前言：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。
△图说：汽车设备设计师在开发初期必须在系统设计上投注更多的精力，许多国际知名汽车电子制造商已经清楚地证明了这么做的好处。另外，进一步与组件供货商协同合作，将可使汽车电子设备组件更能针对性地满足汽车应用需求。
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，在一般的汽车生产成本中，电子产品将占到37%，是目前的2倍之多。
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，借以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。虽然有部份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。
△图说：汽车电子设备或电子系统导入车内应用之后，车用电力供应逐渐呈现不足的现象，使得汽车制造厂必须开始面对功率的控制，以及功率转换技术提出更高的要求，借以推动车用功率半导体、相关封装技术。
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。
△图说：汽车电子制造商不仅要依靠组件的严格测试，还要评估组件供货商过去在可靠性方面的表现，以此判定厂商的合格性，这不仅是一个厂商选择问题，再加上汽车电子多需因不同车种有不同的客制设计，因此汽车电子制造商也必须能与组件供货商展开更密切的先期开发合作。
干扰多如牛毛 安全问题需注意
另外，现在汽车中有太多的电子噪讯源 (例如：微处理器、开关电源等)，因此汽车上的电气干扰绝对是个问题。轻者，这种干扰会导致收音机和电视机接收质量差；重者，在极端情况下，甚至会导至汽车上的电子系统产生失效的情况。为了降低这个问题，办法就是让微处理器与电源透过扩频时钟产生器的设计方式，借以降低特定频率上的峰值噪声幅度，以及改变开关频率等，均可达成降低EMI的作用。
未来汽车中的电子产品会比现在还会更加复杂许多，这绝对是不容抹灭的事实。如果不采取相应的方法解决电子产品增多带来的干扰问题，那么今天遇到的可靠性问题还会变得更严重，而且这不仅是客户满意度问题，甚至还会变成汽车安全上的设计忧虑。
△图说：为了汽车电子产品能大幅降低射频干扰，良好的PCB布建设计是维持系统正常运行的基本保障，而扩频时钟则有助于系统通过EMI认证，而且可以减少电子系统对滤波、遮蔽的干扰。
未来趋势与新的设计方式
那么，应该要如何因应以解决上述的问题？是否应该要重新回归到传统化油器时代呢？
其实不然，设计者只要透过与汽车制造商紧密合作，并在设计的初始阶段就能仔细关注到每个设计环节、并找出解决克服之道的话，便能降低失误的情形。对一般汽车驾驶者而言，一旦汽车发生故障现象，其问题大都源自系统的设计阶段而不是生产阶段。因此，一旦设计者在设计中没有解决可能发生故障问题的根源，生产线的组装过程自然不可能在生产过程中排除这些潜藏问题。另外，没有可靠的组件，也不可能生产出可靠的汽车，因而只采用系统级的方法是不能解决所有问题，系统与组件必须要双头并进。
因此，汽车电子制造厂商欲完成产品的设计，以提高未来汽车的质量，同时考虑到卓越的系统设计与出色的组件可靠性，这些都必须要系统设计阶段时完善地规划，因为系统架构问题在后来的设计阶段是很难解决的。
考虑到功率、热量和空间限制的汽车电子系统规划
由于汽车的电子网络环境程度越来越高，因此在开发初期就确定系统间传递信息的类型，以及确定系统通讯控制方式，是至关重要的工作，一般的汽车电子系统设计者，在功率、热量和空间限制的考虑上，必须在系统设计规划阶段就要能够发展出最佳的解决方案。虽然说目前以单一子系统在备用状态可能只消耗2到3毫瓦的能量，但是在汽车的智能化系统不断增加的趋势下，未来1台汽车就有可能会搭载100个以上的智能化子系统，如此一来便会快速消耗储存于汽车电瓶中的电量；因此，诸如此类的限制因素，可能对电源系统类型的选择产生重大影响。
另一方面，就像上述所提到的部分，整体的汽车电子设计必须在系统设计规划时，考虑防止子系统间可能产生干扰的措施，就像上述已经提到的那样，而系统组件之可靠性也是非常之重要的关键，只采用系统验证技术还是不够的。
再者，从过去发展过程来看，汽车设备制造商一直把重点放在单个组件的质量上，借以确保电子组件、系统IC运作时的可靠质量。这个过程确实很重要，但是只有这种过程还不能确保系统的可靠性，就像1个 DC/DC 控制器电子IC具有非常出色的性能，并具有优越性的标准，当然很容易就能通过组件的合格性测试。但是，组件在汽车电子整体设备的工作模式、环境下，就无法获得百分之百确定性。
比方说，同时接通顶部和底部的闸极驱动组件，那么即使该电子IC组件本身不会有任何问题，但仍可能会损坏外部的金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor；MOSFET)；因此，这类问题不容易从组件测试阶段时，就能够被完整地检测出来。
△图说：电子产品在汽车中会得到越来越多的应用，这种趋势是不可阻挡的，但是如果按照现在这样的趋势发展下去，那么电子系统的可靠性问题，将使得汽车设计发生严重的瓶颈。因此，必须改变传统汽车电子产品的设计逻辑方式。
如何选择零组件、IC电子组件？
即便是零组件(组件)在进行测试后能够合乎标准，但并不表示就能满足汽车制造商的规范，所以汽车电子设备制造商必须非常仔细地选择IC供货商。汽车电子设计厂商必须要检视组件供货商过去的故障率，并进一步了解该组件供货商的质量文化，而这必须要通过电路设计师、测试工程师，以及芯片设计者，同时都能确保其组件具有一致的质量和可靠性。
其次，汽车制造商在考虑总体性的设计成本之前，并不是在满足最低要求的情况下、单纯地选择最具低成本优势的组件，这一点也很重要。在选择组件厂商时，不够充分的应用支持、交货不够准时，以及附加的外部组件所带来的成本，这都必须经过周延考虑。最后，只要有可能选择到专门为严格汽车环境设计的组件。
基本上，组件应该有宽温度工作范围的规范，就电源管理组件而言，在有些情况下，要能够承受高达 150℃的温度变化幅度。对于电源组件来说，仅规定组件的额定工作温度为 125℃还不够，因为工作温度会高于环境温度，因此必须要随时保持畅通的子系统，就应该采用具有非常低的待机模式电流的组件，尽可能地减少电池泄漏；另外组件能够承受冷车发动和负载突降情况，也是非常重要的。
要提高可靠性，汽车系统设计师与组件设计师的互动过程势必不可缺少。因为建构出汽车电子设备的系统架构朝向合理化，仔细选择组件供货商，以及专门为汽车应用设计的组件，绝对是未来保证汽车可靠性的关键因素。
换句话说，组件的可靠性虽是基本要求，但是只有组件级可靠性的基本要求，在汽车电子系统的设计中，却是绝对不够的。
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