ST Micro zamierza skorzystać na ożywieniu w motoryzacji

Choć wśród sześciu największych na świecie dostawców półprzewodników na rynek samochodowy aż cztery pochodzą z Europy, niezmienną od lat listę otwiera Freescale z około 9- procentowym udziałem w rynku, a ST Microelectronics zajmuje trzecie miejsce z 7%, plasując się tuż za niemieckim Infineonem. W drugiej połowie 2009 r. ST zanotował silny wzrost sprzedaży swoich produktów na rynkach mikrokontrolerów, kart elektronicznych, zaawansowanych układów analogowych, układów dużej mocy oraz MEMS.

W planach rozwoju na najbliższe lata firma stawia na cyfrowe produkty konsumenckie i właśnie rynek samochodowy.W USA i w Europie popyt na samochody wzmacniał się już od połowy ubiegłego roku, a w Chinach, obecnie największym rynku samochodowym na świecie, niemal od początku 2009 r. Według Databeans, wartość rynku półprzewodników motoryzacyjnych wynosiła w 2008 r. 20 mld dol., jednak w związku z kryzysem w branży miała się w 2009 r. skurczyć do ok. 15 mln dol.

Od kilku miesięcy jednak branża sukcesywnie odrabia zaległości z rocznym tempem wzrostu 9%, czyli wyższym niż dla produkcji samych samochodów. Poprawę sytuacji odzwierciedlają także przychody STMicroelectronics. W III kwartale ubiegłego roku ogólna sprzedaż wyniosła 2,27 mld dol. i była niższa o 16% rok do roku, ale wyższa o 14% niż w kwartale wcześniejszym. Prognozowane na ostatni kwartał 2009 r. przychody mają wynieść 2,4–2,5 mld dolarów, co oznaczałoby w ujęciu kwartalnym 9-procentowy wzrost.

Z Freescale do ST Micro

Rys. 1. Udziały firm w światowym rynku półprzewodników motoryzacyjnych w 2008 r. wg Databeans

ST Microelectronics chce zwiększyć swój udział w rynku półprzewodników motoryzacyjnych, nie tylko rozszerzając asortyment produktów, ale również trafiając na nowe rynki zbytu, także w USA, i m. in. dlatego postanowił zatrudnić u siebie menedżera od zarządzania działem mikrokontrolerów Freescale na stanowisku szefa grupy produktów motoryzacyjnych.

Paul Grimme pracował przez ponad 20 lat w USA, we Freescale, ostatnio jako wiceprezes i dyrektor generalny grupy mikrokontrolerów, a wcześniej był zatrudniony w grupie półprzewodników Motoroli. ST ściągnął amerykańskiego dyrektora wraz z rodziną do Europy, przekonując go do zmiany trybu życia, licznych przyzwyczajeń i rozpoczęcia nauki włoskiego. Z całą pewnością na decyzji firmy zaważyła znajomość branży przez Grimme'a oraz jego przeświadczenie o wzrastającej roli elektroniki i mikrokontrolerów w samochodzie, a także wiedza, jak w najlepszy sposób dostarczać półprzewodniki koncernom motoryzacyjnym.

Zdolności i kontakty biznesowe nawiązane przez Grimme'a przez lata współpracy z koncernami motoryzacyjnymi w Stanach Zjednoczonych i w innych krajach mają tu ogromne znaczenie. Bez wątpienia miał on swój udział w sukcesie Freescale na rynku motoryzacyjnym USA. Technologia tej firmy jest stosowana w ogromnej większości nowych amerykańskich samochodów. Wśród asortymentu firmy wyróżniają się czujniki, produkty analogowe, 8-, 16- i 32-bitowe rodziny mikrokontrolerów. Umożliwiają one podwyższone bezpieczeństwo, sprawne sterowanie podstawowymi układami pojazdu czy działanie telematyki.

W opinii Grimme'a, branża motoryzacyjna kładzie nacisk na jakość relacji z partnerami oraz ich zdolność do dostarczania produktów i rozwiązań zgodnie z zobowiązaniami, ponieważ w tym sektorze istotny jest długookresowy cykl funkcjonowania podzespołów, czyli czas, w ciągu którego można poznać ich zalety i faktyczną wartość. Oznacza to, że współpraca między przedstawicielami firm kształtuje się nawet przez dziesięciolecia.

Więcej elektroniki

Zadaniem Grimme'a będzie dokonanie dokładnego przeglądu oferty produktowej europejskiej spółki i wydobycie z niej tych aplikacji, które wciąż można zaadaptować do elektroniki samochodowej. ST jest jednym z czołowych na rynku samochodowym dostawców półprzewodników do skrzyń biegów, systemów rozrywki samochodowej/infotainment czy układów zawieszenia. Inne obszary zastosowania półprzewodników to zaawansowane zespoły napędowe, a w nich silniki z wtryskiem GDI i wysokoprężne z układem common-rail oraz rozwiązania pozwalające zwiększać efektywność energetyczną silnika i ograniczyć emisję spalin.

Rys. 2. Prognoza obrotów na światowym rynku półprzewodników motoryzacyjnych wg Databeans

Następny interesujący dla STMicroelectronics obszar to elektryfikacja pojazdów, czyli wprowadzenie do samochodów technologii elektrycznych i zaawansowanej architektury elektronicznej oraz przejście na zasilanie elektryczne lub hybrydowe. Znaczny potencjał rozwojowy Grimme dostrzega także w elektronicznych systemach bezpieczeństwa. Ich zastosowanie wpływa na poprawę bezpieczeństwa osób i ograniczenie liczby ofiar w ruchu drogowym.

W związku z technologią x-by-wire, czyli elektronicznym sterowaniem pojazdem, stosowanym w funkcjach układów kierowniczego, hamulcowego, zmiany biegów, kontroli dynamiki jazdy czy zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy (ADAS), kwestią szeroko dyskutowaną przez konstruktorów stają się względy bezpieczeństwa. Sterowanie elektroniczne ma wpływ na bezpieczeństwo podróżujących, zwiększa się ono dzięki poprawionej ergonomii wnętrza samochodu i szybszemu dostępowi choćby do funkcji hamowania i przyspieszania, wykonywanych w x-by-wire nie za pomocą pedałów, ale z kierownicy. Niemniej jednak wątpliwości wciąż budzi wysoki stopień skomplikowania układów.

Bezpieczne układy dwurdzeniowe

Z uwagi na stopień skomplikowania i wielość aplikacji i układów elektronicznych, producenci szukają rozwiązań, które zagwarantują 100% sprawność ich działania w samochodzie. Wysiłki te wsparły również organizacje IEC i ISO poprzez przyjęcie odpowiednich standardów i określenie nowych wymogów w zakresie bezpieczeństwa funkcjonalnego.

Tak samo jak w awionice, gdzie za ważne funkcje odpowiadają urządzenia działające w układach redundantnych, i w motoryzacji zaleca się rozwiązania, w których stosowane półprzewodniki byłyby zdublowane. Krok w tym kierunku wykonał STMicroelectronics, wprowadzając w 2009 r. dwurdzeniowy mikrokontroler nowej generacji, w którym każdy z rdzeni odpowiada za wykonanie tego samego programu. Dublujące się elementy obliczeniowe odpowiedzialne za funkcje związane z bezpieczeństwem wzajemnie monitorują swoją pracę, a jeśli dojdzie do awarii, system przechodzi w „tryb jazdy bezpiecznej”.

Mikrokontroler ten STMicroelectronics opracował we współpracy z Freescale. Identyczne układy SPC56EL oraz MPC564xL sprzedawane oddzielnie przez ST i Freescale składają się z dwóch 32-bitowych rdzeni Power z 1 GB pamięci Flash. Poza wykorzystaniem w jednostce napędowej, mikrokontroler będzie przydatny w zastosowaniach związanych z bezpieczeństwem takich jak aktywne zawieszenie poprawiające dynamikę jazdy, elektryczne wspomaganie kierownicy, ABS czy system adaptacyjnej regulacji prędkości jazdy (ACC) oparty na wykorzystaniu radaru i procesora DSP.

Prace nad dwurdzeniowymi mikrokontrolerami ST i Freescale prowadzą wspólnie w ramach podpisanej jeszcze w 2006 r. umowy o wzajemnej wymianie licencji, której jednym z celów było wzmocnienie pozycji architektury Power na rynku motoryzacyjnym. Poza 32-bitowymi MCU, współpraca dotyczyła także wysokonapięciowych układów MOS dużej mocy oraz technologii półprzewodnikowych elementów mocy (IGBT). Zacieśnienie współpracy ST z Freescale miało służyć zwiększeniu ich udziałów w rynku, jednak zadanie to utrudnia silna konkurencja ze strony m.in. Infineona i innych europejskich producentów, którzy nie ustają w inwestowaniu w R&D i regularnie wprowadzają innowacje.

Marcin Tronowicz