在过去10年当中,全球汽车所使用的电子IC组件产值大幅增长,年平均增长率都保持在12%以上。
从市场数据很明显地看出,车用电子组件与其它应用类型的电子组件相比,其市场增长速度要高上许多;再加上汽车市场仍然保持高增长,且汽车电子化程度只会增加而不会减少的情况,可以预估在未来10年中,汽车电子仍是个相当被看好的产业。
根据市场研究公司IC Insights预测,2008年全球汽车电子市场规模可达千亿美元以上的汽车电子市场商机,未来几年的年增长率可望保持过去12%的年增长率,市场商机潜力可期;另外,IEEE也评估至2010年将有40%的汽车成本来自于汽车电子,4C(Car)的需求日益显著。不过,基于汽车制造厂所订定出的严苛作业环境、有限的车体容量体积下,以及对于安全性的高良率要求,还有长达10年以上的零件供应需求等关键性因素。
在都显示出挑战电子厂商的技术能力与适应能力,以及欲进入汽车供应链市场的厂商们,还有重重障碍与门坎尚待克服。因此,在全球电子业者致力于发展高科技汽车电子系统的同时,也出现了过去在电子产业中未曾遇到的棘手问题,那就是搭载于汽车上电子组件、零组件必须适应于长时间运作,其稳定性及可靠度问题。
电子设备增多 问题也就越多
随着电子系统持续取代原本搭建汽车上的机械系统,使得搭载车内的电子设备已经越来越多,例如:引擎与动力传动控制系统、车身电动转向系统、电子煞车控制系统,以及LED显示、照明设备等,使得许多想要购车的消费者越来越看重汽车上是否有搭载先进的电子设备,特别是卫星导航系统及多媒体影音娱乐设备。因此,汽车产业便将此类型的电子系统称之为信息娱乐系统,电子厂商更想在车载信息娱乐市场中能够独占先机 。
不过,以目前的市场需求来看,在汽车电子产品领域增长最快的是安全系统;主要是因为消费者的意识型态需求,以及法规的共同推动之下,包括:车身稳定性系统控制、主/被动式安全设备、防撞系统等诸多相似系统得到了快速发展。预计到2010年,电子产品将占到37%,是目前的2倍多。
这主要是因为众家汽车电子厂商纷纷争先恐后地用新型的电子技术,吸引中高阶层的汽车使用者所致,而今日的中高阶车款上更搭载了70至100个以上的微处理器,这大大地增加了系统出现故障的可能性,更不用提这些现代化系统给汽车驾驶者所带来的困惑了。虽然喜爱操控传统机械的汽车驾驶者有了反对的声音,使得目前的形势开始出现改变,很多汽车制造商实际上正在减少功能,改以质量上下更大的功夫。不过,很明显的汽车电子产品增长趋势还是不会出现较大的改变,未来电子产品还是会持续替代过去汽车上的机械系统。
因应苛刻的汽车环境
除非采取不同的理念和方式,否则过去这10年当中所出现的汽车电子化的现象还是会持续发生。出现今天这种可靠性问题的部分原因是,主要是因为电子化过程让今日的汽车变得非常复杂,不过去除掉电子化的复杂性,还有另一个因素,就是汽车的应用环境是目前所知道的最为严苛的环境之一。
再者,搭在于汽车上的电源系统,是以12V电池电源为主,对电子产品而言是非常难以适应的,因为在某些天冷的环境中,欲启动引擎,又可称之为冷车起动,可能导致电池电压降至 4V,甚至有部分汽车制造商所要求的冷车发动电压甚至更低。若电池连接不牢固或重负载断开常常导致负载突降,因此要如何在此情况下,12V电池上的电压瞬间可能超过100V,就一个所谓的12V系统而言,这也许不是人们期望出现的情况。让事情更加困难的事当电池的正负极搭载错误,也不允许电子设备会发生任何损坏的情况。
在传统的汽车引擎系统关闭时,整个电气系统都不进行通电的动作,但与过去不同的是现代汽车若设计有网络系统,即便是汽车处于未启动的关闭状态,网络系统还是会持续进行通电的动作,虽然系统是处于备用状态,然而电子系统仍可能会逐渐耗用掉电池的电量。有些高档欧系汽车设有不少在未启动时会进入备用状态的系统,它们消耗了大量电池电流,因此引擎至少必须要每隔两天就运转30分钟以上,才可避免电池电量耗尽的情况。简单说,一旦汽车持续朝着此方向发展,那么要不了多久,汽车即便是在短期不使用的状况下,也要像移动3C产品一样插上插座充电,才有足够电能负荷引擎启动所需的电量,否则就得每天启动汽车,让引擎运转30分钟以上。
再由环境温度及工作电压的角度来看,汽车电子产品所处的环境非常苛刻。不仅如此,汽车环境对空间的利用设计也十分强调讲究,由于汽车中的电子产品越来越多,因此容纳这些系统的空间越来越小了,要让复杂极高的电子系统现在必须塞进引擎室、仪表板、头垫等狭小空间中,也成为汽车电子设计上的挑战。此外,在空间有限的情况下,热量管理也变成了严重问题,让汽车电子设备不但必须在炎热的环境下保持正常工作,还要能在一个受限的空间中排除、承受自身产生的热量。因此,发展高效率的开关稳压器逐渐取代线性稳压器,以减轻热量问题,就成为现今产品开发重点。