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ADI中国产品事业部经理陈晟:以汽车芯片助力行业突破边界

作者:森林 2022-04-24 11:44:47 来源:新能源汽车网

  “智能化”已成为汽车产业发展的必然趋势,高效可靠的芯片为复杂的软件开发与应用提供了根基,也进一步为智能汽车的成长提供了沃土。

  作为全球领先的高性能半导体企业,ADI的技术和产品广泛应用于工业、通信、汽车、医疗健康、消费电子等领域。其中,汽车是该公司非常重要的应用市场,其汽车类芯片从多个领域着手,以创新技术为立足点,助力行业打造更环保、更智能、更安全的汽车。近期,ADI中国产品事业部资深业务拓展经理陈晟接受了本刊记者的采访,娓娓道出汽车芯片技术发展现状及产业演化趋势。

陈晟

  ADI中国产品事业部资深业务拓展经理陈晟

  陈晟指出,ADI的汽车类芯片主要从三个领域切入,首先是电驱控制领域,主要涵盖:电池管理系统BMS芯片,包括电池监测模拟前端芯片、隔离通讯桥接芯片、电池PACK端监测芯片、无线BMS技术等;控制类芯片,如位置/速度磁性检测、逆变器和电机系统等;电源类芯片,包括车灯电源控制、能源转换环节中的车规级电源芯片等。

  其次,汽车智能座舱上,ADI的技术主要围绕于座舱音视频应用。在音频领域,特别是在DSP音效领域,ADI有长期的积累,相关SHARC DSP和Blackfin DSP应用已经为汽车行业创造了很好的快速迭代和开发产品的生态环境。此外,ADI也是最早提出A2B总线解决方案的公司,把原来传统的模拟音频传输转化成数字音频传输方案,A2B已经获得超过90%的车厂用于新车架构的开发。在车载视频领域,ADI的吉比特多媒体串行链路(GMSL)技术可以帮助车企建立高带宽、高可靠性的实时视频传输连接方式,GMSL技术已经获得大量应用,得到了很多整车长时间的验证。

  再者,在汽车安全领域,ADI高精度雷达技术应用于自动驾驶有很大的优势,ADI与合作伙伴开发了三维甚至四维的雷达解决方案,都较好地体现了精度优势。同时,ADI的GMSL技术除了在座舱中用于视频的传输,在自动驾驶领域也支持自动驾驶的摄像头视频信息以更高速度、更高可靠性和低延时传递给中央运算单元。此外,基于ADI高性能MEMS和IMU技术能与GPS或北斗定位方案形成互补,为车辆提供更精确的定位,以及包括车身姿态的监测功能。

  记者:群雄并起的竞争业态下,芯片企业如何保持核心优势?

  陈晟:首先,我们认为竞争是一件好事。ADI近60年的发展过程中经历了各种各样的竞争和挑战,竞争是促进创新、促进各种产品优化等非常有效的手段。ADI会通过不断优化产品,在各个领域创新,跟友商进行良性竞争,互相促进、互相推动整个产业的发展,大家一起把这个市场做大、做好、做得更有创新能力。

  在汽车半导体领域,企业竞争的长期优势包括产品的长期可靠性、精度和稳定性。以ADI最新发布的车载电池管理模拟前端芯片ADBMS1816产品为例,其最大的特点是我们高压的芯片技术能保证整个电池监测过程中针对各种恶劣工况的高可靠性。另一方面是精度,特别是长时间稳定的精度,ADBMS1816可以实现最高3 mV的电压采样精度,并能保证从第一天到第十年,测量精度都保持为3 mV。这种高精度、高稳定性、高可靠性的技术最终对于我们的客户了解电池的运行状况、充分挖掘电池的潜力、提前报警和避免一些电池的安全故障都是非常重要的。

  如何更好地服务客户也是一个关键方面。2019年年底,我们成立ADI中国事业部,能够根据中国客户的需求来独立定义、开发产品并完成最终量产。2020年年底,我们成立了亚德诺投资有限公司,由此在中国建立了自己独立的法律实体,在业务运营上深入本土化,能够更加切实地解决国内客户的需求。ADBMS1816就是ADI完全在中国本土开发的一款高性能车载电池管理模拟前端芯片。我们本土设计的芯片会更加注重中国市场的需求,比如在国家标准下开始制定对电池管理的特殊保护需求,比如过电流、过电压等,确保符合中国电动车和储能的相应安全要求。

  针对车规类芯片高可靠性的产品开发要求,ADI中国事业部还建立了一套可追溯、完整的闭环汽车芯片失效分析与质量控制体系,能够从芯片工艺、芯片设计、芯片测试、芯片生产以及售后跟踪五个方面对任何一个车规芯片的故障做出严谨的分析,然后把找到的问题反馈到相应环节,最终为客户提供高可靠性的车规芯片产品。

  记者:安全在任何领域都至关重要,如何确保芯片对于信息安全的支持?

  陈晟:日益提高的汽车安全标准对汽车电子的安全性提出了更高的要求。ADI的电池管理系统(BMS)通过了ASIL-D级汽车功能安全认证,能够满足全球监管机构提出的道路车辆功能安全的最高标准。

  此外,ADI的无线电池管理系统(wBMS)通过了ISO/SAE 21434顶级汽车网络安全工程及管理认证。ADI聘请了著名的可信认证实验室TüV北德来评估我们内部的开发策略和流程。经过十分细致的评估,我们的策略和流程完全符合新标准ISO/SAE 21434 CAL 4级的标准,网络安全保障措施符合最高要求。

  记者:众多芯片供应商都具备系统化解决方案,并促成汽车E/E架构的简化。譬如通过芯片集成不同的结构,从而实现在最低损耗下数据的高效沟通,贵司是否也推出了综合性方案?

  陈晟:目前的汽车电气/电子(EE)架构有大量的电子控制单元(ECU)和一个中央车辆网关,随着时间的推移系统将变得非常复杂。这种架构会带来越来越多的挑战性,特别是设计的灵活性、系统可拓展性、信息通信的瓶颈等。由此带来的后果包括网络线束逐渐发展成为车辆中第三重和最昂贵的部件,重量高达50 kg,总长度达5 km。自动驾驶的趋势将进一步增加对线束的需求,增加更多的ECU,即执行器和传感器。高效率的汽车总线成为系统设计中非常重要的一环。在该领域,ADI做出了大量有益的创新,并得到了产业界的广泛应用。

  音频总线(A2B)是ADI推出的一项创新技术,把原来传统的模拟音频传输转化成了数字音频传输方案,它可提供高保真音频,并使音频布线重量减少75%,从而提高燃油效率。另外,A2B收发器在一条非屏蔽双绞线上传输音频、I2C控制、低速GPIO、时钟和幻象供电信号,这也可以降低系统总BOM成本。A2B除了让布线更简单, 还有更多的创新应用,比如更适应高级音频算法,可凭借DSP算法确保车内不同位置的音区独立性,以及实现回声消除、配合麦克风和功放进行ANC主动降噪、配合支持A2B接口的加速度传感器进行RNC路噪消除等功能。

  此外,对于开发下一代自动驾驶汽车的工程师来说,确认新E/E架构的需求是一项艰巨的挑战。例如对自动驾驶汽车中越来越多采用视频处理算法并利用多个视频摄像头来提供更高精度的事件检测和驾驶报警,使得视觉系统将成为关键的基础技术。在这一趋势下,为ADAS系统选择合适的串行器和解串器(SerDes)方案就变得至关重要,而ADI GMSL SerDes技术全面支持未来汽车信息娱乐系统和高级驾驶辅助系统要求的高宽带、复杂互连和数据完整性。从摄像头的超低功耗要求、到传感器数据汇聚的宽带要求,GMSL SerDes先进的链路完整性和诊断功能能够提供可靠的链路性能监测——这对汽车安全系统的设计至关重要。同时,GMSL串行器和解串器支持长达15 m的屏蔽双绞线(STP)或同轴电缆传输,满足汽车行业苛刻的电磁兼容(EMC)要求。

  无线BMS也是解决汽车电气/电子架构有线通信瓶颈的一个关键创新,由ADI最早提出。电动汽车里使用的BMS不仅是安装在电池上管理充电、放电一个环节,还涉及到整个电池的生命周期管理——从电池出厂、在工厂里的储存、在运输过程中,到汽车组装,甚至到汽车退役以后电池装卸下来梯次利用等环节,都需要一个灵活、便捷并且无缝的通讯方式来帮助大家在每一个环节中了解整个电池的运行状况和健康状况。无线BMS核心是通过一种高可靠性的无线连接方法,保证在各种恶劣工况下仍然可以实时监测电池状态。特别是近几年随着换电技术慢慢普及,无线BMS技术能更好地体现它的优越性。在换电技术背景下,可能电池不一定长时间在汽车上,有时候它会被加装上来或者是被更替。在这个过程中,无线BMS很好地摆脱非常复杂的电池管理相关的线束影响。此外,无线BMS可以大大降低电池管理相关的线束重量,从而有助于拓展电动汽车的行驶里程。

  记者:贵司与哪些汽车品牌展开了合作?这些年,主机厂对于搭载芯片的需求是否发生了变化?它们在哪些方面提出了更高的要求?

  陈晟:ADI与全球主要的汽车OEM制造商都保持密切的合作。现在汽车越来越智能化,智能化的汽车意味着汽车的感知能力与信息处理能力需要极大的提高,同时也意味着各种子系统的复杂度也与过往有很大的不同。因此,高性能同时具备高可靠性、稳定性是对汽车电子芯片的普遍要求,而这正是ADI汽车芯片的优势所在。

  同时,高度智能化的要求,让整个行业的从业人员面临着前所未有的头脑风暴,创新是不断突破极限、达到更高水平的不二法门。ADI一直秉承创新理念,不断突破现有系统与技术的束缚,在解决行业与客户“痛点”的同时,不断推出创新性技术,例如我们的A2B、GMSL、无线BMS技术等,无一不在帮助客户乃至整个行业突破边界。

  以电动汽车制造商为例,其面临的挑战是,如何在满足全球不断变化的安全要求的同时,经济高效地扩展其电动汽车平台。同时,为确保每次充电的续驶里程最大化,在车辆的行驶和停放过程中必须对车辆功耗进行管理。此外,电池从生产环节到最终退役电池的梯次利用,全生命周期内的健康管理,是一个全新的市场需求。而ADI的无线BMS产品解决了以上“痛点”,响应了市场的热点需求,带来了电池系统从生产、运营、售后到管理的革命性突破。

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