ブログ

自動車業界の 4 つのメガトレンド

自動車業界は現在、電動化、共有自動車モデル、予防安全システム、運転自動化という交通の未来を形作る 4 つの主要なトレンドによって促進され、大規模な変革を迎えています。これらの傾向は、車両の設計方法に大きな影響を与えます。これらのマクロトレンドに対応する自動車の電気/電子部品およびソフトウェアの市場は、2030 年までに 4,500 億ドルに達すると予想されており、これは自動車市場全体の成長の 2 倍以上です。こうした変化に対処する中で、自動車システムの安全で信頼性の高い動作には、依然として重要な要素の 1 つである正確なタイミングが重要です。今日の課題に直面して、高精度タイミング技術は、自動車システム内のセンシング、通信、コンピューティングにおいて重要な役割を果たしています。

センシング、通信、コンピューティングにはタイミングが重要です

1. 電動化: ドライブトレイン技術の革新

自動車メーカーが内燃機関モデルを段階的に廃止するにつれ、電気自動車（EV）市場は今後も加速していくだろう。バッテリーコストの削減、バッテリー寿命の延長、充電機能の向上、EV走行距離の延長により、車両の電動化はさらに加速します。

今日のEVの急増に伴い、多数のチップを必要とする、より高度で複雑な電子自動車システムのニーズが高まっています。これらのシステムはよりクリーンで効率的な輸送を可能にしますが、設計上の課題も引き起こします。これらの高密度電子システムは、電子機器の動作に支障をきたす可能性がある車内の電流増加による電磁干渉 (EMI) の増加に対処する必要があります。堅牢なタイミング製品は、複雑な自動車エレクトロニクスのクロックと同期において重要な役割を果たし、騒音が多く要求の厳しい環境でも EV が確実に動作できるようにします。

2. 自動車の共有利用: 信頼性のニーズを高める

ライドシェアリングからカーシェアリングに至るまで、自動車の共有利用モデルの台頭により、シングルユーザーの車両と比較して最大 90% の時間車両が稼働し続けるため、信頼性の高い自動車システムが求められています。オンとオフのサイクルが頻繁に行われ、磨耗が増加するため、デューティ サイクルの上昇に耐えられる堅牢なコンポーネントが必要です。自動車の動作環境は、高い周囲温度、高い振動、機械的衝撃など、本質的に過酷です。車両を長期間走行させるため、共有使用モデルでは車載エレクトロニクスの信頼性がさらに高く求められます。

今日の自動車は最大 70 個のタイミング デバイスを使用しています。自動車がよりスマートなテクノロジーを採用し、より多くのセンサーを統合するにつれて、その数は増加しています。発振器は、電子制御ユニット (ECU) 、先進運転支援システム (ADAS) 、車載ネットワーク、インフォテインメント、その他のサブシステムなど、幅広いデジタル システムに重要なクロック機能を提供します。共有車両を安全かつ確実に運行し続けるためには、タイミング デバイスにおけるより高い信頼性と回復力の必要性がますます重要になっています。

3. 安全性: パッシブからアクティブへ

自動車の安全性に対するより積極的なアプローチは、機能安全に関する ISO 26262 や、さまざまな厳しい条件下で意図されたパフォーマンスを保証するための SOTIF (Safety of the Intended Functionality) などの規制によって促進されています。これらの安全基準は自動車設計の複雑さを増大させますが、人命を救い、交通死亡事故や重傷事故をなくす戦略であるビジョン ゼロの目標を達成するには不可欠です。

自動車の安全性が進化し続ける中、業界がパッシブ安全システムからアクティブ安全システムに移行するにつれて、正確なタイミングが機能安全を維持する上で重要な役割を果たします。 ADAS コンピューターとセンサーを搭載した安全システムを搭載した車両には、車両のイーサネット バックボーンおよびワイヤレス ネットワークを介した高速で信頼性の高い通信が必要です。セーフティクリティカルな自動車システムでは、コンポーネントの故障は避けられません。タイミング デバイスは、大量のセンサー データを同期し、数 GB/秒のインターフェイスを効果的に管理し、新たな車両間 (V2X) 接続を含む内部および外部の車両システム間のシームレスな通信を確保するために、信頼性と正確性を備えている必要があります。

4. 運転自動化: データ爆発の管理

自動運転は引き続き自動車の最も重要なトレンドの 1 つです。業界はまだレベル 2 とレベル 3 にありますが、運転自動化は急速なペースで進歩しており、レベル 4 が急速に近づいています。電子システムがより複雑になり、自動化を実現するために追加されるセンサーが増えるにつれ、車両は 1 時間あたり 20 TB を超えるデータを生成する可能性があります。このデータの氾濫には、シームレスな通信と、最大 100 TFLOPS の計算能力を備えた高度な処理能力が必要です。

この膨大な量のデータを管理するには、正確なタイミングが不可欠です。タイミング デバイスは、さまざまなセンサーから ADAS コンピューターおよび ECU への高速データ転送を継続的に同期する必要があります。自動車用タイミング デバイスは、予防安全システムや自動運転機能に不可欠であるため、最も要求の厳しい環境条件においても超低ジッター、卓越した安定性、信頼性の高い動作を提供する必要があります。信頼できる正確なタイミングがなければ、自動化によって約束された高度な機能は不可能になります。

タイムリーな変革

電動化、カーシェアリング、アクティブセーフティ、自動運転技術における驚異的なイノベーションが、自動車市場の将来を再構築しています。高精度のタイミング コンポーネントは、この将来にとって重要な部分です。スマートなコネクテッド カーやセーフティ クリティカルなシステムには、最大限の信頼性、安定性、パフォーマンスを実現するように設計されたタイミング コンポーネントが必要です。従来のクォーツ技術から微小電気機械システム (MEMS) 技術に基づく高精度タイミングに移行することで、自動車メーカーはより安全で信頼性の高い自動車システム設計に戦略的投資を行っています。 SiTime の MEMS ベースの高精度タイミング ソリューションは、自動車業界の継続的な進化をサポートし、車両の安全性、効率性、接続性を高めています。

関連ブログ

自動車システムのタイミングの複雑さの増大

重要なのは正確なタイミング: 2023 年の 7 つのトップ テクノロジー トレンド

E/E アーキテクチャの将来とクロックへの影響

関連ビデオ

ADAS 用 SiTime MEMS 車載用発振器

SiTime SiT1881 AEC-Q100 認定 kHz XO プラットフォーム

---