來源：ST社區

隨著能源危機和環境污染問題日益嚴重，發展電動汽車成為我國汽車工業發展的主要方向，由于電動汽車電池性能的好壞決定了整車動力性和經濟性等性能，因此對電動汽車電池的研究具有重要的意義。SoC作為電池的主要性能指標正在發生翻天覆地的變化，從純性能指標轉變為性能效率和最低功耗，這個對于物聯網或移動設備至關重要的新指標正成為汽車、嵌入式系統等各種應用的關鍵，其測量的準確性很大程度上影響著汽車性能的好壞。

目前，市面上SoC性能指標嵌入式系統是泛計算領域的重要組成部分，是嵌入式對象宿主體系中完成某種特定功能的專用計算機系統。嵌入式系統有體積小、低功耗、集成度高、子系統間能通信融合的優點。隨著汽車技術的發展以及微處理器技術的不斷進步，在汽車電子技術中得到了廣泛應用。目前，從車身控制、底盤控制、發動機管理、主被動安全系統到車載娛樂、信息系統都離不開嵌入式技術的支持。

汽車嵌入式SoC系統

汽車嵌入式SoC系統是嵌入式系統向實時多任務管理、網絡耦合與通信的高端應用過渡的產物，大大提高了汽車電子系統的實時性、可靠性和智能化程度。除了具備普通嵌入式系統的共有特性之外，它還具有以下幾個優點：

1、 對實時多任務管理有很強的支持能力，中斷響應時間1～2μs；

2、具有很強的存儲區保護功能；

3、 在嵌入式實時操作系統的支持下能合理進行任務調度，充分利用系統資源；

4、硬件結構和軟件功能都有很強的擴展能力，系統集成度大大提高，降低了成本；

5、超低功耗，汽車靜態功耗為豪瓦級；

6、系統硬件抗干擾能力增強，適應高溫、潮濕、振動和電磁輻射等各種工作環境；

7、 實時操作系統支持軟件多線程結構，增強了系統的軟件抗干擾性；

8、提供強大的網絡通信功能，具備地IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口，支持相應的通信組網協議軟件和物理層驅動軟件，提供容錯數據傳輸能力和更大通信帶寬。

功率半導體是中國在半導體領域最好的突破口

半導體應用范圍極其廣泛，只要用電的地方，就會用到功率半導體，包括電網、電源。所以說這個市場很大，而且細分行業很多。而新能源是功率半導體的最大市場。相比傳統汽車，新能源汽車對功率半導體的需求增長15倍。

隨著我國新能源汽車持續放量，對功率半導體的需求會急速上升。一個電樁大概需要170個MOS，一輛電動車大約需要100個MOS，2017年中國充電樁差不多有21萬個，這些都對功率半導體產生了很大的需求。

過去兩年國內廠商有所突破，實現了很多功率半導體的國產化。這是國內廠商的第一次進入通訊、圖像、家電市場，而之前這些市場都被國外壟斷了。

新能源汽車對功率半導體的需求很高。以特斯拉為例，特斯拉的電驅模塊需要120個功率器件，全部是英飛凌供應的。這些功率器件相當于是一片晶圓的1／8到1／10面積左右，也就是說一片晶圓只能滿8－10輛車的需求，這還沒考慮良率問題。目前Tier 1未來面臨邊緣化風險，整車廠和功率器件設計公司的結合度很高，配套廠會陷入困境，因為沒有定價權，而上游芯片設計、下游整車廠都有定價權，所以配套廠可能很難生存下來。況且整車廠對驅動模塊的需求是很明確，這些需求以往是通過tier 1實現的，而現在和未來都交給了設計廠來實現。

所以現在tier 1以組裝為主，技術替代性比較強。但相信伴隨政策和資本市場的支持，預計中國未來一定會出現100億以上產值的功率半導體公司，并成為首批進入工業、汽車級應用的半導體公司，并成為半導體在高端領域國產化的領頭羊。

無線移動行業一直是SOC的先驅

隨著市場需要多電源電壓軌的消費類電子產品的推出，當選擇實際工作中所需的IC時，必須考慮成本、解決方案的外形尺寸、電源、占空比以及所需的輸出功率等諸多因素。

據市場某調研機構統計，2016年電源管理IC市場預計將達到387億美元，消費電子、網絡通信、移動互聯領域都是主要的應用市場，汽車電子、新能源領域也逐漸發力。在應用驅動和技術進步的作用下，對電源IC的技術要求也不斷走高。而且隨著應用的不斷創新，電源IC的市場也呈現出需求多樣化，應用細分化，更多高性能電源IC的市場需求也不斷深化以及擴展化，更好地為滿足系統創新，性能提升而服務。

一方面，伴隨著半導體工藝技術的不斷升級，PCB板上的芯片和元器件功能更高、運行速度更快、體積更小，驅使電源管理IC提供更低更精準的核電電壓以及更大的供電電流、更嚴格的電壓反饋精度、以及更高的效率性能。另一方面，電源管理IC應用領域不斷擴張和深入，實現更優異的控制功能、更智能的控制環路，更快速的動態響應特性，更簡化的外圍布局設計等都“不可或缺”。電源管理IC想要“拿得出手”，都需直面這些難題。

電源IC數字化、模塊化、智能化電源IC等已是必然之勢，目前，已日益成為一個戰略性的競爭優勢，特別是在通信、計算以及工業應用等領域。隨著FPGA和SoC的不斷發展，設計人員在下一代嵌入式系統中增加了大量混合信號功能，實現了以前無法企及的系統級性能。如何給功能越來越多、性能越來越高、工藝越來越先進的FPGA供電，確實是一個非常具有挑戰性的問題。比如采用14nm工藝的FPGA會具有更高的性能，相應地也會需要更加高性能的電源與之匹配。而且14nm的 FPGA對電源的要求更加苛刻，對電源精度的要求更高，如果電壓范圍超過了規范的要求，就有可能會使FPGA失效，甚至可能會燒壞。

自2000年以來，無線移動行業一直是SOC的先驅。負責應用處理器SoC的設計團隊：TI的OMAP、高通、三星、蘋果等，已經在系統級手機上實施了電源管理策略。電源管理技術非常復雜，以至于他們很快意識到在內部電源管理IC或PMIC之上需要外部器件。這里的各種解決方案將在SoC內部實施，不需要PMIC，因為目標是保持成本與使用PMIC之前相同或更低的水平。

審核編輯黃宇