在前不久巴塞羅那舉行的奧迪首屆全球品牌峰會上，奧迪新一代A8旗艦級轎車正式首發(fā)，成為世界上第一款L3級自動駕駛量產(chǎn)車。至此，自動駕駛技術(shù)第一次真真切切地接管了人類手中的方向盤!盡管奧迪表示新A8僅在60km/h以下的低速條件實現(xiàn)了自動駕駛，但仍然賺足了全球車友的“眼球”。在消費者為之狂歡的同時，新A8也進一步引發(fā)了消費者與業(yè)界對自動駕駛系統(tǒng)“可靠性”的思考——你真的敢坐自動駕駛開的車么?

圖1：奧迪A8自動駕駛技術(shù)采用多種傳感器

“事實上，自動駕駛或者說ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))的本質(zhì)是汽車與環(huán)境的對話，通過傳感器采集數(shù)據(jù)、存儲器記錄數(shù)據(jù)、處理器運算數(shù)據(jù)以及反饋等過程實現(xiàn)。而這些過程都需在極短的時間內(nèi)完成，除了高速以外，關鍵中的關鍵——可靠性必須保證!”富士通電子元器件(上海)有限公司產(chǎn)品管理部總監(jiān)馮逸新在近日舉辦的第五屆汽車數(shù)字化座艙高峰論壇演講中這樣表示。作為ICT行業(yè)知名的高性能存儲器廠商之一，富士通半導體的鐵電隨機存儲器產(chǎn)品(以下簡稱FRAM)在三表、物流、醫(yī)療等市場領域已獲得成功拓展。為響應汽車領域的客戶需求，在2017年推出適用于車載應用的FRAM產(chǎn)品“MB85RS256TY ”和“MB85RS128TY ”，新產(chǎn)品從內(nèi)部回路開始重新設計，進一步提高產(chǎn)品可靠性，運行溫度范圍擴大至零下40度~125℃，并通過AEC-Q100標準認證。

小試TPMS細分市場，倍耐力或?qū)⑹装l(fā)FRAM-inside輪胎

根據(jù)美國市場調(diào)查機構(gòu)策略分析公司(IMS)數(shù)據(jù)顯示，汽車電裝配件市場預計將從2015年的2390億美元飛速增長到2020年的3033億美元。而在中國，鑒于中國新車評價規(guī)程(C-NCAP)將于2018年加入關于AEB等功能的檢測，國內(nèi)ADAS市場也將迎來前所未有的增長。因此，IMS對中國ADAS市場規(guī)模的預測也十分樂觀，預計到2020年中國ADAS市場規(guī)模將從2014年的100億元左右增長到接近800億元，年均增速在30%-40%。

圖2：中國ADAS市場規(guī)模及增速(來源：IMS)

“ADAS系統(tǒng)要求車載電子的所有子系統(tǒng)，如傳感器、攝像機、CAN通信、車載HMI等必須實時和持續(xù)地存儲當前狀態(tài)信息進行實時監(jiān)控、記錄、分析或處理。在如此嚴苛的規(guī)范下，具備非易失性、高速寫入以及高度寫耐久性的FRAM存儲器正好滿足自動駕駛所要求的可靠性和無遲延的要求!因此，隨著ADAS技術(shù)愈發(fā)成熟，F(xiàn)RAM在該領域的機會也越來越大。”馮逸新面對客戶的產(chǎn)品問詢時指出。

在ADAS細分領域的TPMS應用中，富士通已邁出搶占車載應用市場的第一步。據(jù)透露，富士通FRAM存儲器已經(jīng)被倍耐力(Pirelli)輪胎率先采用，應用于其所生產(chǎn)機動車輪胎的TPMS系統(tǒng)中，以實現(xiàn)可靠的低功耗、高速寫入以及高耐久的數(shù)據(jù)處理功能。倍耐力是世界上享有盛名的輪胎公司之一，具有100多年歷史的倍耐力輪胎本身已成為輪胎業(yè)“可靠質(zhì)量”與“優(yōu)異性能”的代名詞!

圖3：FRAM的高性能可滿足TPMS應用中各類需求

“汽車產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷史上最大幅度的轉(zhuǎn)型。通過全新FRAM解決方案，我們得以支持創(chuàng)新公司將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品。我們不只為全球的客戶提供器件，更為基于此FRAM的每項開發(fā)項目提供顧問服務，與客戶一起克服挑戰(zhàn)并協(xié)助他們加快創(chuàng)新流程。”馮逸新說道。據(jù)悉，倍耐力將富士通的FRAM搭配一些ASIC、Sensor等進行SiP封裝后應用在胎壓監(jiān)測中，該款輪胎預計將于2018年年底量產(chǎn)，屆時會成為全球首款FRAM-inside的高性能輪胎。獲得倍耐力的青睞歸其原因，他認為：一是輪胎的電池在出廠后難以更換，F(xiàn)RAM低功耗的特性使之在這一方面頗具優(yōu)勢;二是胎壓數(shù)據(jù)必須頻繁地寫入與記錄，按一秒寫入一次計算， 使用10年則累計寫入3.2億次，而FRAM可支持寫入的次數(shù)高達10萬億 (即1013) 次，故在面對高度寫耐久性的挑戰(zhàn)時可以完美應對!

新能源汽車爆發(fā)在即，成車載FRAM又一關鍵切入點

與此同時，汽車市場的另一熱門領域——新能源汽車的爆發(fā)也正在迎來指數(shù)攀升的重要階段。無論是各大整車廠，如特斯拉、豐田、廣汽等已不斷投入、自主研發(fā)車載蓄電池的“大野心”，還是中國政府政策推動下的2020年之前中國新能源汽車保有量達到五百萬臺的“小目標”，都預示著新能源汽車井噴的時間點愈趨愈緊。

圖4：2015年新能源車銷量統(tǒng)計，多款中國車廠型號上榜

“當前新能源車中BMS(電池管理系統(tǒng)) + 電池包的價格，相當于整車成本的1/3至1/2，比重非常高。”馮逸新向媒體透露道，“正因為BMS以及電池包在新能源汽車中處于十分重要的位置，所以這些單元、組件的實時數(shù)據(jù)監(jiān)測也需要可靠的存儲器來記錄。目前，國內(nèi)領先的汽車類公司中，如比亞迪、科列、沃特瑪?shù)龋巡捎酶皇客ㄐ阅芡怀龅腇RAM產(chǎn)品加入其BMS等新能源汽車的設計中。”

BMS是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶，其主要功能包括：電池物理參數(shù)實時監(jiān)測;電池狀態(tài)估計;在線診斷與預警;充、放電與預充控制;均衡管理和熱管理等等。簡單舉個例子，電池單元電量一般維持在30%~75%之間表示正常運作，如有不均衡的情況需從別的單元補充過來，這時系統(tǒng)需要檢測記錄電池單元的電量、溫度、電壓、電流等數(shù)據(jù)，而且單次監(jiān)測記錄的時間不能間隔太長。這也就意味著，BMS的數(shù)據(jù)記錄與寫入同樣非常頻繁，對非易失性存儲器的寫入次數(shù)要求比較高。

“一般而言，某些BMS、電池包的制造商可能由于成本的因素不選用FRAM，而選用E2PROM代替，但其實未必真的能節(jié)約成本。”馮逸新解釋講，“他們往往沒有意識到FRAM與E2PROM的工作方式存在很大差異。”

圖5：FRAM相較E2PROM具有更優(yōu)秀的耐久性

如上圖所示，F(xiàn)RAM的寫入次數(shù)約為E2PROM的107倍，這表示在同樣的寫入次數(shù)需求下后者需要的整體容量要大得多。假設FRAM是4KB容量，雖然小，卻允許在整塊memory的同一區(qū)域中重復地寫入1013次數(shù)據(jù)。相反E2PROM容量可以遠比4KB大，但受寫入次數(shù)的限制(僅106次)，如果整塊memory中A區(qū)域達到寫入次數(shù)限制后， A區(qū)域的數(shù)據(jù)穩(wěn)定寫入將得不到保證，需另外換一個B區(qū)域重新寫;那么新舊區(qū)域的更換過程就需要Wear Leveling(損耗均衡技術(shù))來控制，這在無形中增加了軟件配置成本。

再者，F(xiàn)RAM寫入速度約為E2PROM的3萬倍，在斷電等特殊情況發(fā)生時，前者能夠在極短時間內(nèi)(0.00015ms左右)寫入數(shù)據(jù)并保存，而后者為了保證斷電瞬間仍能記錄數(shù)據(jù)，就常常需要選用超級電容在電路中 “補電”，這又是一筆成本的開銷。而且，為了預留充足的寫入次數(shù)，特別像BMS這樣頻繁記錄數(shù)據(jù)的應用中，E2PROM的容量需求越大，成本也就水漲船高。換言之，E2PROM的成本就相當于自身容量+電容+軟件，這樣跟FRAM對比就并沒有太大成本優(yōu)勢了。

中國汽車產(chǎn)業(yè)崛起的FRAM機遇

“過去十年，中國的汽車Tier-1企業(yè)從技術(shù)零積累，到如今具備一定的自主技術(shù)，已經(jīng)有底氣、也有實力可以跟一些外國品牌來競爭。這為像FRAM這樣的高性能器件帶來機遇。” 馮逸新表示:“中國企業(yè)若想將對手打敗或者說盡量站在同樣的位置，就需要跟國際車規(guī)級標準看齊，選用更好質(zhì)量的、更可靠的電子元器件，來設計制造更先進的產(chǎn)品。”事實上，多位業(yè)內(nèi)專家也曾從另外一個角度給出類似的觀點——中國目前汽車相關的企業(yè)數(shù)量太多，按發(fā)展規(guī)律而言，未來肯定要通過淘汰，整合到一個合理的范圍，而能夠突圍的企業(yè)必定是質(zhì)量與性能雙優(yōu)的品牌!

“富士通希望通過FRAM的力量促進中國汽車產(chǎn)業(yè)的升級，我們預計車載應用市場的爆發(fā)將在未來一兩年內(nèi)讓FRAM的亞洲營收翻倍，而中國市場將占據(jù)其中的較大份額。” 馮逸新表示，“同時，富士通十分歡迎且愿意與MCU、主控等方案廠商協(xié)同合作，選用FRAM產(chǎn)品來搭配設計車載應用的total solution，一起做大、做好整個存儲器市場!”