家族的第二代产品 – AURIX 2G系列。那么，有些友商采用Arm架构，相比之下，AURIX的优势是什么？
 
徐辉副总告诉电子产品世界的记者，相比竞争对手，英飞凌是在半导体公司里最专注于汽车的，在汽车方面有40多年的经验。所以根据英飞凌对于汽车的发展，包括根据英飞凌自己的一些评估和判断，认为汽车将来真正最需要的功能安全和信息安全的架构，一定是由微处理器来做最大的贡献。所以从这个角度上，英飞凌在最早决定要推出AURIX产品的时候，就定义为多核控制，这对于将来汽车的需求，无论是从运算功能还是真正去处理功能安全的角度来看，都是在汽车里必须要去实现的，也是最终、最高效或者性价比最高的方案。
 
功能安全的概念是什么？其实就是冗余的概念。怎么能够实现功能安全呢？如果永远是一套系统，无非就是怎么保证这个系统的安全性最高，但是这肯定不是100%安全的。例如现在认为具有最高功能安全等级的是航空航天。实际上，航空航天所有的核心系统都是有很多冗余的。可能是有两三套系统同时工作。在第一套主系统工作的时候，备用的第二套辅助系统是在帮它做检查和做备份，以备万一第一套系统出现了故障，第二套系统就会立刻去承接第一套系统的工作。在汽车里，也可以用这种概念来实现，但是代价是消费者愿意花双倍的价钱来买同样一辆汽车吗？相信一般消费者是难以接受的。
 
因此，为了让汽车更安全，英飞凌推出多核架构，即在AURIX单片机里可以同一个芯片来实现相互检查和相互备份。英飞凌的单片机虽然是一个芯片，但是在这个芯片里分成不同的多核架构，每一个核是可以单独运作的。例如，现在这一代单片机是有三个核的，下一代会有更强的功能。这三个核之间是可以分别去排序工作、相互检查的，本身一个芯片就达到了冗余和相互检查和相互备份的工作，这对于提升整车的性价比，是非常适合的。
 
所以英飞凌的设计理念跟一些业界的竞争对手不太一样，但是这是将来的汽车发展必须要具备的一些功能，包括将来会有动力系统域、信息传输域、自动驾驶域，这种“域”的概念一定会实现，在每一个“域”就需要有更强的功能安全和运算的功能去保证这个“域”的功能实现。
 
英飞凌AURIX现在的设计架构，是完全符合车厂和Tier 1（一级汽车供应商）所需要的，“因此，现在在各个控制器领域，AURIX都受到了非常高度的认可和关注，”徐辉副总称，“所以我们认为这种设计方向应该是正确的，英飞凌也会在此基础上推出能力更强和更适合客户的产品。”
 
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