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自動車に半導体はどう活用されている?カーエレクトロニクスについて

自動車には非常に多様な技術が用いられています。これは自動車に求められることが増えたためです。ただ移動をしさえすれば良いなら、そこまで高度な技術を用いる必要はないでしょう。しかし安全性の確保、快適さの確保を求めた結果、自動車は半導体の塊とまでいわれるようになっています。そこで以下では、半導体が自動車においてどのような役割を果たしているのか、解説していきます。

半導体が産業機器の高機能化を生む

半導体は特定のジャンルに限って役に立っているものではありません。広範な産業で半導体素子は用いられ、半導体なくして現代社会は成り立ちません。家電、パソコンやスマートフォンなどの通信機器、他にもロボットやロケットなど、多種多様な産業で組み込まれています。

さらに、素子の微小化が進み処理能力も向上。それに伴い半導体を用いる機器の性能も向上し続けています。また、ICチップの価格が低下することで応用の幅もさらに広がり、様々な分野での技術レベルが向上、IoTやスマート家電などの実現にも大きく寄与しています。

自動車産業が牽引

色んな産業で半導体が活躍していますが、その中でも強い関連性を持つのが自動車産業です。自動運転や車載ネットワークは高機能化が進んでいますし、現在だとほとんどの車でカーナビの搭載がされていますがこれが今後進化し、パソコンが一体化したような自動車も登場するといわれています。例えば順路のナビゲーションはもちろん、インターネットに接続しメールや各種アプリを使うなど、通信技術をより活用したものも出てくるでしょう。

カーエレクトロニクスの例

自動車に電子技術が用いられたカーエレクトロニクスは真新しいものではありません。自動車が一般に利用され始めた当初から存在していますし、自動車を駆動させるために当たり前に使われている技術です。

しかしカーエレクトロニクスを支える半導体が進化をしているため、これに付随してカーエレクトロニクスも進化しています。そこで以下では特に注目すべき話題、車載ネットワークのことと自動運転に関する話に焦点を当てていきます。

車載ネットワーク

自動車の運転は人の操作によって行われます。しかし100%人がコントロールしているわけではありません。自動車が備えるネットワークが機能することで、安全性および快適性確保が実現されています。当たり前のように自動車を運転していますが、その裏では自動車自身が色々な働きをしてくれているのです。

例えば一つの自動車の中でも用途に応じた複数のLAN(ローカルエリアネットワーク)が繋がれており、互いに情報をやりとりしながら制御、高い機能性を実現しています。

車載LANの中でも特に重要な存在がCAN(コントローラーエリアネットワーク)です。信頼性が高く、基幹ネットワークからボディ系、パワートレイン系など幅広く使われています。

これに対しLIN(ローカルインターコネクトネットワーク)はコストパフォーマンスに優れた車載LANプロトコルです。コストカットの目的で、単純なコントロール部分を担当しています。

これらが相互に作用し合い、安全性等を確保しています。しかしながらまだまだ課題も残されていますし、新たな安全策の模索も続けられています。

自動運転

自動運転も提唱され始めてしばらく経ちますが、現代においても一般に広く普及したとまではいえない状況です。というのも安全対策を万全するためには高いレベルのカーエレクトロニクスが実現されなければならず、その安全性が十分に確保されたうえで大量生産がされなければなりません。

そのためにも、少なくとも安全走行制御の技術がある程度成熟しなければなりません。そこで前項の車載ネットワークをさらに発展させていかなくてはなりません。

今でも、周囲の物との距離や位置をミリ波レーダーで感知し、衝突が起こると判断したときにブレーキアシストとシートベルトの巻取り、運転者の安全性を高めるという技術などが進められています。他にも様々な制御が電子制御で統一されつつあり、自動車のすべてが制御できるようになれば、最終的には全自動型の走行ができるようになるでしょう。

単なる内燃機関としてでしか機能しなかったのではこういった技術は実現不可能ですが、半導体を駆使してこういったネットワークを構築することで、自動運転さえも目指すことができるのです。

 

今後の伸びが期待されるMEMS製品

MEMSはMicro Electro Mechanical Systemsの略称で、微細加工を可能にする技術をいいます。自動車に限らず医療・バイオテクノロジーなどの分野でも活用されています。

自動車の車両の走行においては、例えばアンチロックブレーキシステム(ABS)横滑り防止システム(ESP)電子制御サスペンションシステムなど、運転支援機能としての導入例が多くあります。海外では導入が義務化されているケースもあります。

今後は標準化が進むとみられておりMEMS製品の需要は増加、その分半導体の活躍の場もさらに広がることでしょう。

  

まとめ

電気自動車の普及や自動運転が可能な自動車が増えてくるなど、自動車分野においてもエレクトロニクスの貢献度はより大きくなっています。半導体の存在はこのエレクトロニクスにおいて欠かすことのできない前提となりますので、半導体のニーズもまだまだ尽きることはないでしょう。

別ページ:半導体は何ができるモノ?特徴や半導体素子の役割を解説

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