專題

“智能(néng)化”已成為(wèi)汽車(chē)産業發展的必然趨勢，高效可(kě)靠的芯片為(wèi)複雜的軟件開發與應用(yòng)提供了根基，也進一步為(wèi)智能(néng)汽車(chē)的成長(cháng)提供了沃土。

作(zuò)為(wèi)全球領先的高性能(néng)半導體(tǐ)企業，ADI的技(jì )術和産品廣泛應用(yòng)于工業、通信、汽車(chē)、醫(yī)療健康、消費電(diàn)子等領域。其中，汽車(chē)是該公司非常重要的應用(yòng)市場，其汽車(chē)類芯片從多(duō)個領域着手，以創新(xīn)技(jì )術為(wèi)立足點，助力行業打造更環保、更智能(néng)、更安(ān)全的汽車(chē)。近期，ADI中國(guó)産品事業部資深業務(wù)拓展經理(lǐ)陳晟接受了本刊記者的采訪，娓娓道出汽車(chē)芯片技(jì )術發展現狀及産業演化趨勢。

ADI中國(guó)産品事業部資深業務(wù)拓展經理(lǐ)陳晟

陳晟指出，ADI的汽車(chē)類芯片主要從三個領域切入，首先是電(diàn)驅控制領域，主要涵蓋：電(diàn)池管理(lǐ)系統BMS芯片，包括電(diàn)池監測模拟前端芯片、隔離通訊橋接芯片、電(diàn)池PACK端監測芯片、無線(xiàn)BMS技(jì )術等；控制類芯片，如位置/速度磁性檢測、逆變器和電(diàn)機系統等；電(diàn)源類芯片，包括車(chē)燈電(diàn)源控制、能(néng)源轉換環節中的車(chē)規級電(diàn)源芯片等。

其次，汽車(chē)智能(néng)座艙上，ADI的技(jì )術主要圍繞于座艙音視頻應用(yòng)。在音頻領域，特别是在DSP音效領域，ADI有長(cháng)期的積累，相關SHARC DSP和Blackfin DSP應用(yòng)已經為(wèi)汽車(chē)行業創造了很(hěn)好的快速叠代和開發産品的生态環境。此外，ADI也是最早提出A2B總線(xiàn)解決方案的公司，把原來傳統的模拟音頻傳輸轉化成數字音頻傳輸方案，A2B已經獲得超過90%的車(chē)廠用(yòng)于新(xīn)車(chē)架構的開發。在車(chē)載視頻領域，ADI的吉比特多(duō)媒體(tǐ)串行鏈路（GMSL）技(jì )術可(kě)以幫助車(chē)企建立高帶寬、高可(kě)靠性的實時視頻傳輸連接方式，GMSL技(jì )術已經獲得大量應用(yòng)，得到了很(hěn)多(duō)整車(chē)長(cháng)時間的驗證。

再者，在汽車(chē)安(ān)全領域，ADI高精(jīng)度雷達技(jì )術應用(yòng)于自動駕駛有很(hěn)大的優勢，ADI與合作(zuò)夥伴開發了三維甚至四維的雷達解決方案，都較好地體(tǐ)現了精(jīng)度優勢。同時，ADI的GMSL技(jì )術除了在座艙中用(yòng)于視頻的傳輸，在自動駕駛領域也支持自動駕駛的攝像頭視頻信息以更高速度、更高可(kě)靠性和低延時傳遞給中央運算單元。此外，基于ADI高性能(néng)MEMS和IMU技(jì )術能(néng)與GPS或北鬥定位方案形成互補，為(wèi)車(chē)輛提供更精(jīng)确的定位，以及包括車(chē)身姿态的監測功能(néng)。

記者：群雄并起的競争業态下，芯片企業如何保持核心優勢？

陳晟：首先，我們認為(wèi)競争是一件好事。ADI近60年的發展過程中經曆了各種各樣的競争和挑戰，競争是促進創新(xīn)、促進各種産品優化等非常有效的手段。ADI會通過不斷優化産品，在各個領域創新(xīn)，跟友商進行良性競争，互相促進、互相推動整個産業的發展，大家一起把這個市場做大、做好、做得更有創新(xīn)能(néng)力。

在汽車(chē)半導體(tǐ)領域，企業競争的長(cháng)期優勢包括産品的長(cháng)期可(kě)靠性、精(jīng)度和穩定性。以ADI最新(xīn)發布的車(chē)載電(diàn)池管理(lǐ)模拟前端芯片ADBMS1816産品為(wèi)例，其最大的特點是我們高壓的芯片技(jì )術能(néng)保證整個電(diàn)池監測過程中針對各種惡劣工況的高可(kě)靠性。另一方面是精(jīng)度，特别是長(cháng)時間穩定的精(jīng)度，ADBMS1816可(kě)以實現最高3 mV的電(diàn)壓采樣精(jīng)度，并能(néng)保證從第一天到第十年，測量精(jīng)度都保持為(wèi)3 mV。這種高精(jīng)度、高穩定性、高可(kě)靠性的技(jì )術最終對于我們的客戶了解電(diàn)池的運行狀況、充分(fēn)挖掘電(diàn)池的潛力、提前報警和避免一些電(diàn)池的安(ān)全故障都是非常重要的。

如何更好地服務(wù)客戶也是一個關鍵方面。2019年年底，我們成立ADI中國(guó)事業部，能(néng)夠根據中國(guó)客戶的需求來獨立定義、開發産品并完成最終量産。2020年年底，我們成立了亞德(dé)諾投資有限公司，由此在中國(guó)建立了自己獨立的法律實體(tǐ)，在業務(wù)運營上深入本土化，能(néng)夠更加切實地解決國(guó)内客戶的需求。ADBMS1816就是ADI完全在中國(guó)本土開發的一款高性能(néng)車(chē)載電(diàn)池管理(lǐ)模拟前端芯片。我們本土設計的芯片會更加注重中國(guó)市場的需求，比如在國(guó)家标準下開始制定對電(diàn)池管理(lǐ)的特殊保護需求，比如過電(diàn)流、過電(diàn)壓等，确保符合中國(guó)電(diàn)動車(chē)和儲能(néng)的相應安(ān)全要求。

針對車(chē)規類芯片高可(kě)靠性的産品開發要求，ADI中國(guó)事業部還建立了一套可(kě)追溯、完整的閉環汽車(chē)芯片失效分(fēn)析與質(zhì)量控制體(tǐ)系，能(néng)夠從芯片工藝、芯片設計、芯片測試、芯片生産以及售後跟蹤五個方面對任何一個車(chē)規芯片的故障做出嚴謹的分(fēn)析，然後把找到的問題反饋到相應環節，最終為(wèi)客戶提供高可(kě)靠性的車(chē)規芯片産品。

記者：安(ān)全在任何領域都至關重要，如何确保芯片對于信息安(ān)全的支持？

陳晟：日益提高的汽車(chē)安(ān)全标準對汽車(chē)電(diàn)子的安(ān)全性提出了更高的要求。ADI的電(diàn)池管理(lǐ)系統（BMS）通過了ASIL-D級汽車(chē)功能(néng)安(ān)全認證，能(néng)夠滿足全球監管機構提出的道路車(chē)輛功能(néng)安(ān)全的最高标準。

此外，ADI的無線(xiàn)電(diàn)池管理(lǐ)系統（wBMS）通過了ISO/SAE 21434頂級汽車(chē)網絡安(ān)全工程及管理(lǐ)認證。ADI聘請了著名的可(kě)信認證實驗室TüV北德(dé)來評估我們内部的開發策略和流程。經過十分(fēn)細緻的評估，我們的策略和流程完全符合新(xīn)标準ISO/SAE 21434 CAL 4級的标準，網絡安(ān)全保障措施符合最高要求。

記者：衆多(duō)芯片供應商都具備系統化解決方案，并促成汽車(chē)E/E架構的簡化。譬如通過芯片集成不同的結構，從而實現在最低損耗下數據的高效溝通，貴司是否也推出了綜合性方案？

陳晟：目前的汽車(chē)電(diàn)氣/電(diàn)子（EE）架構有大量的電(diàn)子控制單元（ECU）和一個中央車(chē)輛網關，随着時間的推移系統将變得非常複雜。這種架構會帶來越來越多(duō)的挑戰性，特别是設計的靈活性、系統可(kě)拓展性、信息通信的瓶頸等。由此帶來的後果包括網絡線(xiàn)束逐漸發展成為(wèi)車(chē)輛中第三重和最昂貴的部件，重量高達50 kg，總長(cháng)度達5 km。自動駕駛的趨勢将進一步增加對線(xiàn)束的需求，增加更多(duō)的ECU，即執行器和傳感器。高效率的汽車(chē)總線(xiàn)成為(wèi)系統設計中非常重要的一環。在該領域，ADI做出了大量有益的創新(xīn)，并得到了産業界的廣泛應用(yòng)。

音頻總線(xiàn)（A2B）是ADI推出的一項創新(xīn)技(jì )術，把原來傳統的模拟音頻傳輸轉化成了數字音頻傳輸方案，它可(kě)提供高保真音頻，并使音頻布線(xiàn)重量減少75%，從而提高燃油效率。另外，A2B收發器在一條非屏蔽雙絞線(xiàn)上傳輸音頻、I2C控制、低速GPIO、時鍾和幻象供電(diàn)信号，這也可(kě)以降低系統總BOM成本。A2B除了讓布線(xiàn)更簡單， 還有更多(duō)的創新(xīn)應用(yòng)，比如更适應高級音頻算法，可(kě)憑借DSP算法确保車(chē)内不同位置的音區(qū)獨立性，以及實現回聲消除、配合麥克風和功放進行ANC主動降噪、配合支持A2B接口的加速度傳感器進行RNC路噪消除等功能(néng)。

此外，對于開發下一代自動駕駛汽車(chē)的工程師來說，确認新(xīn)E/E架構的需求是一項艱巨的挑戰。例如對自動駕駛汽車(chē)中越來越多(duō)采用(yòng)視頻處理(lǐ)算法并利用(yòng)多(duō)個視頻攝像頭來提供更高精(jīng)度的事件檢測和駕駛報警，使得視覺系統将成為(wèi)關鍵的基礎技(jì )術。在這一趨勢下，為(wèi)ADAS系統選擇合适的串行器和解串器（SerDes）方案就變得至關重要，而ADI GMSL SerDes技(jì )術全面支持未來汽車(chē)信息娛樂系統和高級駕駛輔助系統要求的高寬帶、複雜互連和數據完整性。從攝像頭的超低功耗要求、到傳感器數據彙聚的寬帶要求，GMSL SerDes先進的鏈路完整性和診斷功能(néng)能(néng)夠提供可(kě)靠的鏈路性能(néng)監測——這對汽車(chē)安(ān)全系統的設計至關重要。同時，GMSL串行器和解串器支持長(cháng)達15 m的屏蔽雙絞線(xiàn)（STP）或同軸電(diàn)纜傳輸，滿足汽車(chē)行業苛刻的電(diàn)磁兼容（EMC）要求。

無線(xiàn)BMS也是解決汽車(chē)電(diàn)氣/電(diàn)子架構有線(xiàn)通信瓶頸的一個關鍵創新(xīn)，由ADI最早提出。電(diàn)動汽車(chē)裏使用(yòng)的BMS不僅是安(ān)裝(zhuāng)在電(diàn)池上管理(lǐ)充電(diàn)、放電(diàn)一個環節，還涉及到整個電(diàn)池的生命周期管理(lǐ)——從電(diàn)池出廠、在工廠裏的儲存、在運輸過程中，到汽車(chē)組裝(zhuāng)，甚至到汽車(chē)退役以後電(diàn)池裝(zhuāng)卸下來梯次利用(yòng)等環節，都需要一個靈活、便捷并且無縫的通訊方式來幫助大家在每一個環節中了解整個電(diàn)池的運行狀況和健康狀況。無線(xiàn)BMS核心是通過一種高可(kě)靠性的無線(xiàn)連接方法，保證在各種惡劣工況下仍然可(kě)以實時監測電(diàn)池狀态。特别是近幾年随着換電(diàn)技(jì )術慢慢普及，無線(xiàn)BMS技(jì )術能(néng)更好地體(tǐ)現它的優越性。在換電(diàn)技(jì )術背景下，可(kě)能(néng)電(diàn)池不一定長(cháng)時間在汽車(chē)上，有時候它會被加裝(zhuāng)上來或者是被更替。在這個過程中，無線(xiàn)BMS很(hěn)好地擺脫非常複雜的電(diàn)池管理(lǐ)相關的線(xiàn)束影響。此外，無線(xiàn)BMS可(kě)以大大降低電(diàn)池管理(lǐ)相關的線(xiàn)束重量，從而有助于拓展電(diàn)動汽車(chē)的行駛裏程。

記者：貴司與哪些汽車(chē)品牌展開了合作(zuò)？這些年，主機廠對于搭載芯片的需求是否發生了變化？它們在哪些方面提出了更高的要求？

陳晟：ADI與全球主要的汽車(chē)OEM制造商都保持密切的合作(zuò)。現在汽車(chē)越來越智能(néng)化，智能(néng)化的汽車(chē)意味着汽車(chē)的感知能(néng)力與信息處理(lǐ)能(néng)力需要極大的提高，同時也意味着各種子系統的複雜度也與過往有很(hěn)大的不同。因此，高性能(néng)同時具備高可(kě)靠性、穩定性是對汽車(chē)電(diàn)子芯片的普遍要求，而這正是ADI汽車(chē)芯片的優勢所在。

同時，高度智能(néng)化的要求，讓整個行業的從業人員面臨着前所未有的頭腦風暴，創新(xīn)是不斷突破極限、達到更高水平的不二法門。ADI一直秉承創新(xīn)理(lǐ)念，不斷突破現有系統與技(jì )術的束縛，在解決行業與客戶“痛點”的同時，不斷推出創新(xīn)性技(jì )術，例如我們的A2B、GMSL、無線(xiàn)BMS技(jì )術等，無一不在幫助客戶乃至整個行業突破邊界。

以電(diàn)動汽車(chē)制造商為(wèi)例，其面臨的挑戰是，如何在滿足全球不斷變化的安(ān)全要求的同時，經濟高效地擴展其電(diàn)動汽車(chē)平台。同時，為(wèi)确保每次充電(diàn)的續駛裏程最大化，在車(chē)輛的行駛和停放過程中必須對車(chē)輛功耗進行管理(lǐ)。此外，電(diàn)池從生産環節到最終退役電(diàn)池的梯次利用(yòng)，全生命周期内的健康管理(lǐ)，是一個全新(xīn)的市場需求。而ADI的無線(xiàn)BMS産品解決了以上“痛點”，響應了市場的熱點需求，帶來了電(diàn)池系統從生産、運營、售後到管理(lǐ)的革命性突破。