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電動車熱潮來襲— 車用芯片的未來趨勢

M31 Technology ? 2023-02-13 18:17 ? 次閱讀

在永續能源及環保意識高漲的今天,電動車逐漸普及化,甚至完全取代燃油車,成為人類最倚重的個人載具。除了TESLA之外,各大車廠均逐漸轉移發展重心,將開發純電動車列為首要目標,包含沃爾沃宣布將在2030年全面生產電動車;奧迪預計2026后開發的新車款皆為純電力驅動,并逐步停止燃油發動機的生產。除了各大車廠正積極尋求轉型之外,各國政府也通過節能減碳的相關法案及新能源政策,大力支持電動車產業的發展,致使電動車市場前景一片看好。

電動車的發展勢在必行,因此,保障行車安全性就顯得相當重要,其中所需要龐大且精密的運算,責任便落在車用芯片的開發上,包括高效能運算(HPC)、先進駕駛輔助系統(ADAS)等,都是電動車發展過程中不可或缺的一部份。

電動車之核心價值—C.A.S.E

早在2016年,奔馳便提出了關于未來車產業的藍圖,并將其命名為「C.A.S.E」,其分別為聯網科技(Connected)自動駕駛(Autonomous)、共享與服務(Shared & Services)和電力驅動(Electric)的縮寫:

Connected:聯網科技

透過建立車用傳感器、管理系統及云端訊息平臺,使汽車能夠掌握多元化的信息,例如車輛安全、事故管理及車輛監控等,都可以在第一時間回饋給駕駛人,同時利用數字化的平臺,將信息匯整,再透過手機APP及網絡,將各個車輛進行整合,使車主能夠及時的獲取車子的相關信息,以提供更為廣泛的個人化服務。

Autonomous:自動駕駛

在不久的將來,或許人只需要往車子里一坐,閉上眼睛,當再次睜開時,就發現已經到了目的地。當然,在無法絕對的保證行車安全之前,這個目標仍有一定的實現難度,但不可否認的是,自動駕駛已經是各大車廠在電動車領域極力開發的方向之一,目前市面上的電動車發展至自動駕駛等級2(SAE Level 2,部分自動),當有車廠設計的車輛達到等級3時,便是開啟了無人駕駛的大門。

Shared & Services:共享與服務

租車不再需要到固定店家取車、還車,共享汽車的出現,讓人們只需花費少數金額,就可以免去旅程中的交通麻煩,亦或是有暫時的需求,隨租隨還的特點,為現代人提升了不少便利性。

Electric:電力驅動

燃油車、油電混動車,到現在純電動車的出現,再再說明了人們環保意識的提升,在各國新能源政策的推動之下,「凈零排放」成為共識,包括沃爾沃奧迪奔馳等歐洲大廠,均已宣布在2030年將全面生產電動車的計劃,其余車廠也有相關布局,距離電動車的完全普及已經進入倒計時。

時至今日,C.A.S.E已儼然成為全球車廠共同目標,并期望通過上述未來車之核心技術開發,致力于將駕駛人的乘車體驗最佳化。

車用HPC及ADAS帶動IP發展

近年來電動車趨勢大熱,車用芯片產業也隨之快速崛起,為了促使自動駕駛等級的提升,車用HPC(High Performance Computing)成為關鍵之一,汽車傳感器的增加,意味著所需要的運算力也相對提高。現今自駕等級1需要10 TOPS(Tera Operations Per Second),而若要發展到最高級等級5,則需要100,000 TOPS,跨越的幅度相當大。

另外,先進駕駛輔助系統ADAS(advanced driver Assistance Systems)包含了為保障行車安全而開發出的諸多技術,例如車道偏離警示系統、防撞系統、車距控制巡航系統等,透過傳感器、處理器及致動器的相互運作,可將危險性降到最低。未來汽車市場在發展車輛「便利性」的同時,也需兼具「安全性」、「可靠性」,這三大方向已成為產品最重要的基本檢視指標。因此車用IC的開發要求變得更加嚴謹,具備安全功能的芯片設計在汽車領域備受重視,而通過安全驗證的IP便在車用芯片市場扮演了重要的角色。

M31作為一間專業的IP開發公司,提供經硅驗證的IP,并得以運用在各應用層面的IC設計。而在車用芯片領域,ISO 26262被國際車界譽為當今「最先進的汽車安全標準」,并且成為全球汽車制造商及汽車產業供應鏈的遵循規范。隨著汽車電子系統日趨復雜,對系統功能安全要求更加嚴謹,ISO 26262安全認證已成為所有汽車SoC和IP設計的關鍵要求,M31開發流程與主要車用IP均通過ISO 26262車用安全認證,提供符合嚴苛的車用等級需求IP,包含了基礎IP(Embedded SRAM、GPIO)及高速接口IP如MIPI M-PHY、MIPI D-PHY、PCle-PHY)等產品,除了具備低功耗、面積極致化等優點外,更具備高速傳輸的絕佳性能,M31 IP的成熟布局能滿足IC設計業者在ADAS、車用娛樂系統等多元車用應用的SoC設計需求。

不僅如此,在車用IP設計上,在整體電路架構加入安全機制,針對失效模式進行仿真分析及預防措施,在電路布局上更考慮高溫操作環境下產生的電子遷移(electromigration),以及各種靜電破壞的防護力;更逐步通過汽車電子協會(Automotive Electronics Council, AEC)所制定之嚴格的AEC-Q100驗證標準,即「可靠度」測試,包括早夭失效率ELFR,高溫工作壽命HTOL,靜電防護ESD,閂鎖效應Latch-Up等測試項目,為車輛安全提供了完整的保障。

M31專業IP團隊

M31的IP研發團隊擁有超過10年經驗,致力于高速接口IP設計如 USB、MIPI、PCIe、SATA、SerDes等,以及基礎IP如標準單元庫 (standard cell library)設計、內存設計、和靜電防護/通用與特用IO(ESD IO / GPIO & ONFIIO & MMC IO library)等兩大領域的技術開發,并持續擴充新的IP產品線,以因應市場上多元的IC設計需求。除此之外,M31也提供IP的整合性服務,從設計、量測到兼容性測試,均具備專業的技術團隊支持,并與多家海內外客戶有密切的合作。M31的車用IP更是獲得日本及美國車用大廠采用,未來也將持續針對市場需求,持續擴展各區域的合作版圖。

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