美光技術詞彙表

汽車半導體

風格化汽車聚焦深色背景

汽車產業內的技術已經快速進步。智慧巡航系統等先進駕駛輔助系統(ADAS)技術的增加,以及更近期的全自動車輛,凸顯了 AI 對社會各方面的影響。 

汽車半導體在提升汽車自主權方面扮演著關鍵的角色。與美光一起探索汽車半導體,或與我們的銷售支援團隊聯絡,瞭解更多資訊。 

什麼是汽車半導體?

汽車半導體定義:整合式電路或晶片,有助於驅動汽車功能,如資訊娛樂和導航。 

ADAS 技術透過停車感應器和汽車半導體等功能協助駕駛人實現這些技術。這些整合晶片也有助於動力引擎和控制系統,以及管理車輛內的其他安全功能。 

汽車半導體如何運作?

半導體是我們現代世界的骨幹;其幫助我們充分利用包括 AI 在內的技術。  

該技術運作原理是處理電子訊號,以執行電源管理、感測器輸入處理和不同車輛系統之間的通訊等工作。例如,半導體可以將智慧型手機推到新的高度,讓應用程式可以比以往更高效、更快速地執行,因為電晶體尺寸更小,可以加快處理速度。  

在更廣泛的技術應用中,半導體係展現導體與絕緣體之導電性的材料,允許電子在特定條件下流動,諸如施加電壓。 

此導電性可藉由摻雜來調控,其涉及向半導體添加雜質以改變其電性質。此過程會產生具有額外電子(N 型)或孔(P 型)的區域,增強材料的電傳導能力。因此,「半導體」一詞反映其中間導電性。 

電晶體是這些系統內最小的單元,就像開關一樣,會根據施加的電壓而開和關。這些電晶體可實現複雜的電子功能。透過快速開啟和關閉,電晶體可以執行邏輯操作和處理資料,成為現代運算的基礎。  

汽車半導體晶片可以包含數百萬至數千萬個電晶體,實現精密的車輛功能。由於它們可以處理攝影機和感測器的資料,並快速提供此資訊,因此其為許多現代車輛組成的一部分。 

汽車半導體不僅增強了駕駛的自主權,也在路上提供寶貴的協助。例如,攝影機感應器等功能可以解決駕駛者的能見度有限的問題,不僅可以提高駕駛者的安全性,還可以改善周遭所有人的安全。 

汽車半導體的歷史是什麼?

半導體在技術進步中的作用是不能低估的。其對汽車產業的影響對駕駛和乘客的可能性產生了深遠的影響,尤其是在自駕車領域。 

  • 1970 年代,MOS 技術的引進:MOS 技術(金屬氧化物半導體)的問世大大改變了人們與其車輛的互動方式。定速巡航系統於 20 世紀 70 年代引入商用車輛,現今仍採用此技術。1970 年代推出的資訊娛樂等技術,高度仰賴 MOS 技術。 
  • 在 1980 年代,半導體有更複雜用途:十年後,半導體在產業的應用推動了汽車技術的快速發展。防鎖死煞車系統(ABS)、車體控制模組(BCM)和藍綠色螢光讀數全都因為汽車半導體技術的使用增加而成為現代車輛的標準配備。 
  • 1990 年代,透過半導體改善駕駛的體驗:在 1990 年代,汽車產業發現了更多使用汽車半導體的方式,來改善駕駛者和乘客的體驗。智慧鑰匙和電子燃油噴射系統被開發出來並應用於汽車,而半導體的價值在這十年間從每輛車 35 美元上升至每輛車 160 美元。
  • 在 21 世紀,需求不斷增長:隨著電動車的逐步推出,汽車半導體的需求急劇成長。汽車半導體與自駕車的現代技術相結合,例如已改善的資訊娛樂和車輛中不斷增加使用 ADAS,對整個汽車產業來說越來越重要。 

汽車半導體的主要類型是什麼?

有許多類型的汽車半導體存在,每種半導體在車輛現今的運轉方式上都扮演著關鍵的角色。 

汽車中的電子操作裝置(ECU)是嵌入式電腦,可協助控制所有主要系統。這些內部系統使用感應器和車輛內部軟體等遙測裝置來控制各種功能。 

雖然在其他類型的消費性電子產品中更常見,但微控制器(MCU)仍廣泛用於汽車產業。MCU 的主要職責是將 CPU 整合到車內,以確保驅動程式技術正常運作。這些技術包括 ABS 和各種資訊娛樂電子設備等。 

感應器會收集 ECU 和 MCU 管理的資料,讓各種功能都能正常運作。這些感應器使用汽車半導體收集各種駕駛輔助系統的資料,包括全自動駕駛車輛。 

如何使用汽車半導體?

近年來,由於汽車半導體,安全與駕駛輔助技術已大幅躍進。 

由於半導體技術的不斷發展,備份攝影機、盲點探測器和自適應巡航控制等功能都已商業化。例如,較小的電晶體尺寸現在可無縫且在裝置層級整合至 ADAS 和資訊娛樂系統。 

資訊娛樂也受益於強化的汽車半導體。例如,自動化半導體研發的結果已整合至智慧型手機和觸控螢幕,以高度回應使用者的需求。在車輛中,較小的電晶體尺寸可快速回應駕駛者的動作。  

半導體也用於監控和控制各種車輛類型的能源輸出,包括內部燃油引擎(ICE)驅動、混合動力和電動車輛(EV)。 

在 ICE 車輛中,ECU 中的半導體可優化燃油噴射、進氣和點火正時,進而提升燃油效率並減少排放量。 

在混合動力和電動車中,半導體功率電子和電池管理系統(BMS)負責管理電池、馬達和其他元件之間的電能流動。此整合可確保最佳效能、能源效率和電池使用壽命。 

整體而言,半導體在所有車輛類型中,在優化能源使用和提高能源效率方面發揮著關鍵作用。  

常見問答

汽車半導體常見問題

汽車半導體的設計、測試和操作要求與消費晶片不同。具體而言,其經過嚴格的協定,例如溫度循環、電氣測試和衝擊測試,以確保在極端條件下的可靠性和安全性。

這些半導體經工程設計,可在更寬廣的溫度範圍內運作,通常為攝氏零下 40 度至攝氏 125 度,並符合 AEC-Q100 等產業特定標準。其增強的可靠性和耐用度對關鍵車輛系統至關重要,使其與消費晶片區分開來,並確保其適合苛刻的汽車環境。

現代車輛比舊型車輛配備更多汽車半導體。現代車輛平均每輛車內可能有 1400 到 1500 個半導體晶片在運作。而某些目前世代的車輛則有多達 3,500 個半導體。

現代連網車輛中半導體的使用量增加,會帶來外部干擾和內部控制入侵的潛在風險,使這些車輛更容易受到惡意發動者的網路威脅。 

這種擴大的風險需要強大的安全措施來防範此類漏洞。也就是說,汽車半導體必須包含全面的安全功能,例如加密、安全啟動程序及硬體式安全模組。

美光的汽車記憶體和儲存解決方案旨在滿足這些嚴格的安全要求。這些解決方案包括 Micron 4150AT 汽車 SSD 等產品,以及更安全的汽車記憶體,可提升功能安全性和可靠性。

 

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