全民智駕熱潮下,ADAS系統(tǒng)對電源芯片的四大核心需求
隨著汽車智能化浪潮席卷而來,ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))正從高端車型的“專屬配置”走向“全民平權(quán)”。數(shù)據(jù)顯示,2024年中國新車L2級及以上ADAS滲透率已提升至47.9%,NOA高階智駕滲透率也在快速攀升,預(yù)計2030年將超70%。作為ADAS系統(tǒng)的“能量心臟”,電源芯片承擔(dān)著為攝像頭、毫米波雷達(dá)、域控制器等核心部件穩(wěn)定供電的關(guān)鍵職責(zé),其性能直接決定了ADAS系統(tǒng)的可靠性、安全性與體驗感。在全民智駕熱潮下,ADAS系統(tǒng)的功能升級的同時,也對電源芯片提出了四大核心需求,成為芯片企業(yè)競爭的核心賽道。
第一,功能安全至上,需滿足高等級ASIL認(rèn)證與全鏈路冗余保護(hù)。ADAS系統(tǒng)直接關(guān)系到駕乘人員的生命安全,一旦電源中斷或故障,可能導(dǎo)致自動駕駛功能失效、傳感器誤判等嚴(yán)重后果,因此功能安全成為電源芯片的首要訴求。當(dāng)前,ADAS核心部件對電源芯片的安全等級要求不斷提升,從感知層的ASIL-B等級逐步升級到?jīng)Q策層的ASIL-D最高等級。
為實現(xiàn)這一要求,電源芯片需具備完善的診斷與冗余設(shè)計。例如ADI推出的MAX20432 PMIC,符合ASIL C標(biāo)準(zhǔn),集成了冗余基準(zhǔn)電壓源、BIST診斷功能,還具備開路引腳故障安全、短路引腳檢測等保護(hù)機(jī)制,可有效避免單一故障導(dǎo)致的系統(tǒng)失效。南芯科技推出的SC6258XQ、SC6259XQ芯片,更是達(dá)到ASIL-D等級,集成了全面的電壓、電流、溫度監(jiān)測功能,異常時可快速觸發(fā)安全模式,為域控制器、MCU等核心部件提供可靠保障。同時,芯片需符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn),通過嚴(yán)格的設(shè)計與測試,確保每一個環(huán)節(jié)都能滿足安全冗余要求。
第二,高效低功耗,適配多場景能耗管理與續(xù)航需求。ADAS系統(tǒng)的傳感器、處理器需全天候工作,尤其是在新能源汽車中,電源芯片的功耗直接影響車輛續(xù)航里程。隨著多傳感器融合方案的普及,攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等設(shè)備數(shù)量激增,對電源芯片的能效提出了更高要求,既要滿足高負(fù)載下的供電需求,也要在低負(fù)載或待機(jī)狀態(tài)下降低功耗。
高效電源芯片通過優(yōu)化架構(gòu)設(shè)計,可大幅提升能量轉(zhuǎn)換效率。南芯科技的SC6207Q毫米波雷達(dá)PMIC,效率超過80%,能有效減少能量損耗;其SC6258XQ芯片待機(jī)靜態(tài)電流低至20μA,可在ADAS系統(tǒng)待機(jī)時最大限度降低功耗,延長車輛續(xù)航。此外,動態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)技術(shù)成為主流,電源芯片可根據(jù)ADAS系統(tǒng)的負(fù)載變化,實時調(diào)整輸出電壓,例如TI的TPS62883-Q1芯片,可通過I2C接口動態(tài)調(diào)整輸出電壓,在滿足處理器性能需求的同時,進(jìn)一步降低能耗,實現(xiàn)性能與功耗的平衡。
第三,高集成度與小尺寸,適配車載空間約束與系統(tǒng)小型化趨勢。ADAS系統(tǒng)的核心部件多安裝在車身狹小空間內(nèi),如儀表盤、后視鏡、保險杠等,對電源芯片的尺寸提出了嚴(yán)苛要求。同時,多傳感器融合與域控制器的普及,使得電源系統(tǒng)需要為多個部件供電,傳統(tǒng)分立電源方案不僅占用空間大,還會增加PCB布局復(fù)雜度與故障風(fēng)險,因此高集成度成為電源芯片的必然趨勢。
當(dāng)前,集成式PMIC(電源管理集成電路)成為主流選擇,單芯片可集成多路電源輸出,替代傳統(tǒng)分立方案。例如ADI的MAX20432 PMIC,采用5mm×5mm可濕側(cè)面TQFN封裝,集成了四路/三路輸出,將多種功能融合于小巧尺寸中,大幅縮小了電路板面積。南芯科技的SC6259XQ芯片,單芯片集成7路電源,包括高壓BUCK、低壓BUCK、LDO等,可直接為域控制器、智能座艙等核心系統(tǒng)供電,不僅簡化了PCB布局,還縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。德州儀器的LM53601NQDSXRQ1芯片,更是將傳統(tǒng)分立方案的5個元件壓縮為單芯片,集成度提升65%,有效節(jié)省車載空間。
第四,高穩(wěn)定性與低噪聲,應(yīng)對復(fù)雜車載環(huán)境與精準(zhǔn)供電需求。車載環(huán)境極其復(fù)雜,電壓波動、高低溫、電磁干擾(EMI)等因素都會影響電源芯片的性能,而ADAS系統(tǒng)的傳感器、處理器對供電精度和穩(wěn)定性要求極高——攝像頭需要低噪聲電源保證成像質(zhì)量,毫米波雷達(dá)需要穩(wěn)定供電確保探測精度,主控芯片需要精準(zhǔn)電壓維持運(yùn)算性能,任何供電波動都可能導(dǎo)致系統(tǒng)誤判或失效。
為應(yīng)對復(fù)雜車載環(huán)境,電源芯片需具備寬輸入電壓范圍,適配汽車電池12V、24V或48V的電壓波動,例如MAX20432的輸入電壓范圍為3.5V至40V,可應(yīng)對汽車?yán)鋯?、?fù)載突降等場景的電壓變化。同時,芯片需具備優(yōu)異的抗干擾能力,通過擴(kuò)頻調(diào)制、低噪聲設(shè)計等技術(shù),減少電磁輻射與外部干擾,例如MAX20432支持帶擴(kuò)頻選項的2.1MHz內(nèi)部操作,可有效降低EMI干擾。此外,電源芯片需具備高精度輸出能力,MAX20432的輸出電壓精度達(dá)±1.5%,TI的TPS62883-Q1更是達(dá)到±0.5%,可精準(zhǔn)匹配不同ADAS部件的供電需求,確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
全民智駕熱潮推動ADAS系統(tǒng)快速迭代,也倒逼電源芯片技術(shù)不斷升級。功能安全、高效低功耗、高集成度、高穩(wěn)定性,四大需求相互關(guān)聯(lián)、缺一不可,共同構(gòu)成了ADAS電源芯片的核心競爭力。當(dāng)前,國產(chǎn)芯片企業(yè)如南芯科技,已實現(xiàn)從單點芯片到全棧方案的布局,在ASIL-D等級芯片、高集成PMIC等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破;國際廠商如ADI、德州儀器也在持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品,搶占高端市場。
未來,隨著高階智駕的全面落地,ADAS系統(tǒng)對電源芯片的需求將更加嚴(yán)苛,芯片企業(yè)需持續(xù)加大研發(fā)投入,突破核心技術(shù),平衡性能與成本,才能在智駕產(chǎn)業(yè)的浪潮中抓住機(jī)遇。而電源芯片技術(shù)的升級,也將進(jìn)一步推動ADAS系統(tǒng)的普及,讓智能駕駛更安全、更可靠,加速全民智駕時代的到來。





