慧聪物联网 | 慧聪智能硬件网 | 慧聪新能源网 | 慧聪LED网 | 慧聪电气网 | 慧聪安防网 | 慧聪IT网 | 慧聪变频器网
特惠新品微信
投稿
热门推荐:传感器专栏 | 半导体专栏 | 晶振专栏 | 阻容感专栏 | 2019-2020电子行业大全 | 中国电子展 | 2019品牌盛会TOP10榜单

慧聪电子网首页 > 行业资讯 > 企业之窗 > 意法半导体 > 正文

分享到

MEMS传感器总出货量超170亿颗,ST这次将目光瞄向了汽车安全

http://www.ec.hc360.com2020年10月22日19:17 来源:半导体行业观察T|T

  2019年的新冠疫情重创了汽车市场的短期产量汽车产量,据多机构预测,2020年预计比2019年降低20%。然而COVID-19疫情全球蔓延并没有阻止传统汽车向电动汽车转型趋势,汽车电动化在疫情期间仍在加速,汽车市场复苏可期。

  意法半导体亚太区模拟器件、MEMS和传感器事业部(AMS),MEMS产品市场应用负责人Davide Bruno表示,2019年的汽车电子市场总规模在350亿美元区间,其中传统汽车核心电子元器件约占65%,数字化与电动化占35%。如果要是按照10到20年前的发展节奏,改变这两个比例可能需要15到20年的时间,甚至更长。但现在因为新项目、新产品和新技术的发展速度非常快,数字化和电动化占比将达到60%以上,而传统汽车核心电子将降至40%以下。从现在起3到5年后,这个预测将会变为现实。

  

  意法半导体亚太区模拟器件、MEMS和传感器事业部(AMS),

  MEMS产品市场应用负责人Davide Bruno

  除此之外,有两种新的趋势即将强势来袭,一是共享汽车和汽车联网正在成为一种社交需求,其中共享汽车将占10%以上,这将为包括ST在内的公司提供很多机会;再就是经济型自动驾驶技术将不断赋能新型出行服务,例如自动驾驶出租车。

  所有这些都显示出汽车工业转型正在明显加速,不断顺应交通工具新趋势。而在整个汽车电子应用中,从当下爆火的SiC,到ADAS机器视觉、ADAS雷达、车联网和5G技术,都能看到ST的身影。ST认为,随着自动驾驶水平提高,预计整车半导体占比将明显提高,而传感器尤为突出。

  传感器登上汽车舞台

  我们都知道,一辆汽车上有多个不同的组件,从宏观来看,有摄像头、激光雷达、长距离雷达、近距离雷达和汽车超声波雷达,在这些宏观系统的子系统中,我们又能看到哪些传感器?首先是运动传感器,它从40年前开始用于嵌入式安全;再就是环境传感器和麦克风传感器,这两者都是相对较新的新事物,但也因此这两类传感器没有明确的技术标准,Davide Bruno认为这是个复杂的问题。同时随着汽车的电动化的发展,许多子系统需要彼此通信,多传感器数据融合也是一个非常重要的课题。

  那么汽车传感器有哪些增长动能驱使呢?ST认为主要有四大类,分别是共享汽车门禁,路噪抑制,5G网络带来的网联汽车以及辅助驾驶。

  而这每个增长点又对应不同的技术需求,汽车门禁对低功耗要求较高,在这方面,ST拥有功耗低的加速度计,从而可以实现无钥匙门禁等汽车应用;路噪抑制则相对复杂些,它需要多颗传感器来协同合作,融合震动传感器和声学传感器数据,提升车内静谧性体验 (尤其是电动汽车);而对于车辆V2X/TBOX/ CAR ALARM等网联汽车方面,ST一直是这些技术的先驱,如TESEO汽车处理器,特别是MEMS和惯性测量单元,ST都具有全套的开发工具,还有针对紧急电话救援服务应用的内置测斜计的汽车警报器。

  真正改变游戏规则的是辅助驾驶。辅助驾驶的重点是各种系统的融合,其中包括新老型激光雷达和摄像头。汽车雷达的倾斜角和安装方式非常重要,ST对此专门研发了专门用于在汽车组装生产线上检测雷达倾斜度或稳定性的传感器。除此之外手机中的屏幕方向检测或相机防抖功能有75%的几率是采用ST的芯片,ST是相机光学防抖系统OIS的市场领  导者。

  过去的汽车没有自动驾驶功能,自动驾驶级别为0,汽车完全由驾驶员操控。1级自动驾驶不是今天开始有的,而早在18年前就出现了。2级是从2015年开始的。3级到来是在2022年,5级是在2040年到来。Davide Bruno也指出,这个预测可能会相对保守些,还需要考虑居住环境道路的影响,举例来说,与缺乏基础设施或没有全自动驾驶道路的地区相比,东京这样的城市可能更快看到4级和5级自动驾驶的到来。但总体来看,到2040年,大多数汽车将实现全自动驾驶。

  

  信息来源: SAE standard J3016

  ST认为,2021年生产的汽车中有33%的比例将是2级和3级自动驾驶。不同的自动驾驶级别都会用到超声雷达、长距离雷达、近距离雷达和激光雷达等传感器。为了达到5级无人驾驶,汽车需要30多种传感器协同工作。

  传感器在汽车的应用中有三次浪潮,汽车传感器第一次应用浪潮是从1974年的发动机进气压力传感器开始的。然后,所谓的主动安全应用到来。当汽车变得更豪华或者有很大的屏幕时,信息娱乐系统出现,需要使用更多的传感器,我们将其称为非安全应用。主动安全和非安全应用之间这段时间,称为第二次浪潮。第三次浪潮始于主动安全,因为主动安全是自动驾驶汽车的一部分。ST正与所有一级和OEM汽车制造商一起谋划这次应用浪潮,Davide Bruno讲到。

  而在这三次浪潮中,ST又是如何紧跟潮流发展的?从第一次浪潮转到第二浪潮,ST是安全气囊市场参与者。ST也是全球公认的汽车非安全应用芯片第一大制造商,非安全应用包括远程信息处理、定位导航、无钥匙门禁等。

  

  “我认为麦克风是一个很有意思的汽车产品。首先,汽车行业没有麦克风技术标准。ST是探索汽用麦克风性能的先驱之一。今天,我们清楚地看到有4种应用在推动对汽车麦克风的需求。首先是免提电话,其次是使用多个麦克风抑制路噪的降噪系统,紧急呼叫,是车内通话应用。 MP23DB01HP 是我们提供给合作伙伴和客户的工业级产品。”Davide Bruno谈到。

  鉴于汽车安全功能用惯性传感器的市场渗透率越来愈大,ST也正在打入安全应用市场,尤其是翻车检测和ADAS /自动驾驶。虽然ST在传感器安全应用市场的刚起步,但Davide Bruno认为,智能手机中使用的惯性测量单元与安装在5级自动驾驶汽车中的传感器没有太大区别。主要不同之处是汽车传感器的更具挑战性的技术要求:准确度、线性度和稳定性。那么ST又将如何解决和应对这些需求呢?

  

  2018 – 2023年汽车安全功能用惯性传感器市场渗透率

  汽车市场需要成本更低的MEMS传感器

  在安全控制方面,很多年前汽车就已经安装了ESC(电子稳定控制系统),该系统能够纠正我们的驾驶失误,避免发生事故。今天,除了ESC,汽车制造商更加关注翻车检测和稳定控制。而MEMS传感器不仅是防止侧翻和加强汽车稳定性控制的安全核心,还是驾驶员监测系统的核心。

  现在的航空器/飞机已经完全是4级或5级自动驾驶,飞行员实际上什么也没做。但是,要启用这样的功能,你需要购买一套价值15万美元的系统,还需要一周的时间完成传感器校准。这种传感器本身与标准传感器没有太大区别。但是,校准意味着需要调校传感器、ASIC芯片和全部固件,关键是要逐一校准。校准过程需要长达一周的时间。然而即使是战略级的IMU其成本仍高达10,000美元。显然,以入门级经济汽车为例,假设其惯性模块系统的成本是10,000美元,那么汽车的售价可能是12,000美元或15,000美元。因此,需要把这个成本降下来。

  ST新推出的惯性传感器ASM330CHH,其竞品售价约10,000美元,校准需要1到2天的时间。调校好的ST 惯性传感器和竞争对手A的高端惯性传感器(售价约10,000美元)对比评测,在[-10..50]°C 温度下,ST的惯性传感器计算残余偏移量和灵敏度误差表现更好。

  

  ST已经为客户提供3/4/5自由度的惯性模块或整合多个不同自由度的解决方案,以解决ESC系统、侧翻检测和稳定控制需求。但是仅有机械感测单元还是不行的,封装也是汽车MEMS传感器的另一个重要部分。ST认为,陶瓷封装将是汽车的未来,陶瓷封装让传感器单元有更高的稳定性和更好的线性度。

  另外,在安全方面,ST还推出了一个全新的图像传感器系列产品,有两种分辨率160万和230万像素,配合适合的信息处理系统,摄像头可以根据眼睛和面部表情判断驾驶者的注意力。因此,当我们已无法很好控制自己但还必须操控汽车时,驾驶监测系统将会提示我们把车停到路边休息,这是一个非常有意义的应用。

  另外,Davide Bruno还介绍了意法半导体为激光雷达市场做出的贡献,ST MEMS微镜可以显著降低激光雷达成本。ST正在与知名科技公司Leddartech合作,为他们提供由MEMS微镜和光学元件组成的激光雷达子系统。“微镜不是传感器,而是致动器或执行器,这仍然属于我们的开发领域,它们在总体上被视为MEMS传感器。”Davide Bruno解释到。

  

  激光雷达框图

  今天,仅在消费电子市场,ST已销售了数百万颗MEMS传感器,而截止去年为止,ST MEMS传感器的总销量已累计超过170亿颗。ST的传感器校准只需几秒钟。消费级传感器的售价仅几美元,甚至更低。

  结语

  未来,汽车将需要越来越多的传感器,也需要集成度更高的运动传感器,车厢内检测需要高灵敏度的影像传感器,但这不一定意味着需要研发新的传感器,而是将现有传器以新的方式应用在在汽车中。

责任编辑:刘婷婷

声明:本网站中,来源标明为“ 慧聪电子网”的文章,转载请标明出处。

欢迎投稿,邮箱:yusy@hc360.com

友情链接

申请友情链接

广州地址

广州市越秀区东风东路745号紫园商务大厦19楼

深圳地址

深圳市福田区深南中路2070号电子科技大厦A座2106

北京地址

北京市朝阳区小关东里10号院润宇大厦2层

关于我们 | 加入我们 | 我要投稿
| 寻求报道 | 申请合作

Copyright?2000-2020 hc360.com. All Rights Reserved
京ICP证010051号 海淀公安局网络备案编号:11010802015485