ADI深耕工业和汽车市场

在过去一年的半导体下行周期里，大家已经充分看到了以工业和汽车作为目标终端市场的稳定性。因为对技术、可靠性和供应周期有着严苛的要求，工业和汽车半导体市场一直以来都是芯片厂商期待但又难以攻克的高地。
 
作为一家在芯片行业深耕数十年的芯片企业，基于自身深厚的技术积累，再加上过去几年对Linear和Maxim等行业领先厂商的收购，ADI已经成为这两个市场不可或缺的重要玩家。
 

 
据该公司的财务数据，如上图所示，2022财年，ADI录得了120亿美元的营收。其中50%来自工业，21%来自汽车，16%来自通信，13%来自消费电子。由此可以看到工业和汽车在公司产品构成中的重要性。
 
乘着这些优势，ADI对这两个市场发动了新一轮的冲击。
 
两大市场的机会
 
ADI中国区工业市场总监蔡振宇先生首先强调，工业是ADI非常看重且具备优势的领域，这从去年工业贡献公司营收的比例中可以看到。他进一步指出，工业不只是狭义上的工业自动化，而是主要包括以下这几点：
 
一是包括储能相关产品在内的能源产品；另一个是传统的工业自动化，如工厂相应设备、现场仪表等；还有一个是仪器仪表，如大家可能会用的桌面仪器(如示波器)和一些半导体测试设备等；此外还有医疗应用。以上应用都被ADI划归工业应用范畴，由此也可以理解为何这个业务能贡献公司一半的营收。
 

ADI中国区工业市场总监蔡振宇先生
 
在蔡振宇看来，整个工业自动化或者工业发展领域有着鲜明特点和趋势：
 
第一，实现工厂数字化，以发掘新的洞察信息。工业革命从第一次、第二次、第三次到自动化以后，工业应用越来越强调数字（也就是数据）的重要性，尤其是结合未来的大数据和人工智能相应的领域的话，未来的工厂会以数字化去挖掘更多的洞察。
 

• 赋能流程自动化，助力打造智能边缘。这紧密承接前面的数字化，有了大量的数据以后，怎么用好这些数据，怎么让用户利用相应的洞察来帮助调整和保持整个工厂的运营效率显得尤为重要。
• 打造可持续发展的未来。这包含两点：一是工厂运营一定要提高效率，因此，工厂用的一些电机或者控制方法必须效率更高；另外就是能源方面的变革。ADI现在越来越多地发展新能源，就是为了确保能源的获取和消费能更清洁、更可持续。
• 利用工程智能机器人实现敏捷制造。现在利用机器人的应用场景越来越多，尤其在某些场景，像汽车、智能制造领域，机器人的数量会越来越多，以前是大的机器人，现在是协作机器人、还有AGV（自动导引车）这种小型的机器人，黑灯工厂里面负责仓库运输和设备运检的机器人也越来越多。

 
正因为如此，工业市场带来的芯片机遇是显而易见的。但除此以外，迈向“智能化”和“电动化”的汽车也给ADI这样的芯片供应商带来了新的可能。
 
据德勤的统计报告，与传统燃油车相比，新能源单车使用芯片数量逐渐变大。以自动驾驶技术为例，自动驾驶级别越高，对传感器数量要求越多，L3级别自动驾驶平均搭载8个传感器芯片，而L5级别自动驾驶所需传感器芯片数量提升至20个。
 

汽车电动化带来的电子元器件BOM提升
 
统计进一步指出，至2022年，新能源汽车车均芯片搭载量约1459个，与传统燃油车搭载芯片数量逐渐拉开距离。展望2025年，汽车电子元器件 BOM（物料清单）价值将有显著提升，这主要是来自于新能源汽车电池管理及电动动力总成对电子元器件的需求（如逆变器、动力总成域控制器 DCU、各类传感器等）。
 

汽车电子电气化架构演变路线图
 
面对这些趋势带来的机会，ADI已经做好了充分准备。
 
工业市场的全面出击
 
“工业本身是非常宽泛、分散、多应用的场景，但整合了美信和凌特产品优势的ADI拥有约7.5万产品种类，这让公司在面向广泛应用场景时拥有了非常大的优势。”蔡振宇总结说。他进一步指出，ADI与自动化相关业务的产品包括但不限于：
 
一、高性能的精密仪器、精密的产品。如ADC/DAC、传统的运放。公司今年还推出了几款24位的SAR ADC、高性能的运放，这是ADI一直以来的优势领域；二、面对工业检测需求，ADI能提供MEMS技术和智能的烟感技术，未来，公司还可能会有一些对有毒有害气体检测的传感技术；三、隔离技术，这对于机器设备的强弱电机之间隔离非常重要，ADI在这方面还在持续的投入；另外，虽然ADI不做功率器件，但公司能提供机器人里用的或者说强电高压场景所需要的IGBT驱动产品。
 
值得一提的是，针对当前备受关注的数据安全问题，结合美信的安全控制芯片，ADI推出了一些“芯”品，保证数据传输的安全。ADI同时还推出了结合信号链、隔离和MCU工业检测技术而做出的电源解决方案。
 
总而言之，ADI所推出的一切产品，都是为了帮助工业市场更好地实现数字化。因此，在日前于上海举办的慕尼黑电子展上，ADI带来了公司在工业数字接口上的一些新想法和新方案，当中就包括了IO-Link和工业以太网。除此以外，ADI还带来了边缘检测的智能处理解决方案。
 
首先看工业数字接口方面，ADI带来了IO-Link和工业以太网。其中，IO-Link是一种相对较新的工业传感器标准，因为采用标准的连接器、电缆和协议，该标准在实际应用中能够简化与智能传感器和执行器的通信。具体到系统中，则由许多IO-Link从站设备（具有IO-Link协议的传感器/执行器，具有IO-Link 协议的集线器与普通的传感器/执行器组合）构成。它们通过标准电缆，连接到IO-Link主站组成。



据介绍ADI能够提供包括MAX14819、MAX14819A等在内的在IO-Link主设备端收发器，在设备端收发器上，ADI也提供了MAX22513、MAX22515等明星产品供选择，得益于这两大产品线在电流限制、导通电阻和最高工作温度上等核心指标上的优异表现，ADI成为了工业传感应用市场不可或缺的重要角色。
 
来到工业以太网方面，也是ADI在工业接口方面的另一个着力点，尤其是其中的10BASE-T1L。作为一项位于物理层之上技术，10BASE-T1L兼容现有的100 Mbps或1000 Mbps工业以太网技术，最高可以实现1km范围内高达10Mbps速度的传输，供电上也支持PoDL数据线供电。
 
与标准CATX电缆相比，这些电缆更轻、成本更低、尺寸更小，通常也要易于安装。10BASE-T1L技术支持重用现有的一些单双绞线布线基础设施。又因为现场传感器需要电源，这就使通过电缆传输功率的能力对于偏僻位置至关重要。而10BASE-T1L标准有助于在本质安全应用中提供高达500 mw功率，在非本质安全应用中提供高达60 W功率。这就解决了上述谈到的应用中的大挑战。
 
据介绍，ADI提供了ADIN1100和ADIN1110这两大10BASE-T1L PHY和MAC PHY产品。当中，后者集成了MAC，更适合于如传感器等对于MCU资源要求较低的应用中。而对于需要打造环形网络拓扑的客户，ADI也提供了双端口的ADIN2111。
 
在慕尼黑电子展现场，ADI还展示了公司自研的智能电机传感器解决方案——OtoSense。
 
对于工业自动化市场有了解的读者应该知道，为了保障工厂高效、可靠和安全生产，拥有多个优势的预测性维护在最近几年已成为了大家的关注重点。有见及此，ADI基于自有的硬件和智能的AI数据处理技术，再加上一些自研的算法打造一个方案。
 
据ADI方面介绍，该方案仅需4颗可更换的1.5V AA锂电池供电，内部集成ADI高性能传感器、精密转换器和信号链，能捕获电机的振动、温度、速度和磁通量等各种参数，在早期就能检测出电机异常状况，并通过Wi-Fi连接将这些数据安全地发送到后端云进行处理。云上运行并集成到Web应用中的人工智能引擎分析数据并监控电机的运行状况，使客户可以在手机移动应用程序或PC端网络仪表板上实现7x24小时电机状况监控。



在实际应用中，客户可以直接把ADI的这个方案放在工厂的设备上，让它“学习”整个电机运行的状态，对电机的基本状况有所了解。而在充分了解后，该设备一方面可以实时检测电机运行的状态，以辨别其是不是在最优化或者是不是保持效率最高的状态点。更重要的是，该方案还能对电机可以做相应的预测性维护。
 
据蔡振宇介绍，ADI目前提供的算法能支持电机经常碰到的，包括供电异常、定子异常、转子异常、机轴不平衡、定转子对称、轴承异常、轴心偏移、散热异常和固定异常等9种故障预测。同时，ADI也在开发更多的算法，以期解决更多的问题。



在展会现场，ADI还带来了一款集成卷积神经网络（CNN）加速器和 Arm Cortex-M4F 微控制器的新型AI智能微控制器 MAX78000。因为采用了专有的节能架构，所以该方案能够在电池供电的情况下支持面部识别和关键词识别等边缘应用。此外，ADI还展示了一款新型六位半电压测量模块，其尺寸与普通名片大小相当（77.7mm * 46.3mm * 20mm），能支持双通道电压测量，测量范围为+/-20V，分别提供20V/2V/0.2V三档手动调整和自动调整，可达到档位的小数点后六位。
 
蔡振宇表示，面对未来的工业发展需求，ADI会因势而动，给客户提供更便利可靠的解决方案。
 
汽车市场的再接再厉
 
虽然对于ADI来说，汽车业务仅占了公司两成的营收。但正如ADI亚太区汽车业务市场总监陈晟所说：“从具体的产品或者是客户端的可见度来看，ADI已经有越来越多的产品被客户（不管是车厂还是tier-1）广泛地接受。客户除了认可ADI能够给他们带来价值外，还认可公司在解决问题上提供的帮助。”
 
“整个行业正朝着智能化、电动化的方向发展，行业正在经历从量变到质变的过程，对价值的需求会更明显。这也是ADI能在汽车行业取得长足发展的很重要的基石。”陈晟接着说。


ADI亚太区汽车业务市场总监陈晟
 
据陈晟介绍，ADI在汽车半导体市场主要关注几个方向。如音视频体验就是ADI现在和未来的发力重点。具体到产品方面，除了提供A²B 总线技术、音频DSP外，ADI还提供了用于行人警示及主动声浪（AVAS/ESE）的软件。
 
来到视频方面，ADI则提供吉比特多媒体串行链路(GMSL)技术，以满足当前汽车上摄像头和屏数量在几何级地增长的需求。此外，串行器和解串器（SerDes）也是ADI重点投入的方向，因为公司在这方面已经积累了很好的产品和IP，能够在带来极好性能的同时，显著地帮助降低整个BOM (Bill of Material，物料清单)成本。
 
“用系统级的方法去降成本，这是ADI做新产品时都会考虑的。”陈晟补充说。
 
在陈晟看来，BMS则是ADI在汽车市场必谈的一条产品线，这也是ADI非常看好的一个市场，公司也有很多很好的技术可以提供给客户。除了BMS，ADI在汽车电源方面的表现也很不错——不光提供通用的电源器件，也有针对特别应用的器件（如摄像头、毫米波雷达和SoC PMIC等）而推出的电源产品。除此以外，ADI还在做类似于碳化硅驱动的产品，以应对当前SiC大潮需求。
 

ADI中国汽车电子事业部技术市场总监沈飞
 
“上述所谈到的都是我们的一些硬件产品，但现在的ADI因为在软件上有了更多的投入，这让我们有了更好地服务客户的方式。”ADI中国汽车电子事业部技术市场总监沈飞补充说。他表示，在加入了软件部分后，ADI现在能提供的产品形态从以前的模拟技术和数字技术，转变成了现在模拟、数字加软件这样的产品形态，这是配合现在一些车载的电子电气架构变化，以满足客户对供应商的新层次要求而做的决定。换而言之，客户不再只是需要你提供一个模拟或数字芯片，而是希望你能提供一个解决方案，甚至提供整个功能的定位。这对于如ADI这样的供应商来说，是一个新的变化。
 
在与陈晟的交流中，他多次强调了公司领先的产品和技术。尤其在谈到中国客户的时候，陈晟强调，因为其在新汽车时代的影响力，ADI还针对性地开发一些产品。此外，ADI还在中国本地组建了团队，以期更好地服务中国客户。
 
在本次的慕尼黑电子展上，ADI就带来了中国团队自研的车载电池管理模拟前端芯片ADBMS1818。



陈晟表示，这款芯片在国内市场的反响非常好。这一方面得益于它秉承了ADI的技术能力、成熟的设计以及质量管控体系；其次，因为ADI完成了本土化的布局，这让公司能够把许多芯片开发、定义及测试的工作放在中国，同时还可以在中国本土寻找供应链合作伙伴，实现生产的本土化。
 
资料显示，ADBMS1818可测量多达18个串联连接的电池单元，总测量误差小于3.0 mV，对于像50V这样的电池模块可以单芯片实现支持，对于像储能应用场景而言，多个ADBMS1818器件串联也可以同时监测很长的高压电池串。同时，ADBMS1818还支持菊花链（isoSPI）隔离通讯，支持反向菊花链传输，支持最大200mA内部被动均衡电流，支持全通道实时均衡，被广泛应用于储能和电动车场景中。
 
在慕尼黑电子展展台上，ADI还展示了专为汽车电池管理系统的高可靠性和低延时要求而定制的ADBMS6832无线电池管理系统，该芯片消除了传统有线线束系统的机械挑战和成本，满足行业严苛的安全要求，同时为 OEM 提供超高的灵活性以实现电动汽车的量产。目前 ADI 的无线电池管理系统支持已经量产的最新一代18通道模拟前端采样芯片ADBMS6832，内部集成36颗ADC来实现ASIL-D功能安全目标，除了应对里程焦虑之外，对于更长远的废旧电池回收和利用体系亦有帮助。



针对整车的以太网发展趋势、ADI还在展会上带来了公司的E²B总线创新技术展示。据介绍，这是一款使用汽车以太网10BASE-T1S技术的解决方案，能支持传感器和执行器实现以太网至边缘设备连接，例如用于简化低成本实现前灯尾灯照明系统，内饰氛围灯等，有助于向基于Zonal的架构过渡，大幅节省电缆成本，显著减少ECU的数量，并且支持通过无线更新部署新功能和增强功能。
 
“E²B希望解决最后一两米的以太网化，而且它不需要在末端布置比较复杂的软件就实现以太网的铺设。”沈飞补充说。
 
面向未来的汽车需求，ADI还展示了基于数字信号处理器的电动车引擎声浪模拟系统以及原本用于可穿戴设备的ADI生命体征监测VSM芯片ADPD6000和即将发布的ADPD7000，在ADI看来，这些方案能够给未来的汽车带来不一样的体验。
 
“长期来看，新能源汽车及智能网联汽车还处在发展阶段，这可以类比于2010年智能手机的状态，后面还有很长的路要走，有更多更精彩的东西要呈现。对于行业来讲，未来一定是以价值为取向的。因此，从ADI来说，我们在给行业提供创新产品的同时，也希望通过产品的定义、设计乃至规模化生产来降低成本，能让用户用更优的价格享受到更好的产品和服务。”陈晟说。