安森美智能電源和智能感知技術(shù),為汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)增添新動(dòng)能!
當(dāng)前,汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化“新四化”的深刻變革,而汽車(chē)電子技術(shù)的升級(jí),更被看作是推動(dòng)汽車(chē)“新四化”的關(guān)鍵所在。在此大背景下,提高汽車(chē)電子的智能化水平,已成為打造差異化競(jìng)爭(zhēng)的重要手段。
作為汽車(chē)電子領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,安森美的智能電源和智能感知解決方案,對(duì)提高汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性,以及降低汽車(chē)的排放污染、燃料消耗等均起到了促進(jìn)和帶動(dòng)作用,同時(shí)也使汽車(chē)智能化技術(shù)得以廣泛應(yīng)用。
為了讓大家全面地了解這些解決方案,安森美中國(guó)區(qū)應(yīng)用工程總監(jiān)吳志民圍繞“汽車(chē)和工業(yè)”兩大方向?qū)ζ溥M(jìn)行了詳細(xì)介紹。
(安森美中國(guó)區(qū)應(yīng)用工程總監(jiān)吳志民)
發(fā)力汽車(chē)電子,打造規(guī)模優(yōu)勢(shì)
據(jù)悉,安森美是一家脫胎于摩托羅拉的老牌芯片公司,經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展,目前已經(jīng)形成集技術(shù)研發(fā)、配套生產(chǎn)、服務(wù)保障于一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
據(jù)吳志民介紹,安森美擁有很強(qiáng)的制造能力,在全球很多國(guó)家和地方都有設(shè)計(jì)中心和制造工廠。無(wú)論是前端和襯底設(shè)施,還是后端設(shè)施,安森美都能在保證質(zhì)量和交貨的前提下,加快新技術(shù)的上市時(shí)間,微調(diào)流程以最大化性能。
要知道,安森美的使命是通過(guò)推動(dòng)創(chuàng)新,創(chuàng)造智能電源和智能感知技術(shù),解決最具挑戰(zhàn)性的客戶問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),安森美于2021年8月正式更名并啟用了新的LOGO,集中精力發(fā)展智能電源和智能感知技術(shù),支持汽車(chē)和工業(yè)高增長(zhǎng)的大趨勢(shì)。
比如,在工業(yè)領(lǐng)域,安森美主要專(zhuān)注新能源、充電站、機(jī)器視覺(jué)等核心業(yè)務(wù);在汽車(chē)領(lǐng)域,安森美可以提供用于汽車(chē)功能電子化的電源半導(dǎo)體,以及用于ADAS的傳感器、LED照明、模擬電源管理的相關(guān)產(chǎn)品。
“從市場(chǎng)表現(xiàn)來(lái)看,汽車(chē)和工業(yè)是安森美增速較快的兩大領(lǐng)域,這也是為什么我們提出智能電源和智能感知技術(shù)的原因。”吳志民指出。
近年來(lái),隨著節(jié)能環(huán)保的理念深入人心,以及自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷成熟,電動(dòng)汽車(chē)在整個(gè)產(chǎn)業(yè)中所充當(dāng)?shù)慕巧@得愈發(fā)重要。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Canalys發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,預(yù)計(jì)2028年全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量將攀升至3000萬(wàn)輛,而到2030年電動(dòng)汽車(chē)將占據(jù)全球乘用車(chē)銷(xiāo)量的近半壁江山。
可以預(yù)見(jiàn),如此龐大的電動(dòng)汽車(chē)規(guī)模,必將進(jìn)一步提升車(chē)載半導(dǎo)體的重要性,并將帶動(dòng)構(gòu)成汽車(chē)電子系統(tǒng)的半導(dǎo)體元器件需求快速增長(zhǎng)。
在吳志民看來(lái),汽車(chē)半導(dǎo)體有望成為芯片行業(yè)中最強(qiáng)的終端市場(chǎng),而安森美在汽車(chē)領(lǐng)域的半導(dǎo)體份額也將隨之不斷攀升。
堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),引領(lǐng)行業(yè)前行
自更名和啟用新LOGO后,安森美有了煥然一新的形象且加快其堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的步伐。在汽車(chē)應(yīng)用方面,安森美一直處于領(lǐng)先地位。
據(jù)吳志民介紹,安森美的半導(dǎo)體產(chǎn)品現(xiàn)已應(yīng)用到汽車(chē)領(lǐng)域的多個(gè)方面,比如車(chē)載充電器、電池管理、DC-DC、主驅(qū)逆變、48V皮帶傳動(dòng)起動(dòng)機(jī),以及自動(dòng)駕駛,車(chē)門(mén)、座椅控制等。
以電動(dòng)汽車(chē)的主驅(qū)為例,目前市面上大多采用IGBT模塊,安森美如今也在碳化硅方面加大了投資,因?yàn)樘蓟杓夹g(shù)可以提供更可靠、更高效的主驅(qū)?!鞍采乐黩?qū)的模塊很容易去擴(kuò)展,因?yàn)檐?chē)廠里很多時(shí)候都會(huì)有不同功率段的電動(dòng)汽車(chē),比如150 kW、300 kW,如果用我們的主驅(qū),就很容易做擴(kuò)充。”吳志民表示。
另外,在安全性方面,安森美的傳感器可應(yīng)用在智能駕駛或者先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)上,電源相關(guān)的產(chǎn)品有符合最高等級(jí)的不同產(chǎn)品的配合。而智能感知和智能電源,可以做到最高等級(jí)的汽車(chē)安全完整性等級(jí)D級(jí)(ASIL D)的安全性能。在圖像傳感器方面,安森美的市場(chǎng)份額目前已達(dá)50%,超過(guò)了所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手加起來(lái)的總和。
當(dāng)前,在功率芯片和新材料的推動(dòng)下,汽車(chē)電氣化正在加速發(fā)展。其中,碳化硅(SiC)使純電動(dòng)汽車(chē)克服了硅基器件的限制,取代了驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器和車(chē)載充電機(jī)中的硅基IGBT和二極管,具有能效提高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、輕量化、簡(jiǎn)化冷卻設(shè)計(jì)、充電時(shí)間縮短、續(xù)航里程增加等諸多優(yōu)點(diǎn)。
因此,在熱門(mén)的碳化硅應(yīng)用方面,安森美不僅可以提供從襯底、外延到晶圓的制造設(shè)計(jì)等一條龍的供應(yīng)服務(wù),還能提供裸片、元件和模塊等工業(yè)器件。另外,在系統(tǒng)方面,安森美也有很強(qiáng)的技術(shù)和系統(tǒng)知識(shí),致力于為客戶提供全球的應(yīng)用支持。
值得一提的是,為了增強(qiáng)碳化硅的供應(yīng)能力,前段時(shí)間安森美完成了對(duì)碳化硅晶錠公司GTAT的收購(gòu)。
據(jù)了解,此次收購(gòu)加強(qiáng)了安森美對(duì)顛覆性、高增長(zhǎng)技術(shù)進(jìn)行重大投資以推動(dòng)創(chuàng)新和領(lǐng)先地位的承諾,包括對(duì)SiC生態(tài)系統(tǒng)的投資。安森美計(jì)劃投資擴(kuò)大GTAT的生產(chǎn)設(shè)施,支持研發(fā)工作,以推進(jìn)150毫米和200毫米SiC晶體生長(zhǎng)技術(shù),同時(shí)還投資于更廣泛的SiC供應(yīng)鏈,包括晶圓廠產(chǎn)能和封裝。
加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,提升核心實(shí)力
除此之外,安森美的發(fā)展重點(diǎn)也將放在塑封壓鑄模塊上。據(jù)吳志民介紹,相較于凝膠模塊,壓鑄模塊的功率密度更高、雜散電感更低,尤其是碳化硅可以接受的工作溫度更高,可達(dá)200℃甚至以上。同樣的系統(tǒng)價(jià)錢(qián),用壓鑄模塊可以做到更大潛力和差異化。與此同時(shí),壓鑄模塊的生命周期也比凝膠模塊較長(zhǎng)。
在談及主驅(qū)模塊的封裝技術(shù)時(shí),吳志民表示,現(xiàn)在安森美采用的是一種雙面間接水冷的主驅(qū)模塊,之后會(huì)推出直接水冷的模塊,計(jì)劃2023年將推出雙面直接水冷的模塊,到2024年則會(huì)更優(yōu)化水冷的效果?!翱傮w來(lái)說(shuō),我們把熱阻做得越來(lái)越低,這是我們未來(lái)的發(fā)展方向之一?!?/span>
除了主驅(qū)模塊之外,安森美車(chē)規(guī)的器件也非常多,有很多不同的分立器件,還有一些功率較小的汽車(chē)功率模塊,主要應(yīng)用在車(chē)載充電(OBC)、DC-DC,或者是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)上。
另外,安森美在充電站方面的經(jīng)驗(yàn)也非常豐富。吳志民談道:“我們可以為客戶提供熱和電仿真的模型,這里面很多都會(huì)用到碳化硅的技術(shù),再加上其它的模擬IC、輔助電源,有助于感知保護(hù)做出很好的設(shè)計(jì)?!?/span>
至于智能感知方面的產(chǎn)品,首先要提到的就是安森美圖像傳感器。通過(guò)收購(gòu)的方式,安森美現(xiàn)有專(zhuān)利已達(dá)2300多個(gè)?!霸谖⑼哥R和CFA方面,我們也有自己的工廠,以后也會(huì)使用自己生產(chǎn)的芯片。而在封裝方面,安森美的iBGA、CSP等產(chǎn)品可滿足客戶的不同需求?!眳侵久癖硎?。
除了圖像傳感器,安森美在光學(xué)、圖像信號(hào)處理(ISP)等方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),可以為客戶提供很多系統(tǒng)上面的幫助。比如,在圖像傳感器方面,客戶通常會(huì)特別關(guān)注高動(dòng)態(tài)范圍(HDR),安森美所用的技術(shù)就是超級(jí)曝光,配合均勻的像素架構(gòu),獨(dú)有的超級(jí)曝光技術(shù),提供優(yōu)秀的HDR性能,同時(shí)也可抑制LED的閃爍。
另外值得一提的是,安森美擁有超過(guò)15年的汽車(chē)成像經(jīng)驗(yàn),是首家提供車(chē)規(guī)汽車(chē)圖像傳感器的供應(yīng)商,目前市面上約有超過(guò)4億顆安森美汽車(chē)傳感器在路上跑,其可靠性能極高。
完善產(chǎn)業(yè)布局,締造美好未來(lái)
除了持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新之外,安森美在安全方面也做了不少努力。特別是在這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,汽車(chē)領(lǐng)域的電子設(shè)備越來(lái)越多,汽車(chē)聯(lián)網(wǎng)及智能化程度也越來(lái)越高,這給用戶帶來(lái)便利的同時(shí),也增加了安全風(fēng)險(xiǎn),比如聯(lián)網(wǎng)設(shè)備受到黑客攻擊等。
對(duì)此,吳志民指出,安森美是網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)ISO21434的工作組成員,我們很早就關(guān)注這一個(gè)課題了,并且推出了首個(gè)用于圖像傳感器的網(wǎng)絡(luò)安全方案,能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器身份驗(yàn)證、篡改檢測(cè),以及視頻數(shù)據(jù)加密。
另外,激光雷達(dá)(LiDAR)也是智能感知的一個(gè)重要領(lǐng)域。對(duì)于自動(dòng)駕駛或者ADAS汽車(chē),目前使用的激光雷達(dá)大多是適用雪崩光電二極管(APD)的元件,而安森美提供的則是硅光電倍增管(SIPM)效果更好的元件。
相較于APD,SIPM具有更好的一致性。單拍的話,可以檢測(cè)到150 m的范圍;多拍的話,可以檢測(cè)到300 m的范圍。
作為安森美的另一款智能感知產(chǎn)品,超聲波專(zhuān)用芯片同樣值得一提,它的動(dòng)態(tài)增益和回聲檢測(cè)能夠區(qū)分靜止的物體、人和寵物。
據(jù)吳志民介紹,每一顆傳感器多少都會(huì)有一些差異,在我們專(zhuān)用芯片里,可以增強(qiáng)它不同的特性。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間應(yīng)用,可以發(fā)掘它的特性,提高這一方案的安全性。我們芯片支持很多不同的調(diào)制技術(shù),例如振幅調(diào)制、二進(jìn)制相移健控(BPSK)、頻率啁啾聲,我們?cè)诎l(fā)展下一代產(chǎn)品時(shí),可以加上更好的診斷方法。
最后,吳志民總結(jié)道,在創(chuàng)新的道路上,安森美不斷堅(jiān)持圍繞工業(yè)自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0、機(jī)器視覺(jué)與分散式人工智能等大趨勢(shì)推動(dòng)新的發(fā)展。展望2022年,安森美將繼續(xù)發(fā)力智能電源和智能感知,以智能技術(shù)構(gòu)建更美好的未來(lái)。