[原创] ADI押注汽车芯片
2020-04-12
14:00:18
来源: 半导体行业观察
从德勤的统计数据看来，汽车的智能化、电气化和自动驾驶是行业的必然发展方向。
如下图所示，在2018年到2025年年间，汽车电动化相关驱动系统，以及电池和燃料电池，都有超过接近300%的增长，ADAS和传感器则会增长两倍。其他电子、娱乐座舱和通信等也都有接近20%的增长幅度。反观传统的汽车部件，则增长缓慢，甚至逆增长。
在看到了这个发展趋势之后，汽车芯片的供应商早就已经将重注压在了这些“新兴”领域，ADI无疑是当中最积极的一个。但其实从数字上看，汽车电子并不是模拟芯片巨头的主营业务。
财务数据显示，在ADI公司2019财年的60亿美元的营收中，有50%是来自工业领域，21%来自通信领域，汽车方面的营收仅占16%。而在世界前十的汽车半导体供应商中，自然也看不到ADI的身影。但这个模拟芯片巨头却对汽车芯片却极具野心。ADAS/Sensor则是他们看好的一个方向，这主要与当前辅助驾驶日渐增加以及自动驾驶正在快速发展有关。
过去这些年，为了增强公司在这些方面的实力，ADI除了内部加强研发外，也积极并购。2016年，ADI斥资148亿美元收购电源巨头Linear引起了全行业的广泛讨论。但其实在这一年，ADI还收购了固态激光波束转向技术提供商Vescent Photonics。2019年，ADI又成功收购了专注于新兴无人驾驶汽车和工业应用的RADAR硬件和软件的Symeo GmbH，这让ADI在未来汽车产业非常关注的传感领域有了更深厚的积累。
ADI中国汽车技术市场高级经理王星炜在日前的一场活动中也指出，现在的驾驶辅助系统需要非常可靠的传感器技术，而自动驾驶更是需要雷达技术和摄像头技术的相互协作。ADI则能提供包括雷达和传感器在内的非常可靠的方案，帮助未来自动驾驶的实现。
王星炜指出，ADI拥有非常出色的毫米波雷达，适合应用在在成像雷达领域。这不仅可以帮助探测障碍物，同时还可以区分出多个障碍物之间的距离。其在障碍物区分上展现出的惊喜成都，也给自动驾驶的实现提供了一个非常好的保障和量产的基础。据了解，ADI现在能提供24Ghz和77Ghz的雷达给客户，而据ADI高管在2019年年初接受媒体采访的时候就谈到，在全球现今开发的所有汽车雷达模块中，ADI技术已经占到 50%。
不止毫米波雷达，激光雷达则是ADI冲击自动驾驶市场的另一个重磅“武器”。
所谓激光雷达，就是利用激光当做光源的雷达。与毫米波雷达相比，因为两者的光源波长不一样，这就让他们在实际应用中，各有各的优劣势。毫米波因为光源的原因，在探测距离上受到了频段损耗的直接制约，也无法感知行人，且对周围所有的一切不能准确建模。但这正是激光雷达所擅长的。
据了解，这种雷达不但能发射得比较远，借助于其领先的特性，还能通过建立三维点云图，达到实时环境感知的目的，进一步提升自动驾驶汽车的安全性。而固态雷达则成为了全球发展的重要方向，ADI也是这个市场不可忽视的一个重要玩家。为了推动这种产品的普及，ADI在去年甚至还和First Sensor AG宣布合作，共同开发更低廉的激光雷达传感器。加快自动驾驶的实现。
“激光雷达是面向长距离的环境建模，在中短距离方面，ADI会提供TOF摄像头技术，通过主动光源发射的时间来计算出障碍物景深信息”，王星炜补充说。
除了雷达外，IMU也是ADI在自动驾驶市场的另一个杀手锏。
我们知道，要实现自动驾驶，快速确定汽车当前所处的位置是最重要的。但我们在实际使用过程中，汽车将无可避免地进入到隧道也地下室，这时用以导航的GPS就会失去相关信号，也IMU则在这时候扮演一个重要“向导”。
据ADI官网资料显示，ADI公司的iSensor MEMS 惯性测量单元 (IMU) 传感器以多轴方式组合精密陀螺仪、加速度计、磁力计和压力传感器。惯性测量单元传感器即便是在极为复杂的应用和动态环境下，也能可靠地检测并处理多个自由度(DoF)。为自动驾驶的实现保驾护航。
基于上述几种传感产品，ADI推出了一个名为“Drive 365”技术平台，让自动驾驶的开发变得更简单。
在ADI的汽车芯片布局中，新能源汽车会是他们看中的一个潜力非常巨大的市场，而ADI在其中的电池管理和相关的电气方面也有很强的实力。
首先看电池管理方面。与传统汽车不一样，新能源汽车主要是靠电池来供电的。但在一个新能源汽车中，电池都是以电池组的形式存在，这就使得当中的电池管理变得尤其重要。
据王星炜介绍，ADI产品不仅提供电芯监控，也提供电池组的监控，以及相应的电芯监控之间高压隔离的通信技术，给整个行业提供了一个系统级的解决方案。“ADI完整的产品家族支持从最高800V到相应48V的弱混系统，同时提供非常高的精度、稳定性，以及现在主流的行业所需要的非常高的功能安全等级”，王星炜补充说。
王星炜进一步指出，新能源车的整个电池会有不同的层级：从电芯最基本的底层到模块层，到电池包层，再装到车上，组成一个车级应用。而车还会跟电网有相应的交互，这时候电池的监控就变得相对艰难。但ADI技术针对客户的不同需求，提供12通道，15通道，或者是18通道的产品，而通过双脚隔离聚化链的架构去做相应的隔离通信，然后再把相应电芯的电压和温度信息去给到电池管理的主控芯片做相应的测量，以保证监控的精度与可靠性。而掩埋式齐纳参考源（Buried Zener）技术则是他们能够执行这些监控的重要依仗。
为了应对市场的需求，ADI采用了两种方案，去执行对电池的监控。
王星炜表示，现在业界的BMS产品架构在往两个方向发展：一个是BMS有线通信架构，即BMS每个电芯模组上有一个采样板，采样板之间是通过隔离的双脚线连接，组成一个环形的有线的拓扑；另一个是未来的发展方向，就是无线BMS，每个模块之间不再有传输的通信线了。ADI在这两个领域都有涉猎。其中的无线BMS甚至还能在后续的新能源汽车的电池评估中发挥重要作用。因为这种技术可以和电池进行生命周期的绑定，让整个电池的的生命周期都能一目了然。
此外，ADI还有隔离通信产品，用以保证整个系统的安全。
再看电气方面。新能源汽车需要高压大功率驱动型号，这就需要相应的隔离门驱芯片（gate driver & Isolation芯片），这是ADI非常擅长的。而在电机位置传感器方面，ADI更是拥有非常高的市占率。
除了这些电气化和电池监控方案外，ADI提供的A2B总线，也能给当前的新能源汽车带来显著的提升。作为一种车内音频总线技术，A2B能够使用一根 2 线 UTP 电缆，在距离长达 15 m 的节点之间以及整个 40 m 的菊花链上，传输 I2S/TDM/PDM 数据和 I2C 控制信息以及时钟和电源。A2B 可用作具有嵌入式子网的自身网络，也可用作端点传输总线，与其他更远距离协议配合使用。在 A2B 网络中，所有节点上的时钟是同步的。系统中的每个节点同时接收麦克风和串行音频数据。
据介绍，这种方案不但可配置、灵活、低风险且易用使用，在音频质量和延迟方面，也有很出色的表现。更重要一点，这种技术能降低系统和电缆成本、重量和复杂性。相关数据显示，使用A2B技术，布线重量减少75%。那就意味着电动车能够在更小的重量达到更好的音频效果。同时变轻了的汽车也能够在实际行驶中获得更好的续航旅程。
在汽车市场，ADI还有一个值得关注的技术，那就是他们的DSP。从王星炜的介绍我们得知，ADI的DSP不但能帮助汽车获得更好的音频解码质量，也能应用到ANC领域，进一步提升车内的驾驶体验。
“未来座舱系统不仅需要芯片解决方案，也需要相应的算法支持，这是ADI在汽车应用推广中非常重视的一部分。而相应的软件和算法支持，也使得这些应用可以快速普及到市场上”，王星炜强调。
以上只是ADI汽车芯片布局的一部分，更多产品和细节，静待笔者后续揭晓。
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