從本世紀初開始,電子元器件開始源源不斷地融入汽車中,給汽車和半導體兩個行業都帶了巨大的影響。以ADI公司為例,其2013財年26億美元的全球營收額中,18%來自汽車電子部門。在過去的幾年里,汽車電子是公司里發展最快的一個部門,營收額從10%發展成現在的18%。
汽車與半導體的融合是消費者的需求、環保的壓力、政府的法規和技術前進等多要素所推動的。ADI公司副總裁兼汽車電子事業部總經理Mark Gill將目前汽車行業所面臨的挑戰歸結為六大類:1 歐美國家駕駛人員的老齡化,2 發展中國家新增的大量新手司機,3 日益增加的道路擁堵,4 提高汽車燃油經濟性,5 開發自動剎車系統,6 減小便攜設備對駕駛的不利影響。這些挑戰需要半導體公司更多的參與,順理成章的,市場機會也就蘊含在其中。對此,ADI將自己對汽車電子市場的愿景定義為:更安全、更綠色和更智能。
給汽車以安全的壁壘
安全性的概念已經深入消費者的心中,從廣告中增多的汽車通過碰撞安全測試宣傳就能看出。而汽車的安全,現在已經離不開半導體廠商的技術支撐了。Mark Gill提供了一個數據,在2013年,經由ADI的產品技術,大約已挽救了3000個生命。
作為專注于高性能信號處理的半導體公司,ADI的產品在汽車中應用很多,主要分為預測、預防和防護三大類。在基于視覺、雷達探測的高級駕駛員輔助系統,在防止側滑,防止側翻的ESC和Rollover系統上,在氣囊感應系統上,都有各種ADI的產品。
由于ADI的產品線很寬廣,在同廠商合作時,能根據各種需求,及時推出解決方案。針對某些特定應用,ADI還可以定制芯片(ASIC/ASSP)。有一款型號為BF609的產品,就是全球第一款專門為視覺ADAS定制和定義出來的芯片。它基于Blackfin處理器內核,使用雙核定點DSP處理器和獨特的流水線視覺處理器(PVP)。PVP是為前視ADAS專門定制的軟硬件內核,專為加快圖像處理算法和降低整體帶寬要求而設計。BF609抗高溫且功耗低,可以同時實時實現前向車輛碰撞警告、行人/物體探測、智大燈控制、交通信號識別、車道偏離警告/車道保持輔助五大功能。
當然,僅依靠一項技術的ADAS是不完美的,Mark Gill相信,“只有多種技術結合才能做到更加準確和可靠的防護”。比如雷達技術,可以完美彌補視覺探測的很多不足。ADI在24GHz、77GHz雷達上面都有很多的產品和方案,“它們已經得到了很多車廠的大量采用,同視覺ADAS系統相結合,最大限度地保護行人、乘客和駕駛員的安全”,Mark Gill表示。
針對國內對汽車安全的重視度提高,Mark Gill還特別強調,ADI愿意把基于長期和國際Tier 1供應商以及車廠合作積累的經驗帶到中國,和本土供應商和車廠一起,做更多的ADAS應用來服務中國的市場。
智能化帶來更好的駕乘體驗
在汽車的智能化方面,ADI主要提供針對車載信息娛樂系統的產品。其SharcDSP在目前車內的音頻后處理方面是市場占有率是第一位的,還有很多視頻的處理器或者接口,可以接駁汽車中的多種音視頻信號。SharcDSP的強項是主動降噪技術(ANC)和聲信號處理,它能收集車內的多種噪聲信號,經算法處理后,由多音頻通道反向發布,最大限度降低噪聲。
ADI在近期還推出了汽車音頻串行總線產品(A2B),用于簡化車身信號線路。代表產品AD2410,可通過單根非屏蔽雙絞線電纜傳輸音頻和控制數據,以及時鐘信號和供電信號。這項技術的最大益處是大幅減少了現有電纜線束的重量,從而提高車輛的燃油效率,同時實現高保真音頻。與現有的數字總線架構不同,AD2410收發器無需使用昂貴的集成大容量存儲器的微控制器,AD2410本身就可以做為主從收發器使用。
對于嶄新的A2B技術,市場會接納嗎?對此,Mark Gill并不擔心,“ADI不是拍腦袋空想出一個產品的,在早期研發的時候,已經和很多車廠進行了商議,而且A2B技術正是為了解決車廠的難點而開發的。在樣片階段,我們會和Tier1供應商、車廠一起,根據具體的要求進行修改,所以這個技術已經融入進新車的設計中了,在不遠的將來,肯定會在市面上見到配置A2B產品的車輛。”
綠色環保,提高功效
混動/純電動汽車是目前很熱門的話題,而電池管理是其中的關鍵。無論是傳統的12伏的鉛酸電池還是最新的鋰電池,都需要高精度、高可靠性、智能化的管理。ADI在很早的時候就開始著手,和全球領先的車廠一起進行了很多的調研。他們研發了用于自動啟停的電池管理技術,解決了在暫時停車時關閉發動機已降低油耗,以及在電池電量較低時汽車不能熄火的問題,現在已在全球得到大量的應用。
在動力總成系統中,ADI還有一個強項是隔離。因為汽車電池是高壓的,而控制的信號是弱電信號,中間就需要隔離,數字隔離iCoupler技術是這里的關鍵。它不但能實現信號的隔離,甚至能做到供電的隔離。Mark Gill就很有底氣的表示,“可能在電池管理上,廠商不一定采用ADI的技術,但是在隔離上大多數都用ADI的技術。”
政府對汽車的燃油排放制定了一系列標準,要達到要求,就需要精準的感測。ADI為汽車的動力總成系統提供多種傳感器,包括位置、壓力、溫度、電流等等,它們能在嚴酷的環境下提供準確的數據,使得對排放的控制更加準確。同時,汽車的助力轉向系統也在由液壓向電子方向發展。ADI也提供了很多解決方案,包括目前主推的AMR傳感器。所有這些,都將推進整個行業更快地提升燃油經濟性。
汽車行業近十多年發生了深刻的變化,Mark Gill回憶到,“在十多年前剛涉足汽車電子這個行業的時候,我的聚焦點只是音頻功放,還有一些DSP類的產品”,而在過去的十多年里面,無論是新能源車也好,還是自動駕駛也好,整個行業正在發生翻天覆地的一些變化。“ADI非常高興有這么多的一些技術,這么豐富的經驗,這么強大的團隊,能夠在這樣一場重大變革里面繼續取得一些成績,繼續服務于這個市場”, Mark Gill表示,“在中國,ADI汽車電子也進行了強有力的部署,我們會深耕中國汽車電子市場,全力支持中國汽車工業的發展。”
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