车东西(公众号:chedongxi
| 晓寒

汽车四化浪潮持续加深,对各类半导体、IT技术需求剧增,众多半导体公司涌入其中,不过公众一般都将目光放在了高通英特尔英伟达等处理器的领域公司身上。

不过未来的智能电动汽车可不仅仅只需要计算芯片,像是ADI亚德诺半导体这样提供模拟芯片的公司也在加大对汽车领域进行布局,希望获得更大的发展机遇。

那么ADI(这样的公司究竟有什么样的产品阵容,又要如何抓住智能电动汽车的时代机遇呢?

日前,车东西与ADI中国汽车电子事业部,资深战略与业务发展经理陈晟进行了一次深度对话,就ADI在汽车领域的产品阵容、技术优势,以及未来的发展策略等关键问题有了一个更全面的认知。

ADI中国汽车电子事业部,资深战略与业务发展经理陈晟

车东西了解到,凭借在模拟IC领域几十年的积累,ADI已经推出了电池监控芯片、高低压隔离芯片、IMU惯导芯片、毫米波雷达射频芯片、音频/视频总线等一系列产品,完整覆盖了电动汽车、自动驾驶以及智能座舱三个核心领域。

更重要的是,这些产品在电驱动系统、自动驾驶传感器、座舱音视频处理领域还都是不可替代的关键部件,ADI可谓是抓住了智能汽车核心的核心,并且还在向着无线BMS、高分辨率毫米波雷达等更加前沿的方向前进。

毫无疑问,ADI手里已经牢牢攥着了一张通往智能电动汽车时代的门票。

一、深耕电子控制芯片 让电动车更稳定高效

ADI在汽车领域的第一个业务核心聚焦在电动化上,其核心产品有两块,一是传感/监测技术,二是高低压隔离技术。

电动汽车的核心部件是电池和电机,但想让续航更远,电机传动效率更高,就要做好电池管理和电机控制,而做管理和控制的基础就是对电芯状态和电机转子相对位置进行感知。

三方布局抢占智能汽车时代机遇!ADI再提速

▲电驱动系统是电动汽车的核心

陈晟告诉车东西,ADI是全球最早研制车载电池监测芯片的半导体公司之一,早在第一批搭载12V发动机启停技术的车型上市时,ADI就为其提供了铅酸蓄电池的BMS监控芯片,并成长为这一领域的龙头企业。

基于在铅酸蓄电池BMS监测芯片领域的成功,ADI又顺势切入到了现在普遍使用的锂电池领域,推出了锂电池BMS监测芯片。

凭借高测量精度和可靠性,其BMS监测芯片已被众多车企用在混动和纯电车型上。

一个值得注意的小细节是,如果某台车上搭载了两个不同容量或类型的电池Pack,两个Pack各自的监测芯片可以整合在一个整车BMS系统中工作,方便车企更灵活地进行电动车辆设计。

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▲生产线上的汽车动力电池

毫不夸张的说,ADI现在已是全球最重要的BMS监测芯片供应商。陈晟自信的说道。

据其介绍,ADI即将推出第五代BMS监测芯片,最重要的亮点是芯片本体通过了ASIL-D级功能安全认证。

此外,其还在研发更前沿的无线BMS监测技术,未来将大幅降低电池包装配的复杂度,既可降低车企的研发成本和难度,又能提升电动车的集成度,改进性能表现。

不仅是电池,车上搭载的各类电机也需要时刻进行监控。

基于磁阻等技术,ADI在这方面提供了不同成本和性能的产品可供选择,可用于驱动、转向、制动等几乎所有需要电机的子系统上。

电动汽车时代,电机控制精度会影响车辆的驾乘体验和续航表现。陈晟总结道,而自动驾驶时代,控制精度还会影响无人车的安全性,必须实现更加精准的监测和控制技术,这是实现自动驾驶的关键一步,也是ADI X-by-Wire理念的核心。

电池、电机监测芯片之外,ADI在电动化领域的另一个拳头产品是其高低压隔离技术。

电动车电气架构的电压最高可达800V(保时捷Taycan),因此高低压设备之间的隔离就至关重要。

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▲保时捷Taycan的电驱动系统电压高达800V

ADI创造性地将两个线圈整合进了隔离芯片之内,进而可以实现对高低压的有效隔离。基于这一隔离芯片(栅极驱动器),进而可以帮助逆变器、DC/DC内的IGBT来控制车内电压。

很明显,ADI提供的传感/监测以及隔离芯片产品,都是电动汽车,甚至未来的无人出租车上必不可少的关键部件,沿着这两大路径前进,其已经为自己拿下了一个坚实的桥头阵地。

二、发力传感器芯片 让无人车看的更清

ADI在汽车智能化方面主要专注传感器技术,现已经构建了一个由IMU、毫米波雷达和激光雷达为主的业务矩阵。

自动驾驶汽车需要IMU配合高精度地图定位,此外广泛使用的GPS系统在高楼、立交桥、隧道、地下车库等场景下会丢失GPS信号,这时候就需要IMU惯性测量单元来发挥定位作用。

IMU,正是ADI的一个王牌产品领域。

想要做好IMU,面临两个难题。一是测量精度如何保证,二是如何解决物体自身震动、温度等因素对精度的影响,那么ADIIMU有何过人之处呢?

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ADIIMU产品

我们在基于MEMS技术的IMU领域有丰富经验,出厂前会专门对加速度计和陀螺仪进行校准,使其实现90度的正交,进而保证测量精度。陈晟解释道。

与此同时,ADI成立几十年以来,核心市场一直都是工业领域,其生产的许多芯片和微控制器,都可满足工业领域对温度、震动适应性,以及耐久等性能的要求。通过这些经验,其造出的IMU产品也同样满足工业需求。

通过ADI方面公布的参数可以发现,其IMU中的陀螺仪的噪声密度、角度随机游动性能,都是消费级IMU的两倍。而加速度计的噪声密度、速度随机游动等性能,更是消费级IMU10——可见其技术实力之强。

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ADIIMU陀螺仪关键参数

正是在车辆上的优异性能表现,国内的百度Momenta等自动驾驶公司,也纷纷选择了ADIIMU来进行辅助定位,为ADI打开了进入自动驾驶领域的大门。

在半导体领域,ADI一直以其出众的模拟芯片技术立足,而模拟芯片,或者说模拟信号又是还原真实世界的最佳技术路径。

基于其模拟芯片上的技术积累,ADI十几年前就涉足了毫米波雷达领域,推出了雷达的核心器件——射频芯片。

据车东西了解,ADI24GHz毫米波雷达方案,已经通过国内的Tier1企业华域汽车实现量产,并搭载在上汽荣威的王牌电动车Marvel X上,用于提供盲区监测、并线辅助等功能。

陈晟向车东西透露,ADI现在正在加速研发主流的77GHz毫米波雷达芯片。其77GHz射频芯片将采用28纳米的CMOS方案制造,并将模数转换器等关键辅助芯片与射频芯片整合在一起,进一步降低毫米波雷达的设计难度和体积。

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ADI的毫米波雷达射频芯片

从这里也可以看出,ADI基于自己在模拟芯片领域的技术积累,既发展出了高性能的IMU产品,又涉足了毫米波雷达,为未来的自动驾驶时代做好了准备。

三、音视频处理和图像识别齐发力 提升座舱智能水准

未来的汽车除了是电动汽车,具备自动驾驶能力之外,座舱的智能化水准也将不断提升,一个确定的趋势是,将搭载各种语音交互技术和图像/视频处理技术。

ADI同样看到了这种趋势,并且以A2B音频总线、C2B视频总线和3D ToF三大关键技术切了进去。

随着车内音响、麦克风数量的不断提升,过去放射式的音频布线方式(每一个音频设备都与主控制直接连接)已经难堪重负——电磁干扰难解、线束过长过重等问题凸显。

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▲理想ONE车内有多个麦克风来进行语音交互

了解到这一问题后,ADI推出了A2B串行高带宽音频总线技术,即用一个高带宽总线与音频主控制器相连,然后各个音频设备就近与音频总线相连,这样不仅解决了复杂的布线难题,还让不同的音频设备有了直接通信互联的可能。

解决了布线问题才能让更多硬件上车,进而让车辆拥有像是头枕式音响、前后区隔音、主动降噪、音源定位等更多车载语音功能。陈晟总结道。据其透露,目前包括比亚迪等诸多车企已经选择了使用这一技术。

音频设备数量增长的同时,车辆内外的摄像头数量也在快速增加。新上市的车型,既有前视ADAS摄像头、360度环视摄像头,还增加了驾驶员状态监测甚至是后排监测摄像头。

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▲粉红色模块为宝马车型搭载的驾驶员状态监测摄像头

摄像头多了线束也会变多,为了让不同的线束在一起不产生电磁干扰,摄像头的连接需要使用具备屏蔽功能的线束和连接器,成本比非屏蔽线束和连接器要高。

ADIC2B摄像头视频总线技术就可用来帮助车企降低这一成本。

ADI依托自己领先的数模转换技术,将摄像头拍摄的视频从数字信号转为模拟信号进行传输,使用成本较低的非屏蔽双绞线和连接器进行传输信号,降低了线束和连接器成本,并且还能够保证1080P的清晰度。

待模拟信号传输完成后,再通过ADI的数模转换器,又可将模拟信号变回数字信号,不影响ECU等计算单元对视频画面进行处理。

360环视系统为例,使用C2B技术后,每套系统的线束和连接器成本可以降低好几十元。陈晟讲道,对于动辄几十万、数百万台销量的车企来说,整体会省下不少钱。

除了音、视频总线,ADI还为日益在车内普及的手势识别、人脸识别技术提供了底层硬件。

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▲拜腾M-Byte的车载手势交互技术

想要实现手势识别/人脸识别,有结构光、特征点、3D ToF等技术路径,后者的工作距离最远,且不易受强光照等环境因素影响,是上车的较好选择。

针对3D ToF技术,ADI提供CCD信号处理器以及CCD电源等多个芯片,可用于激光发射、信号处理等关键环节,进而让车企或Tier1可以在此基础上研发出表现优异的3D ToF系统。

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ADI3D ToF开发套装

值得一提的是,ADICCD信号处理器可直接对激光信号进行处理,无需额外的后端处理器,支持多个3D ToF系统在同一环境无干扰部署,且可在强光照等条件下工作,非常适合车内场景。

总结来说,虽然ADI在智能座舱领域的三条产品线都是能帮助车企直接降低成本、提升性能的技术,市场地位稳固,为其发展更多业务打好了基础。

结语:三箭齐发 ADI紧抓智能汽车时代机遇

最近5年,在特斯拉、谷歌Waymo、百度、蔚来小鹏等一系列科技公司与新造车公司的带动下,老旧庞大的汽车产业已经开始全力向着电动、智能的方向转型。

在这一过程中,不管是由电机/电池组成的电驱动系统,还是由于传感器、处理器、执行器组成的自动驾驶系统,还是由麦克风/音响、屏幕、摄像头组成的智能座舱系统,都需要大量的半导体和IT技术,吸引了高通、英特尔、英伟达,以及ADI等一众半导体公司入局。

从与陈晟的交流中,车东西最明显的一个感受就是,ADI基于自身在模拟芯片领域几十年的技术积累,从电池/电机监测芯片、传感器芯片以及A2B/C2B音视频总线等产品入手,已经在汽车产业扎下了深厚稳定的根基。

其产品线不仅完整覆盖电动汽车、自动驾驶、智能座舱三大最具有变革潜力的方向,并还都是传感芯片、射频芯片、处理芯片等最核心部件,可谓是抓住了智能汽车核心的核心,在汽车四化浪潮中获得了先机。

凭借在三大领域的产品布局,借助席卷全球的智能汽车大潮,ADI继续在前沿领域开发,未来势必会获得更大的增长。

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