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  •  08/16/2023

【车用SiP模组】打造智慧座舱的隐形推手


在快速成长的汽车产业中，车用电子技术的进步慢慢将汽车转变成一个能够智能互联的科技产品。在这方面，近期最引人注目的重点之一，就是「智能座舱」的实施，这一项变革彻底改变了驾驶人和乘客的乘车体验。

但是却很少人知道，带来这场「智能座舱」革命的是一股不为人知却强大的驱动力「车用SiP模块」，就是它将所有先进功能共同整合。SiP（系统级封装）模块是这一场变革的核心，是一项改写汽车电子领域的革命性技术。我们将深入探讨车用SiP模块是如何推动智能驾驶舱的演进，并彻底改变汽车电子产业。

什么是智能座舱？

智能座舱是汽车的新世代内装设计，重点在于提供更简单、直觉并且可联网的驾驶体验。它整合了各种尖端技术，例如：信息显示、触控屏幕、语音识别和控制和人工智能助手，为驾驶人和乘客创造一个互动和个性化的环境。


车用SiP模块：智能座舱落地的幕后推手

汽车电子在智能座舱的发展中发挥着关键作用。这些电子装置实现了各种元件的集成，允许不同系统之间快速交换信息资料，从而营造出一个相互协作的智能驾驶环境。车用SiP模块可以说是车用电子领域发展的重要基础。它能将多个晶片和元件集中在单一封装模块中，由该模块提供运算能力并提升效率，进而实现智能座舱的运行。


为什么智能座舱需要车用SiP模块？

车用电子系统整合

之所以需要SiP模块，最重要的莫过于它的系统整合能力。它可以在智能座舱中建立统一且互联互通的系统。透过所有电子功能的整合，SiP模块能够让不同功能之间的信息串接并共享，使得各种系统之间能够快速交换信息，例如娱乐、导航、主动安全辅助系统（ADAS）和温度控制，从而形成一个协调和整合的「智能座舱」。此外，经过电子功能整合之后，还能进一步简化维修和诊断过程，让后勤人员更容易有效率地找出和解决问题。

延伸阅读：车用电子：你是否已经准备好迎接崭新世代的科技革命？

感测器融合与感知技术

智能座舱中的另一个重要组成是感测器融合与感知功能。这个功能将来自各种感测器的信息（例如摄像头、激光雷达、雷达和超声波感测器）进行整合，让车辆具备全方面而且即时的环境感知能力。

经过车用运算模块处理后的感测器信息，才能让先进驾驶辅助系统（ADAS）精准判断行驶指令，从而实现车道保持辅助、自动紧急制动和自适应巡航控制等功能。感测及感知功能也为未来智能座舱设计中的自动驾驶功能奠定了基础。

延伸阅读：车队管理：团队聪明管理的无形之手


联网与通讯系统

智能座舱中也包含先进的联网与通话功能。这个功能让驾驶人可以快速连结外部设备、云端服务和互联网，为乘客提供多种连接服务和娱乐选项。透过车用网路存取装置(NAD) SiP模块的联网能力，无论是即时路况、语音助手控制或是软体更新，车主都能够确保智能座舱随时跟上最新的服务和功能。


车用SiP模块的挑战与解决方案

综观而言，车用SiP模块将会改变汽车产业的市场局势，但是就像任何革命性技术一样，它在生产和应用中也会面临挑战。让我们更近一步地了解开发团队在开发车用SiP模块时所面临的障碍，同时，USI也会为您建议克服这些问题的解决方案。

挑战1：复杂的整合和微型化

设计SiP模块需要将多个晶片和元件整合在单一封装模块中。随着智能座舱持续进化，具备更多先进功能，工程师要在有限的空间中，将不同的功能设计在板上，这就是一个巨大挑战，因为模块化的设计优劣攸关于智能座舱的流线设计和功能，同时要考量系统的复杂配置。

解决方案：先进的封装技术

为了克服这个挑战，各家制造商正在转向先进封装模块制造技术，也就是SiP系统级封装。这些技术能实现更高水准的微型化和异质整合，允许元件更紧密的排布，并将模块的整体尺寸最小化。因此，解决了空间限制，同时不影响模块的性能。

延伸阅读：系统级封装(SiP) : 一站式微型化解决方案

挑战2：信号完整性和电磁干扰（EMI）

SiP模块内部元件彼此可能会产生信号干扰和退化的问题，进而影响智能座舱功能的表现。此外，由于紧凑的布局，可能会产生电磁干扰（EMI），影响模块的稳定性。

解决方案：EMI屏蔽和信号路由技术

为了确保最好的信号完整性并减少电磁干扰，开发团队会使用EMI屏蔽材料和先进的信号路由技术。仔细考虑布局，使用地面层和信号线路，有助于减少信号干扰，确保不同元件之间的信息能够顺畅交换。

挑战3：成本控管及优化

虽然SiP模块具备多项优势，但是受限于复杂的设计和制造所导致较高的生产成本。对于一项SiP模块开发专案来说，如何平衡SiP封装技术的优势与成本效益成为一个关键课题。

解决方案：设计优化和材料选择

为了解决成本效益问题，具备丰富经验的工程师团队能够加以优化SiP模块的设计，并仔细选择更为经济又可靠的材料。与半导体供应商合作并优化供应链也有助于降低生产成本。

USI环旭电子正与车用系统单晶片(SoC)解决方案供应商紧密合作，积极推动智能座舱系统的发展。整合上述各项解决方案，USI已成功缩小车用运算模块的尺寸，同时确保DDR的高速运行。模块化的设计减少主板的占地面积，提高了运算性能和智能座舱系统的品质和效率。

若采用车用运算模块，汽车品牌客户可以将主要的研发重点放在主板开发上，节省研发成本。此方法能为制造商降低主板成本，并在较小的模块区域内实现高密度的PCB设计。

我们的方法包括先进的底部封装填充、BGA（球格阵列）安装、嵌入式被动元件和高密度SMT（表面贴装技术）等模块开发技术。模块特性包括重要的控制组件，如系统单晶片(SoCs)、动态随机存取记忆体（DDR）和电源管理集成电路（PMICs），可独立于主板运行。


智能座舱的美好体验，近在眼前

在不久的将来，每位车主都能够从智能座舱中享受舒服的出行体验，要实现这样的未来，车用SiP模块功不可没。这项创新正在改变汽车行业，透过提升使用者体验、优化空间，以及推动汽车电子领域的进步。在不远的未来这些项目都将不再只是想象：

提升的使用者体验

毫无疑问，SiP模块的车电功能整合能力能进一步提升智能座舱的使用者体验，确保与娱乐系统、导航和其他智能功能的互动顺畅无阻。透过直觉的控制和快速的资讯存取，您的驾驶旅程将变得更加愉悦和个人化。

人工智能和机器学习的整合

借助SiP模块的运算能力，智能座舱将融合更多边缘运算、人工智能和机器学习功能。这种整合会根据车主的喜好和习惯，带来更加个性化的驾驶体验。像是保养提醒，主动地告知车辆保养时程，甚至是针对个人驾驶习惯的安全强化功能，人工智能将重新定义您与车辆的互动方式。简而言之，透过集中和处理信息，智能座舱中央系统将打造更安全的驾驶环境。

延伸阅读：【探索云端边缘】边缘运算伺服器全方位应用场景

互联网连接和5G

凭借5G技术的应用，智能座舱与外部设备和云端的服务能够实现快速的信息连结。这种高度连接性将实现导航、娱乐和车辆信息的即时更新，打造真正互联的驾驶体验。透过丰富多样的娱乐选项，您的旅程将变得比以往更加愉快和有趣。

延伸阅读：你不可不知的5G产品开发两大挑战！一站式5G射频测试链助攻

作为这些进步的催化剂，车用SiP模块凸显了对于汽车科技的重要性。智能座舱将变得更加先进和直觉，为您的各项出行需求量身打造。凭借着更加分的安全性、网路连结和以及个性化行驶设定，未来的电动汽车已经不再只是一项交通工具，而是一款个性化的高科技产品。智能座舱将改变您的驾驶体验，和你一起向每一次的舒适旅程出发。


FAQs

1.  什么是智能座舱，它们如何提升驾驶体验？ 
智能座舱整合多种先进的功能，如数位资讯显示、触控萤幕、语音识别和AI助手，提供直观和高速联网的驾驶体验。这些都是凭借车用运算模块来实现个性化驾驶体验，以此提供丰富多样的娱乐选项，彻底改变现代驾驶员与汽车互动的方式。

2.  车用SiP模块在智能座舱的应用？
车用SiP模块主要应用于智能座舱的车用电子系统整合、感测器融合与感知技术以及联网与通讯系统，从三大面向加以强化车辆出行的安全、娱乐性，同时针对每一位车主提供更多座舱中的个性化选择。

3.  生产车用SiP模块面临哪些挑战，又该如何解决？ 
要生产车用SiP模块，其中的挑战包括微型化所面临复杂整合、信号完整性、电磁干扰和成本优化。解决方案则包含先进封装技术、电磁遮罩及设计优化和材料选择。要能够妥善执行各项解决方案，开发团队在先进封装技术方面也必须具备的丰富经验。

4.   车用SiP模块对于车厂有哪些好处？ 
采用车用SiP模块能够让车厂专注于主板开发，减少研发时间和成本。同时，它也有助于在较小的模块区域内实现高密度的PCB设计。

5.   未来智能座舱中有哪些可以期待的先进功能？ 
我们可以期待提升的使用者体验、优化驾驶安全和网路连接速度、AI和机器学习的整合，以及凭借5G技术的无缝连接，实现即时更新和娱乐选项。


欲了解更多深入细节，欢迎 由此洽询 USI环旭电子专业团队
 

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