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[导读]作为汽车电子领域的领导者,安森美的智能电源和智能感知解决方案,对提高汽车的动力性、经济性、安全性,以及降低汽车的排放污染、燃料消耗等均起到了促进和带动作用,同时也使汽车智能化技术得以广泛应用。

当前,汽车产业正在经历电动化、智能化、网联化、共享化“新四化”的深刻变革,而汽车电子技术的升级,更被看作是推动汽车“新四化”的关键所在。在此大背景下,提高汽车电子的智能化水平,已成为打造差异化竞争的重要手段。

作为汽车电子领域的领导者,安森美的智能电源和智能感知解决方案,对提高汽车的动力性、经济性、安全性,以及降低汽车的排放污染、燃料消耗等均起到了促进和带动作用,同时也使汽车智能化技术得以广泛应用。

为了让大家全面地了解这些解决方案,安森美中国区应用工程总监吴志民围绕“汽车和工业”两大方向对其进行了详细介绍。

安森美智能电源和智能感知技术,为汽车电子产业增添新动能!

(安森美中国区应用工程总监吴志民)

发力汽车电子,打造规模优势

据悉,安森美是一家脱胎于摩托罗拉的老牌芯片公司,经过60多年的发展,目前已经形成集技术研发、配套生产、服务保障于一体的完整产业链。

据吴志民介绍,安森美拥有很强的制造能力,在全球很多国家和地方都有设计中心和制造工厂。无论是前端和衬底设施,还是后端设施,安森美都能在保证质量和交货的前提下,加快新技术的上市时间,微调流程以最大化性能。

安森美智能电源和智能感知技术,为汽车电子产业增添新动能!

要知道,安森美的使命是通过推动创新,创造智能电源和智能感知技术,解决最具挑战性的客户问题。为了实现这一目标,安森美于2021年8月正式更名并启用了新的LOGO,集中精力发展智能电源和智能感知技术,支持汽车和工业高增长的大趋势。

比如,在工业领域,安森美主要专注新能源、充电站、机器视觉等核心业务;在汽车领域,安森美可以提供用于汽车功能电子化的电源半导体,以及用于ADAS的传感器、LED照明、模拟电源管理的相关产品。

“从市场表现来看,汽车和工业是安森美增速较快的两大领域,这也是为什么我们提出智能电源和智能感知技术的原因。”吴志民指出。

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近年来,随着节能环保的理念深入人心,以及自动驾驶技术的不断成熟,电动汽车在整个产业中所充当的角色显得愈发重要。根据市场调研机构Canalys发布的数据显示,预计2028年全球电动汽车销量将攀升至3000万辆,而到2030年电动汽车将占据全球乘用车销量的近半壁江山。

可以预见,如此庞大的电动汽车规模,必将进一步提升车载半导体的重要性,并将带动构成汽车电子系统的半导体元器件需求快速增长。

在吴志民看来,汽车半导体有望成为芯片行业中最强的终端市场,而安森美在汽车领域的半导体份额也将随之不断攀升。

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坚持创新驱动,引领行业前行

自更名和启用新LOGO后,安森美有了焕然一新的形象且加快其坚持创新驱动的步伐。在汽车应用方面,安森美一直处于领先地位。

据吴志民介绍,安森美的半导体产品现已应用到汽车领域的多个方面,比如车载充电器、电池管理、DC-DC、主驱逆变、48V皮带传动起动机,以及自动驾驶,车门、座椅控制等。

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以电动汽车的主驱为例,目前市面上大多采用IGBT模块,安森美如今也在碳化硅方面加大了投资,因为碳化硅技术可以提供更可靠、更高效的主驱。“安森美主驱的模块很容易去扩展,因为车厂里很多时候都会有不同功率段的电动汽车,比如150 kW、300 kW,如果用我们的主驱,就很容易做扩充。”吴志民表示。

另外,在安全性方面,安森美的传感器可应用在智能驾驶或者先进驾驶辅助系统(ADAS)上,电源相关的产品有符合最高等级的不同产品的配合。而智能感知和智能电源,可以做到最高等级的汽车安全完整性等级D级(ASIL D)的安全性能。在图像传感器方面,安森美的市场份额目前已达50%,超过了所有竞争对手加起来的总和

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当前,在功率芯片和新材料的推动下,汽车电气化正在加速发展。其中,碳化硅(SiC)使纯电动汽车克服了硅基器件的限制,取代了驱动电机逆变器和车载充电机中的硅基IGBT和二极管,具有能效提高、系统结构紧凑、轻量化、简化冷却设计、充电时间缩短、续航里程增加等诸多优点。

因此,在热门的碳化硅应用方面,安森美不仅可以提供从衬底、外延到晶圆的制造设计等一条龙的供应服务,还能提供裸片、元件和模块等工业器件。另外,在系统方面,安森美也有很强的技术和系统知识,致力于为客户提供全球的应用支持。

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值得一提的是,为了增强碳化硅的供应能力,前段时间安森美完成了对碳化硅晶锭公司GTAT的收购。

据了解,此次收购加强了安森美对颠覆性、高增长技术进行重大投资以推动创新和领先地位的承诺,包括对SiC生态系统的投资。安森美计划投资扩大GTAT的生产设施,支持研发工作,以推进150毫米和200毫米SiC晶体生长技术,同时还投资于更广泛的SiC供应链,包括晶圆厂产能和封装。

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加强技术创新,提升核心实力

除此之外,安森美的发展重点也将放在塑封压铸模块上。据吴志民介绍,相较于凝胶模块,压铸模块的功率密度更高、杂散电感更低,尤其是碳化硅可以接受的工作温度更高,可达200℃甚至以上。同样的系统价钱,用压铸模块可以做到更大潜力和差异化。与此同时,压铸模块的生命周期也比凝胶模块较长。

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在谈及主驱模块的封装技术时,吴志民表示,现在安森美采用的是一种双面间接水冷的主驱模块,之后会推出直接水冷的模块,计划2023年将推出双面直接水冷的模块,到2024年则会更优化水冷的效果。“总体来说,我们把热阻做得越来越低,这是我们未来的发展方向之一。”

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除了主驱模块之外,安森美车规的器件也非常多,有很多不同的分立器件,还有一些功率较小的汽车功率模块,主要应用在车载充电(OBC)、DC-DC,或者是电动助力转向系统(EPS)上。

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另外,安森美在充电站方面的经验也非常丰富。吴志民谈道:“我们可以为客户提供热和电仿真的模型,这里面很多都会用到碳化硅的技术,再加上其它的模拟IC、辅助电源,有助于感知保护做出很好的设计。”

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至于智能感知方面的产品,首先要提到的就是安森美图像传感器。通过收购的方式,安森美现有专利已达2300多个。“在微透镜和CFA方面,我们也有自己的工厂,以后也会使用自己生产的芯片。而在封装方面,安森美的iBGA、CSP等产品可满足客户的不同需求。”吴志民表示。

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除了图像传感器,安森美在光学、图像信号处理(ISP)等方面也积累了丰富的经验,可以为客户提供很多系统上面的帮助。比如,在图像传感器方面,客户通常会特别关注高动态范围(HDR),安森美所用的技术就是超级曝光,配合均匀的像素架构,独有的超级曝光技术,提供优秀的HDR性能,同时也可抑制LED的闪烁。

另外值得一提的是,安森美拥有超过15年的汽车成像经验,是首家提供车规汽车图像传感器的供应商,目前市面上约有超过4亿颗安森美汽车传感器在路上跑,其可靠性能极高。

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完善产业布局,缔造美好未来

除了持续推进产品技术创新之外,安森美在安全方面也做了不少努力。特别是在这个物联网时代,汽车领域的电子设备越来越多,汽车联网及智能化程度也越来越高,这给用户带来便利的同时,也增加了安全风险,比如联网设备受到黑客攻击等。

对此,吴志民指出,安森美是网络安全标准ISO21434的工作组成员,我们很早就关注这一个课题了,并且推出了首个用于图像传感器的网络安全方案,能够实现传感器身份验证、篡改检测,以及视频数据加密。

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另外,激光雷达(LiDAR)也是智能感知的一个重要领域。对于自动驾驶或者ADAS汽车,目前使用的激光雷达大多是适用雪崩光电二极管(APD)的元件,而安森美提供的则是硅光电倍增管(SIPM)效果更好的元件。

相较于APD,SIPM具有更好的一致性。单拍的话,可以检测到150 m的范围;多拍的话,可以检测到300 m的范围。

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作为安森美的另一款智能感知产品,超声波专用芯片同样值得一提,它的动态增益和回声检测能够区分静止的物体、人和宠物。

据吴志民介绍,每一颗传感器多少都会有一些差异,在我们专用芯片里,可以增强它不同的特性。经过一段时间应用,可以发掘它的特性,提高这一方案的安全性。我们芯片支持很多不同的调制技术,例如振幅调制、二进制相移健控(BPSK)、频率啁啾声,我们在发展下一代产品时,可以加上更好的诊断方法。

安森美智能电源和智能感知技术,为汽车电子产业增添新动能!

最后,吴志民总结道,在创新的道路上,安森美不断坚持围绕工业自动化、物联网和工业4.0、机器视觉与分散式人工智能等大趋势推动新的发展。展望2022年,安森美将继续发力智能电源和智能感知,以智能技术构建更美好的未来。

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