Strategy Analytics 數(shù)據(jù)顯示，2017年生產(chǎn)的每輛汽車(chē)中半導(dǎo)體價(jià)值約為324美元，而這一數(shù)字在未來(lái)五年還將穩(wěn)步上升。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展成為汽車(chē)創(chuàng)新中越來(lái)越關(guān)鍵的因素。

圖：平均每輛生產(chǎn)汽車(chē)的半導(dǎo)體價(jià)值（美元）

作為半導(dǎo)體廠商，如何推動(dòng)一級(jí)汽車(chē)供應(yīng)商和汽車(chē)制造商將先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用于下一代汽車(chē)系統(tǒng)之中？TI全球汽車(chē)系統(tǒng)業(yè)務(wù)總監(jiān)Heinz-Peter Beckemeyer給出了答案。

TI全球汽車(chē)系統(tǒng)業(yè)務(wù)總監(jiān)Heinz-Peter Beckemeyer和TI中國(guó)區(qū)汽車(chē)事業(yè)部總經(jīng)理沈源

據(jù)Beckemeyer介紹， TI為汽車(chē)行業(yè)提供支持已有35年，在與客戶的合作中積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。從產(chǎn)品技術(shù)角度，TI不斷加大對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品的投入，2016年TI推出的汽車(chē)新產(chǎn)品是2014年的2倍多。持續(xù)的投入帶來(lái)了豐厚的回報(bào)，TI來(lái)自汽車(chē)市場(chǎng)的收入比重，已經(jīng)從2013年12%增長(zhǎng)到了2016年18%。

一直以來(lái)，TI從三個(gè)層面為一級(jí)汽車(chē)供應(yīng)商和汽車(chē)制造商提供可靠、高效、專(zhuān)業(yè)的技術(shù)與服務(wù)。TI與客戶合作，克服針對(duì)所有車(chē)型和系統(tǒng)降低車(chē)輛重量和提高效率所面臨的挑戰(zhàn)。TI為開(kāi)發(fā)人員提供從入門(mén)級(jí)到豪華車(chē)型的性能、價(jià)格和設(shè)計(jì)時(shí)間要求所需的靈活性和構(gòu)建模塊。TI產(chǎn)品和設(shè)計(jì)包可幫助汽車(chē)開(kāi)發(fā)人員更輕松地為需要標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證和法規(guī)遵從的應(yīng)用進(jìn)行創(chuàng)新，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。

從應(yīng)用角度，Beckemeyer表示：“TI專(zhuān)注于高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)、車(chē)身電子元件、信息娛樂(lè)系統(tǒng)以及混合動(dòng)力汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)和傳動(dòng)系統(tǒng)，全面提升汽車(chē)系統(tǒng)性能。”Beckemeyer向21ic記者介紹了這四個(gè)汽車(chē)細(xì)分市場(chǎng)的的技術(shù)趨勢(shì)和系統(tǒng)創(chuàng)新。

ADAS解決方案的車(chē)輛感測(cè)、智能和控制技術(shù)的發(fā)展為自動(dòng)駕駛汽車(chē)鋪平了道路。但是，前所未有的自動(dòng)駕駛水平將需要車(chē)輛能夠檢測(cè)復(fù)雜的駕駛環(huán)境。反過(guò)來(lái)，開(kāi)發(fā)人員將需要?jiǎng)?chuàng)建系統(tǒng)，處理大量數(shù)據(jù)，將其跨網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸，保證具有非常高的可靠性。

針對(duì)這些挑戰(zhàn)，TI的ADAS解決方案不僅包括傳感器融合，還包括基于攝像頭（前置攝像頭、后視和全景系統(tǒng)、后視鏡替代和駕駛員監(jiān)控）以及基于雷達(dá)（盲點(diǎn)警告和避免碰撞）的技術(shù)。

以具有MIPI CSI-2輸出的四攝像頭集線器汽車(chē)ADAS參考設(shè)計(jì)為例，它最多允許將四個(gè) 130 萬(wàn)像素?cái)z像頭連接到 TDA3x 片上系統(tǒng)評(píng)估模塊。每個(gè)攝像頭通過(guò)一條同軸電纜與集中器相連。通過(guò) FPD-Link III 連接，這些攝像頭連接到一個(gè)四端口的解串器。

圖：四攝像頭集線器汽車(chē)ADAS參考設(shè)計(jì)

與此同時(shí)，SafeTI設(shè)計(jì)包可以幫助ADAS設(shè)計(jì)更容易滿足法規(guī)和功能安全要求。 基于TI互補(bǔ)的嵌入式處理和模擬技術(shù)的創(chuàng)新子系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)有助于實(shí)現(xiàn)可跨越多個(gè)平臺(tái)并滿足各種系統(tǒng)需求的ADAS系統(tǒng)解決方案。

針對(duì)時(shí)下大熱的無(wú)人駕駛這個(gè)話題，Beckemeyer表示：“我們預(yù)見(jiàn)到未來(lái)會(huì)是一個(gè)融合的系統(tǒng)，會(huì)有越來(lái)越多的攝像頭跟其他傳感器的融合設(shè)計(jì)，以及越來(lái)越多的ECU，不同的電子控制單元的連接，這些會(huì)要求有更多的數(shù)據(jù)處理的能力、模擬信號(hào)鏈路的能力以及傳輸信號(hào)的能力，所以這些都是TI非常重視的領(lǐng)域。自動(dòng)駕駛和無(wú)人駕駛不會(huì)在一天就實(shí)現(xiàn)，需要一個(gè)過(guò)程，TI會(huì)在這個(gè)市場(chǎng)持續(xù)地創(chuàng)新，持續(xù)幫助客戶更加快速、更加高效、更加有競(jìng)爭(zhēng)力的設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。”

車(chē)身電子元件的趨勢(shì)體現(xiàn)在更多的智能和控制正在添加到系統(tǒng)中，包括交互式人機(jī)界面、手勢(shì)和語(yǔ)音控制，自動(dòng)變光鏡和天窗的光學(xué)感應(yīng)，以及背光LED按鈕和旋鈕。工程師們面臨的挑戰(zhàn)是如何快速、輕松地改進(jìn)系統(tǒng)，以滿足車(chē)身電子元件應(yīng)用的不斷變化的特征和要求，而無(wú)需檢修相關(guān)子系統(tǒng)和減緩設(shè)計(jì)周期。

TI的車(chē)身電子元件構(gòu)建模塊使汽車(chē)開(kāi)發(fā)人員能夠在現(xiàn)有系統(tǒng)上進(jìn)行改進(jìn)或設(shè)計(jì)，而不是為了升級(jí)改造而進(jìn)行大修。輕松擴(kuò)展功能，提高系統(tǒng)靈活性，滿足更廣泛的車(chē)輛功能和車(chē)型的需求。TI的方案的優(yōu)勢(shì)在于能夠優(yōu)化車(chē)身電子元件設(shè)計(jì)的舒適性、便利性和車(chē)輛訪問(wèn)應(yīng)用，又不犧牲尺寸。

從靜態(tài)白熾燈和HID燈泡轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)LED照明，車(chē)輛日益采用更復(fù)雜的照明系統(tǒng)，這就要求開(kāi)發(fā)人員必須創(chuàng)新，發(fā)揮創(chuàng)造力，重新考慮傳統(tǒng)汽車(chē)大燈和后燈的功能和設(shè)計(jì)。TI的汽車(chē)照明解決方案使您能夠快速輕松地為單個(gè)LED燈或多個(gè)LED燈串設(shè)計(jì)大燈和后燈子系統(tǒng)。

例如，TI的汽車(chē)照明精密PWM調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器參考設(shè)計(jì)就可以幫助開(kāi)發(fā)人員創(chuàng)建具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案，使用脈寬調(diào)制來(lái)減少外部汽車(chē)照明系統(tǒng)，無(wú)需微控制器，但精度優(yōu)于2%占空比。

圖：汽車(chē)照明精密PWM調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器參考設(shè)計(jì)

TI智能汽車(chē)照明技術(shù)可以提高可靠性，防止過(guò)熱，延長(zhǎng)大燈和后燈LED系統(tǒng)的使用壽命。憑借在汽車(chē)照明市場(chǎng)的豐富經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新，TI能夠幫助廠商預(yù)測(cè)并克服系統(tǒng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

下一代信息娛樂(lè)和儀表組系統(tǒng)正在通過(guò)集成娛樂(lè)、多媒體和信息功能，在車(chē)輛中模擬智能手機(jī)創(chuàng)建交互式和聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)。而在整個(gè)車(chē)輛上傳輸大量數(shù)據(jù)，而在更長(zhǎng)范圍內(nèi)安全傳輸數(shù)據(jù)，不僅需要能夠驅(qū)動(dòng)集成功能的高性能處理器，而且還需要能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)距離安全性的高級(jí)功能連接。

TI的創(chuàng)新技術(shù)專(zhuān)為駕駛員與復(fù)雜的信息娛樂(lè)和儀表組系統(tǒng)進(jìn)行交互而設(shè)計(jì)，同時(shí)將注意力保持在道路上。TI信息娛樂(lè)子系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)核心的硬件和軟件兼容性使其可用于多個(gè)信息娛樂(lè)系統(tǒng)和儀表組平臺(tái)，可縮短上市時(shí)間，降低開(kāi)發(fā)成本。基于TI互補(bǔ)的模擬、處理和DLP技術(shù)的完整子系統(tǒng)參考庫(kù)可幫助開(kāi)發(fā)人員端到端地創(chuàng)建聯(lián)網(wǎng)的信息娛樂(lè)和儀表組系統(tǒng)。

以具有充電和增強(qiáng)數(shù)據(jù)路徑性能的汽車(chē)被動(dòng)媒體集線器參考設(shè)計(jì)為例，該參考設(shè)計(jì)提供了一種靈活、被動(dòng)的解決方案，能夠與音響主機(jī)進(jìn)行角色交換，使其能夠?qū)SB Type-C和傳統(tǒng)設(shè)備充電。

圖：具有充電和增強(qiáng)數(shù)據(jù)路徑性能的汽車(chē)被動(dòng)媒體集線器參考設(shè)計(jì)

隨著混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)的普及，傳統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)組件需要更多的創(chuàng)新來(lái)減輕重量，提高效率，并通過(guò)較少的電線、接線和機(jī)械組件來(lái)管理電源。

TI在工業(yè)和汽車(chē)設(shè)計(jì)方面的系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)為混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)提供了可擴(kuò)展的解決方案，并開(kāi)發(fā)了更加智能的車(chē)載充電器和充電站，實(shí)現(xiàn)更快的充電體驗(yàn)。TI技術(shù)可以幫助開(kāi)發(fā)人員實(shí)現(xiàn)更快地安全地為電動(dòng)汽車(chē)提供電力，有助于降低動(dòng)力傳動(dòng)組件故障的可能性，并幫助在故障發(fā)生之前診斷系統(tǒng)問(wèn)題。TI的技術(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的電力轉(zhuǎn)換和更換機(jī)械組件，獲得更輕的車(chē)輛和更高的性能，消耗更少的能量。

TI用于12 V/48 V汽車(chē)系統(tǒng)的參考設(shè)計(jì)就滿足了最新的電力需求。該設(shè)計(jì)是用于12V/48V汽車(chē)系統(tǒng)的四相雙向直流-直流轉(zhuǎn)換器開(kāi)發(fā)平臺(tái)，如用于輕型混合動(dòng)力汽車(chē)中。該系統(tǒng)使用兩個(gè)電流控制器和一個(gè)MCU進(jìn)行功率級(jí)控制。

圖：用于12 V/48 V汽車(chē)系統(tǒng)的雙向直流-直流轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計(jì)

Beckemeyer表示：“我們看到48V系統(tǒng)的好處是可以讓原有電池降低負(fù)擔(dān)，現(xiàn)在零部件對(duì)內(nèi)耗要求越來(lái)越高，48V系統(tǒng)對(duì)那些千瓦級(jí)功耗要求的部件，例如空調(diào)系統(tǒng)，會(huì)有很好的優(yōu)化，從而降低排放。采用48V系統(tǒng)以后，對(duì)電源線纜的要求也會(huì)大大的降低。可以用更細(xì)、更輕的電纜實(shí)現(xiàn)同樣能源的傳輸，這對(duì)整車(chē)能耗也有相當(dāng)大的改善。TI在汽車(chē)電源設(shè)計(jì)方面有非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)也是系統(tǒng)方面的經(jīng)驗(yàn)，所以TI 48V系統(tǒng)已經(jīng)被很多廠家，包括國(guó)際客戶和中國(guó)本地客戶選用，可以讓汽車(chē)設(shè)計(jì)人員更快地完成整個(gè)設(shè)計(jì)。”

從新能源車(chē)到自動(dòng)駕駛，未來(lái)汽車(chē)的創(chuàng)新之路無(wú)疑將緊緊依托于半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展。Beckemeyer認(rèn)為，豐富而寶貴的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)使得TI在面對(duì)愈加復(fù)雜的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)時(shí)，能夠有獨(dú)特的深刻洞悉。今天，TI已擁有2000多個(gè)汽車(chē)半導(dǎo)體，和超過(guò)100種汽車(chē)類(lèi)參考設(shè)計(jì)。未來(lái)，TI仍將持續(xù)投入，為下一代汽車(chē)設(shè)計(jì)提供更多元化的產(chǎn)品和方案，保持在汽車(chē)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。