【原创】ADI汽车电子创新技术大盘点

winniewei 提交于 周三, 03/06/2019
【原创】ADI汽车电子创新技术大盘点

作者:张国斌

最新数据显示,中国大陆汽车保有量已经达到2亿辆!平均不到7人就有一辆汽车!而随着5G技术步入我们的生活,更智能、更安全、更环保的新型汽车将使用更多的半导体器件,根据市场研究公司IC Insights的预测,到2021年,汽车电子将是六大主要半导体终端市场中成长最强劲的应用领域!IC Insights市场分析师指出,2018年汽车电子系统的销售额预计将成长7%,达到1,520亿美元,2019年将再成长6.3%,达到1,620亿美元。该公司预计,从2017年到2021年,汽车电子系统销售将以6.4%的复合年成长率(CAGR)成长,这个增速超过其他的主要电子系统类别。

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而随着ADAS、汽车信息娱乐、车载安全等需求增加,汽车中的半导体用量将不断增加,而对于MCU、模拟IC以及特别是传感器制造商来说,汽车电子系统的成长无疑是个好消息,预计汽车模拟IC销售额将增长14%!在众多半导体厂商都在蜂拥进入汽车电子领域时候,创新的技术无疑有很大胜算,作为硅谷里的创新典范,很多人熟悉ADI在通信、消费领域的创新技术如小米手环里的低功耗传感器,通信测试设备中的AD/DA转换器等,在汽车电子领域,ADI有哪些绝活呢?近日,ADI中国汽车电子事业部资深战略与业务发展经理陈晟 (Edward)就与中国媒体分享了ADI在汽车领域的创新技术与产品。

01 ADI的汽车情

”其实ADI产品在汽车电子领域已经有几十年应用历史,我们的汽车业务最早起源于安全气囊传感器。在上世纪90年代以前,很多安全气囊传感器是非常原始,就类似于一个试管--留点空气气泡在里面,当车子发生移动碰撞的时候,气泡挪到一端或另一端,就知道大概这个车子在往哪个方向做加速或减速,或者说有剧烈的碰撞,通过这种很原始的方式来做判断,是ADI第一次把半导体微机电技术应用到了安全气囊传感器里。这是我们对整个汽车行业做出的一个巨大贡献。“他强调,”这个可能大家不知道,因为安全气囊大家平常都不愿意见到,一般消费者诶不关心其后面的技术。“

他表示未来汽车发展就是三个趋势:更安全、更环保绿色、更智能。对应于这三个大方向,有三个技术支撑,一个是自动驾驶,一个智能驾驶舱,一个是汽车电气化,ADI要做的是最基础的工作,因为这些技术背后都需要高精度的传感和测量,高精度传感能够把信号测量出来,然后转换成计算能够处理的信号,这实际上是“三化”背后一个非常重要的基础性工作。”可能很多人都知道人工智能这类数字技术,不过数字技术再牛,需要有很好的信号源,所以类似ADI这样的公司及其技术是整个行业不可或缺的。“他强调。”随着汽车电子化加剧,汽车上应用的半导体器件价值水涨船高,机构预测芯片价值未来会翻番,我认为这个预测还保守了点,因为未来的自动驾驶、电气化里有很多非常不确定挑战。这些挑战需要半导体芯片提供相关的技术,配合系统集成商的软件和系统方案才能够解决这些挑战,例如电池容量、续航里程的问题。“

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他表示ADI围绕用户的安全、成本和续航里程需提供解决方案,例如电动车的续航里程问题,大家可能觉得这仅仅和电池效率、利用率有关,其实里程还涉及很多其他问题例如电机效率、车身自重等,因为车越轻,同样的能量驱动距离就可以更长。ADI汽车电子的主基调就是更智能化、小型化、轻量化。

02 ADI汽车电子主要创新技术介绍

实际上,ADI在汽车电池管理方面已经有近22年历史--在进入新能源汽车赚之前,每辆传统燃油车都需要一个铅酸电池,其实它也需要强大的电池管理系统,尤其是铅酸电池支持启/停功能后,这个看似简单的功能需要非常强大的铅酸电池管理,因为它需要反复做充放电动作,同时又要监控铅酸电池的运转状态,在这个市场上,ADI占据了很大份额。

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此外,ADI收购的凌力尔特(Linear)也在中国市场已经深耕了超过十年,现在大部分汽车都采用了ADI的锂电池管理芯片。”这是非常惊人的数字,可以说我们的BMS伴随着中国新能源汽车发展的历程,非常不容易。“陈晟强调,”我们的锂电池管理已经发展到第五代,目前在开发第六代,这“五”代不仅是一个数字,背后更蕴含了很深的意义,经过这五代超过十年在中国市场的量产应用,我们已经积累了非常丰富的系统经验,能够把这种系统上的需求带到新品设计上去,帮助客户解决很多实际问题。同时,我们在本地的团队,通过十年的摸爬滚打,也积累了很强的工程经验,能跟客户一起成长。“

据悉,ADI第六代产品可能在未来一两年内面世,其实ADI最大的强项就在锂电池的电池管理精度,据他介绍ADI的产品精度可以做得非常高,且能够做到在长达十年的使用过程中,把精度控制在非常小的波动范围内,另外,无论什么复杂工况,如潮湿环境、干燥环境下它都能保持非常高的精度。

高精度有什么好处?高精度能让车厂以及电池供应商能够大胆使用他们的电池容量,而不会因为精度不够而缩手缩脚。其实就是在提高同样电池、同样容量的整车续航里程,他透露这里面有ADI一个非常强大的技术:Buried Zener--这是个非常稳定的基准源,能够给客户提供刚刚才讲到的那些很精确的特性。

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他还透露ADI一个创新技术--无线BMS,这是业内的一个创举。目前BMS系统需要大量线缆进行连接,这些线缆增加了很多人工成本,还降低了劳动生产率,同时还可能对系统可靠性的造成影响。无线BMS可以带来很多好处是不但降低整车重量还提高了劳动生产率,降低了系统复杂度,提升了系统可靠性。

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ADI的隔离技术更是广泛在汽车内应用,ADI的隔离方案在提供安全措施的同时,还能有效的让信号高速通过相关隔离通道,ADI用半导体工艺把两个变压器线圈蚀刻在芯片里面,用它来做隔离,这是非常了不起的一项创举。

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ADI电机传感器也在应用在很多新能源汽车上,这类传感器对精度要求很高,因为精度上任何一点点的偏差会导致输出功率损失。

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据他介绍,在座舱电子方面也大量应用了ADI的创新技术,主要是音视频类产品,如目前市面上绝大多数中高端豪华轿车里面的数字音响功放里都用了ADI的DSP处理器。另外一个就是音频总线--A2B,”它本质上就像高速公路的中心,上面可以连接很多站点,然后车子的信息流可以随时上去,然后通过这个高速公路传到任何一个想传递的节点中去。但是这个高速公路只有一根线,所以它的流量非常大,用一根线把车辆所有相关硬件全部连接在一起,让他们互相之间可以任意地进行通信,这就是A2B的概念。它带来最关键的好处是什么?减重、降低成本,同时能大大降低整个系统设计的复杂性。工程师非常喜欢,爱得不得了。“他解释说。

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还有个技术是C2B,因为摄像头在车内智能化这方面来讲用量非常大,不管车外还是车内的摄像头用量非常大,与A2B类似用一根普通线能够把两个摄像头单元跟后面的处理器能够连接在一起。

他表示未来新能源汽车会有一个模拟引擎声效的需求,主要是基于安全的考虑,因为新能源车太安静。美国的法规要求在纯电动汽车上必须要有外放的喇叭,播放不同的声音来提醒路人;另外也有用户希望体验到法拉利或保时捷引擎的轰鸣声,此外还有车内卡拉OK的需求等,这些都可以由ADI音频DSP来实现。

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还有我们目前熟悉的TOF技术,今年智能手机会大量采用这个技术用于3D人脸解锁,现在汽车也会应用这个技术通过刷脸进入车子。

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”未来在车内还有更多需要识别的内容,如购物或其他的一些体验也需要刷脸,此外,类似手势识别、手势控制以及驾驶员的一些监控都可以用TOF来实现。

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关于目前最热门的自动驾驶,陈晟表示ADI的汽车电子历史就是一部安全自动驾驶历史,要安全自动驾驶就需要更快的反应速度、更精确的感知能力,而这正是ADI所擅长的。

他认为未来在自动驾驶领域将大量应用融合技术---单靠一种技术很难完成未来自动驾驶的平台,因为每个技术都有一些短板,需要在一起互相取长补短,完成一个完整的拼图,这样才能给自动驾驶更多的输入量,让它能够有尽量准确的判断,这就是融合的目的。未来可能有其他的技术在一起来共同完成自动驾驶。

要融合什么?第一个就是摄像头,第二个是IMU(惯性导航单元),此外是激光雷达、毫米波雷达以及超声波雷达等,这些技术融合在一起,通过一个非常强大的处理单元才能够完成未来自动驾驶的功能。

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他说ADI在近两年前发布了一个概念叫Drive360,就是360度自动驾驶,强调ADI在自动驾驶领域能提供异常强大的环境感知力。那是怎么实现的呢?有哪些方案呢?一是毫米波雷达,因为ADI在信号数据上面一直很擅长,在毫米雷达领域,包括24G、77G、79G这些雷达频段ADI都有产品能够覆盖。二是激光雷达,ADI正在研发全固态激光雷达的产品和方案。三是高性能的IMU产品,其实相当一部分自动驾驶的应用实际上是把更高端、更高级的一些行业的需求适当的降低后衍生成针对自动驾驶的IMU。

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而每辆汽车不可或缺的就是电源系统,供电能力不足或有问题,就会影响整个系统的性能,而ADI Power by Linear的产品能够提供非常好的技术给到这些系统。总之ADI有非常多的创新技术应用到汽车电子系统里。

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