AUTOMOBIL-ELEKTRONIK sprach mit Michael Hannawald, Head of MCU Marketing Unit in der Automotive Business Group bei Renesas Electronics Europe, über die Geschäftslage, die Situation nach dem Merger von NEC und Renesas, den Markt für Automotive-Halbleiter, die Strategie sowie die Produkte von Renesas im Automobilbereich.

Herr Hannawald, wie laufen die Geschäfte bei Renesas?

Michael Hannawald:Als Weltmarktführer im Bereich Automotive erfreuen wir uns nach wie vor einer großen Nachfrage nach unseren Produkten. Wir erwarten ein moderates Wachstum für das laufende Geschäftsjahr, welches etwas über dem Marktwachstum der Halbleiterbranche im Automotive-Bereich liegt – und das trotz der Nachwehen, die das katastrophale Erdbeben und die Flut in Thailand mit sich gebracht haben.

Langfristig sieht Renesas Electronics mit stabiler Wachstumsperspektive in die Zukunft. Die bekannten Restrukturierungsmaßnahmen und die mit dem Merger 2010 verstärkte Fokussierung auf Automotive  haben sich bereits in signifikanten Projektgewinnen ausgewirkt, die ab 2016 das Geschäftsergebnis positiv beeinflussen werden.

Michael Hannawald (hier im Gespräch mit AUTOMOBIL-ELEKTRONIK-Redakteur Alfred Vollmer): „Aufgrund unserer klaren Fokussierung auf Automotive … sind wir sehr optimistisch, unseren Marktanteil weiter auszubauen.“

Michael Hannawald (hier im Gespräch mit AUTOMOBIL-ELEKTRONIK-Redakteur Alfred Vollmer): „Aufgrund unserer klaren Fokussierung auf Automotive … sind wir sehr optimistisch, unseren Marktanteil weiter auszubauen.“ Alfred Vollmer

Welche Auswirkungen hat der Merger der Halbleiteraktivitäten von Renesas und NEC für die Automotive-Kunden?

Da gibt es mehrere Aspekte, durch die sich Vorteile für unsere Kunden ergeben werden. Jetzt gibt es eine klare Ausrichtung auf Automotive als strategischen Markt, eine Lieferabsicherung durch ein transparentes Business-Continuity-Programm, eine technologische Führung im Embedded-Flash-Prozess für MCUs, zukunftsweisende neue MCU-Produktfamilien sowie eine Stärkung des Systemangebots durch erweiterte Analog- und Power-Produkte.

Nach dem Merger im April 2010 wurde ein 100-Tage-Strategieprogramm definiert, das als Basis die technologische Führerschaft in Bezug auf Qualität und Zuverlässigkeit sowie geringste Stromaufnahme zum Ziel hatte.

Hieraus ist die wegweisende Entscheidung gefallen, als einziger Halbleiterhersteller den 40-nm-Embedded-Flash-Prozess als direkten Nachfolger des 90-nm-Prozesses einzuführen. Dieser Prozess weist signifikante Vorteile in Bezug auf integrierbare Funktionalität, Leistungsfähigkeit und Stromaufnahme auf und dient als Basis für die neue 32-bit MCU-Produktfamilie RH850.

Bezüglich der MCU-Kerne haben wir eine scharfe Konsolidierung betrieben und bieten ein komplettes MCU-Portfolio auf Basis unserer beiden proprietären CPU-Kerne RL78 und RH850 an. Kundenorientierte Leistungsfähigkeit, flexible Skalierbarkeit gepaart mit geringster Stromaufnahme sind die Schlagwörter für diese Produktpaletten.

Im Bereich Analog und Power konnten wir aus den Stärken der Vorgängerfirmen schöpfen und das Angebot komplettieren, so dass wir jetzt in der Lage sind, für die fokussierten Segmente ein komplettes Angebot für Systemlösungen zu offerieren. Die aus der Fusion neu hervorgegangene Firma Renesas ist jetzt in der Lage, nicht nur die passenden MCUs als zentrale Steuereinheit sondern auch die Schnittstellenbausteine  in Form von Mixed-Signal-ASICs beziehungsweise ASSPs hin zur Sensorik und die passenden Treiberbausteine – Gate-Treiber und MOSFETs – auf der Aktuatorenseite anzubieten.

Es können also vielerorts bereits Gesamtsysteme mit einer Komplettlösung von Renesas Electronics bedient werden.

Michael Hannawald: „Wir haben traditionell eine starke Stellung im Bereich Mikrocontroller und sind mit Abstand die Nummer 1 für Automotive-MCUs.“

Michael Hannawald: „Wir haben traditionell eine starke Stellung im Bereich Mikrocontroller und sind mit Abstand die Nummer 1 für Automotive-MCUs.“Alfred Vollmer

Wie wird sich der Markt für Automotive-Halbleiter entwickeln?

Der Automobilmarkt für Halbleiter wird global weiter wachsen. Das ist getrieben durch neue Herausforderungen, die durch gesellschaftliche Ziele wie CO2-Reduktion und vernetzte Gesellschaft vorgegeben sind. Diesen Herausforderungen stellt sich die Automobilindustrie bereits, wodurch sich spezifische Anforderungen für die Halbleiter im Automobilsektor ergeben. Diese werden die Treiber für einen vermehrten Bedarf an Halbleiterbauelementen sein.

Nehmen wir als Beispiel Leistungshalbleiter und Mixed-Signal-Produkte: Gesellschaftliche Vorgaben erfordern CO2-optimierte Verbrennungsmotoren. Erreicht wird dies unter anderem durch den Einsatz kundenspezifischer Mixed-Signal-Bausteine, die Anwendungen, wie variable Ventilsteuerungen, elektrische Ventilantriebe oder stromgesteuerte Zündung unterstützen und steuern. Vermehrt eingesetzte Sensorik erfordert  die Weiterverarbeitung analoger Signale und führt dadurch zu einem sprunghaften Anstieg von Mixed-Signal-Bausteinen.

Die zunehmende Elektrifizierung von mechanischen und hydraulischen Aggregaten führt zur Substitution durch Elektromotoren und damit zu einem erhöhten Einsatz von Leistungstransistoren.

Intelligente Leistungshalbleiter, wir nennen sie IPD, Intelligent Power Devices, ersetzen zunehmend die elektromechanischen Relais und Schalter mit einer insgesamt höheren Zuverlässigkeit und Robustheit.

Zukünftige applikative Trends wie Autonomes Fahren, Elektromobilität, HMI-Fahrzeug-Bedienungskonzepte und C2X-Kommunikationskonzepte werden ihr übriges tun, den Halbleiterbedarf auch für MCU/MPUs spürbar steigen zu lassen. Diese Trends stellen die technologischen Treiber der näheren Zukunft dar.

Auf welche Automotive-Segmente will sich Renesas in Zukunft fokussieren?

Renesas Electronics ist bereits seit mehr als 15 Jahren ein Hauptanbieter von Halbleiterelementen für die Automobilindustrie, und wir werden uns weiterhin mit abgestimmten MCU-Produktserien auf die klassischen Segmente konzentrieren, in denen wir bereits jetzt führend sind. Emerging Applications wie zum Beispiel ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) sind schon früh erkannt worden und werden durch spezielle MCU-Serien abgedeckt.

Für grafikorientierte Anwendungen wie Display, Audio und Navigation sind ARM-basierte MPU-Lösungen, abgestimmt auf die verschiedenen Leistungsanforderungen, in der Entwicklung.

Im Analog- und Power-Bereich ist es das Ziel, in den fokussierten Segmenten Body, Powertrain und Chassis/Safety die Schlüsseldesigns zu gewinnen. Dabei sind die Segmente Powertrain und Chassis eher ASIC-dominiert, während bei Safety und insbesondere Body zunehmend ASSPs zum Einsatz kommen.

Unsere Intelligenten Power-Devices (IPDs) zielen in erster Linie auf den Body-Markt, hier vornehmlich auf Lighting-Anwendungen, kommen aber vermehrt auch für das Powertrain-Segment zum Einsatz. Die Renesas Low-Voltage-MOSFETs finden – vereinfacht gesagt – überall dort ihre Anwendung, wo letztendlich ein Elektromotor anzutreiben ist.

Kurzum, Renesas Electronics ist ein Breitband-Anbieter für Automobilhalbleiter, und wir ermöglichen unseren Kunden, Systemlösungen aus einer Hand zu beziehen und damit kommerziell, logistisch und technisch Synergien zu nutzen.

Mit unserer langjährigen Erfahrung und einem anerkannten technischen Support werden wir unseren Kunden weiterhin die bestmögliche Unterstützung anbieten, um zukünftige Herausforderungen gemeinsam zu meistern. Das ist das Erfolgsrezept, mit dem wir uns die führende Marktposition erarbeitet haben und das wir auch weiterhin verfolgen werden.

Aufgrund unserer klaren Fokussierung auf Automotive, der globalen strategischen Ausrichtung und einer Produktstrategie mit MCU, Analog- und Power-Produkten, jeweils auf der Basis modernster Prozesse, sind wir sehr optimistisch, unseren Marktanteil weiter auszubauen.

Welche Produktstrategie verfolgt Renesas im Automobilbereich?

Wir haben traditionell eine starke Stellung im Bereich Mikrocontroller und sind mit Abstand die Nummer 1 für Automotive-MCUs. MCUs werden auch weiterhin der größte Umsatzmotor sein.

Es gibt eine klare Fokussierung auf die beiden proprietären CPU-Kern-Architekturen für Real-Time-Anwendungen im Automobilbereich, nämlich RL78/X1 mit 16 Bit für Low/Mid-MCU-Anwendungen sowie RH850/X1 mit 32 bit für Mid/High-MCU-Anwendungen. Beide Produktpaletten befinden sich in der Entwicklung; erste Muster sind jeweils vorhanden – und das nur gute zweieinhalb Jahre nach dem Merger!

RL78/X1 für Body und Dashboard zeichnen sich durch extrem niedrige Stromwerte von unter 0,15 mA/MHz aus. RH850/X1 wird auf Basis der 40-nm-CMOS Embedded-Flash-Technologie gefertigt und führt das erfolgreiche Serienkonzept fort, welches speziell zugeschnittene 32-bit Produktserien für die jeweiligen Applikationsbereiche bereitstellt. Für die sich neu entwickelnden Applikationsfelder Elektromobilität und Fahrerassistenzsysteme wird es auch eigene Produktserien geben. RH850/X1 erreicht trotz ihrer hohen Leistungsfähigkeit extrem niedrige Stromverbrauchswerte von unter 0,5 mA/MHz.

Für MPU-Produkte im Infotainment- und Grafikbereich werden ARM-Cortex-Kerne verwendet. Das Spektrum reicht von ARM9- bis hin zu Quad-Core-ARM15-Produkten.

Analog- & Power-Produkte spielen eine zunehmend wichtige Rolle in der Produktstrategie von Renesas Electronics. Ein großes Angebot an speziell für den Einsatz im Automobil entwickelten Bausteinfamilien von Leistungshalbleitern steht in Form von MOSFETs, IGBTs, FRDs, IPDs und mit Mixed-Signal-Technologien zur Verfügung. Unsere MOSFETs der NP-Serie sind für den Einsatz bis hin zu Temperaturen von 200 °C geeignet. Wir setzen auf unseren Systemlösungsansatz aus MCU und A&P, so dass unsere Kunden vermehrt ihr ganzes System aus Renesas-Komponenten aufbauen können.

Michael Hannawald: „Der Einsatz von mehreren Kameras und Radarsensoren und die Anbindung beispielsweise von Car-to-x-Systemen, für die Renesas Electronics eine Ein-Chip-5,9-GHz-Lösung bemustern wird, ist eine Herausforderung an die Kommunikation...“

Michael Hannawald: „Der Einsatz von mehreren Kameras und Radarsensoren und die Anbindung beispielsweise von Car-to-x-Systemen, für die Renesas Electronics eine Ein-Chip-5,9-GHz-Lösung bemustern wird, ist eine Herausforderung an die Kommunikation…“Alfred Vollmer

Welche Strategie verfolgen Sie beim Infotainment?

Renesas Electronics wird mit seiner skalierbaren ARM-basierten Familie die gesamte Anforderungspalette von Entry-Level Connectivity-Radios bis hin zu hoch-performanten 3D-Navigationssystemen unterstützen.

Im Entry-Bereich kommen Cortex-A9 CPUs in Kombination mit 2 bis 10 MByte integriertem RAM zum Einsatz. In Verbindung mit schnellen seriellen Flash-Interfaces und QFP-Gehäusen können so die Systemkosten erheblich reduziert werden. Die CPU-Performance von 665 bis 1000 MIPS mit zusätzlicher NEON-Extension sorgt zusammen mit dem OpenVG-HW-Grafikbeschleuniger, Video-Eingang-Entzerrung, NTSC/PAL und  JPEG-Decoder sowie zahlreichen Interfaces wie CAN, MOST, Ethernet, USB etc. für eine integrierte Lösung für Connectivity-Radios, HMI- und Handwriting/Gesture-Recognition-Systeme.

Für den Mid- und High-End Bereich kommen Multi-Cortex-A9 bis zu Quad-Cortex-A15-CPUs mit NEON-Extension zum Einsatz. Hier reicht die skalierbare CPU-Performance von 3000 bis über 20000 MIPS. Die notwendige 2D/3D-Grafikleistung wird von GPUs von Imagination Technologies bereitgestellt und liefert eine Spitzenleistung von bis zu 192 GFLOPS/s. Für Video- und Audioprocessing stehen jeweils eigene HW-Beschleuniger bereit. Dedizierte Cache-Systeme entlasten das Memory-Subsystem, so dass die volle Bandbreite von bis zu 12,8 GByte/s des 64-bit-DDR3-Interfaces effektiv zur Verfügung steht. Durch die Vielfalt der Applikations-Interfaces wie USB 3.0, SATA, PCIe und Ethernet AVB, deckt Renesas die Anforderungen zukünftiger Infotainmentsysteme ab.

Welche Strategie verfolgen Sie im Bereich Fahrerassistenz?

Moderne Fahrerassistenzsysteme sind definitiv einer der Zielmärkte von Renesas Electronics, da über die Fahrerassistenzsysteme sukzessive der Weg zum autonomen Fahren geebnet werden wird. Daher haben wir uns früh auf diesen Markt konzentriert und stellen Lösungen für komplexe, sicherheitsrelevante Radar- und Kamerasysteme zur Verfügung.

Die ASIL-D-fähige Produktserie RH850/V1x eignet sich bestens zur Unterstützung anspruchsvoller Anwendungen, wie Abstands- und Geschwindigkeitsregelungen mit Bremsfunktion, Überwachung des toten Winkels oder Fahrspurassistent  und Fußgänger­-Erkennung, die massive Rechenleistung zur Extraktion der Objekte aus den Kamera-Rohdaten erfordern.

Der Baustein RH850/V1M enthält zwei 900 DMIPS starke 32-bit-CPUs des Typs RH850, wobei eine CPU durch einen redundanten Kern funktional abgesichert ist. Er bietet einen 4 MByte großen On-Chip-Flash-Speicher, einen parallelen DSP sowie ein 2 MByte großes integriertes RAM und vieles mehr, wie Flexray- und Ethernet-AVB-Funktionsblöcke.

ADAS-Komfort-Anwendungen wie Rundumsicht-Kamerasysteme werden durch Multi-ARM-Core-basierte MPU-Produkte abgedeckt, die außergewöhnliche CPU-, Grafik- und Bilderkennungsleistung in einer Single-Chip-Lösung gewährleisten. Renesas kann zum Beispiel ein 3D-Rundumsicht-System vorweisen, bei dem die Einzelbilder verschiedener Kameras zu einem Bild zusammengesetzt werden und so einen 360-Grad-Blick ermöglichen, bei dem der Benutzer seinen Standpunkt wie bei Computerspielen selbst verändern kann. Solche Systeme helfen zum Beispiel beim Einparken mit einer Fahrzeugansicht von oben und sind die ersten Schritte in Richtung Augmented-Reality.

Der Einsatz von mehreren Kameras und Radarsensoren und die Anbindung beispielsweise von Car2Car- oder Car2Infrastructure-Systemen, für die Renesas Electronics eine Ein-Chip-5,9-GHz-Lösung bemustern wird, ist eine Herausforderung an die Kommunikation der Systeme untereinander. Auch aus der Unterhaltungselektronik kommen Anforderungen in das Fahrzeug, wie zum Beispiel Ethernet. Renesas setzt auf diese Entwicklung und ist in mehreren Arbeitskreisen vertreten, die die Umsetzung ins Auto unterstützen und weitertreiben, um in Zukunft noch höhere Bandbreiten zu ermöglichen. Renesas Electronics wird auch hier seinen Beitrag leisten, die Entwicklung des Autos von morgen mitzugestalten.

Welche Bedeutung hat die Elektromobilität für Renesas?

Wie wichtig dieser neue Markt ist beziehungsweise mittelfristig sein wird, lässt sich momentan noch schwer beantworten. Trotz der Unsicherheit über die Wachstumskurve stellen wir uns den technischen Forderungen aus diesem neuen Segment durch entsprechende Technologie- und Produktentwicklungen, denn ein Ersatz oder Ergänzung des Verbrennungsmotors durch elektrische Antriebe wird einen zusätzlichen Bedarf an Halbleitern nach sich ziehen. Das größte Wachstumspotenzial sehen wir hier für Hochspannungs-Leistungshalbleiter wie beispielsweise IGBTs, aber auch das Management beziehungsweise die Überwachung der zum Einsatz kommenden Batterien verlangt neue, auf diese Aufgabe zugeschnittene Bauelemente. Demzufolge arbeiten wir bereits seit einiger Zeit sehr intensiv gemeinsam mit unseren Kunden an der Entwicklung optimaler Produkte für diesen Einsatzbereich.