剖析安森美的“两大力量” ：智能电源和智能感知

最新更新时间：2021-12-31

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来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自insideev，谢谢。

“汽车营收占比33%，工业营收占比26%”，这是安森美的两大营收重要来源。为了支持汽车和工业高增长的大趋势，2021年8月，安森美更名并启用新LOGO，集中精力发展智能电源和智能感知技术。今天我们就来全面了解下，安森美这两大“智能”技术背后有哪些产品支撑。

智能电源上的重点布局

在智能电源方面，安森美有在工业和汽车两大领域的智能电源方案，包括用于汽车电动/混动、工业领域充电基础设施和替代能源的SiC和IGBT功率模块产品，还有用于汽车CPU、LED照明和车身电子的电源管理等等。

汽车是安森美的一大营收来源“重镇”，目前汽车营收占比约为33%，安森美估计这个份额会越来越高。安森美的半导体产品应用到汽车领域的很多不同方面，比如说车载充电器、电池管理、DC-DC、主驱、48 V皮带传动起动机，还有自动驾驶，车门、座椅控制等。

目前电动车的占比越来越多。第三方预测，到2028年卖出100辆汽车中将有超过一半都是电动车，包括插电式、纯电动等。在电动汽车中，安森美看到半导体的更多应用。第一是电动车上面的主驱，虽然现在很多主驱采用的还是IGBT模块，但安森美也在加大SiC投资，因为SiC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扩展，主驱有直接和间接冷却封装技术，还有相关应用驱动的芯片。

值得一提的是，在SiC应用方面，安森美是可以提供从衬底、外延到晶圆的制造设计等一条龙的供应商，还可以提供裸片、元件和模块等工业器件，在系统方面安森美也有很强的技术和系统知识，为客户提供全球的应用支持。

为了增强SiC的供应能力，安森美完成了对SiC晶锭公司GTAT的收购，GTAT有很出色的SiC晶体生长技术，跟安森美合作已有很长时间，从2020年3月份就已经开始向安森美供应SiC晶锭。

无论是SiC的MOSFET还是二极管，都已发展到第二代，第二代对比上一代减少了功率损耗，譬如安森美的1200V M3S SiC MOSFET在硬开关应用中比领先行业的竞争对手减少达20%的功率损耗；新的Gen2 1200V SiC 二极管系列减少导通损耗和开关损耗，提高应用能效。安森美有纯SiC的产品，也有一些主要应用在工业方面的IGBT和SiC的混合模块，这些模块都易于安装，有行业标准的封装和引脚。

汽车的主驱模块，无论是IGBT还是SiC，安森美都有直接冷却的凝胶模块，但这种模块发展空间有限，受限于芯片尺寸和良率，限制在175°C以内，而且互联技术和占位导致了更高的杂散电感，再加上其门槛较低，竞争格局也比较严峻。因此，安森美也推出了性价比更好的间接冷却的塑封模块，这也是安森美的发展重点，它大大增加了功率密度，具有比较低的杂散电感，可以工作在200°C及以上，发展空间更广阔，其中SiC潜力更大，专为差异化而定制。

除了具有同类最佳的电气和热性能之外，冷却塑封模块在扩展性方面也相对比较好，例如可以用三个半桥的模块做成150 kW的功率，也可以把它们两个合在一起做成300 kW，基本上占用的空间没有太大差异；而且跟凝胶模块相比，压铸模块的使用寿命更长。在这个双面冷却的模块里，IGBT是一个智能芯片，内置了两个传感器，内置的温度传感器相比市场上很多用NTC检测温度的精度更准，内置电流检测传感器可以快速故障检测。

安森美在竞争中保持领先还有一个关键的因素，那就是封装技术。在主驱电源封装技术上，现在安森美主要采用的是双面间接水冷的主驱模块，到2023年底会推出双面直接水冷，到2024年会更优化水冷的效果。整体思路就是把热阻做得越来越低。未来开发的模块会基于易于生产、散热能力、成本/功率、杂散电感和系统集成这几点做一个更优的平台。

除了主驱模块以外，车规的器件非常繁多，有很多不同的分立器件，还有一些功率比较小的汽车功率模块，主要是应用在车载充电(OBC)、DC-DC，或者是电动助力转向系统(EPS)上面。

与电动车相关的工业应用就是充电站，充电站上面有PFC、或者其他的AC-DC、DC-DC相关的芯片和方案。安森美在充电站方面的经验非常丰富，安森美的专家团队很早就开始开发这方面的应用，还可以为客户提供热和电仿真的模型，结合SiC的技术，再加上其他的模拟IC、辅助电源、感知保护会做出很好的设计。

“不可小觑”的智能感知实力

安森美在智能感知方面，也可提供从技术、晶圆、器件/裸片、模块到系统的实现。安森美通过这些年的收购，已经有超过2300个成像专利。在微透镜和CFA方面，拥有自己的晶圆代工厂。在器件上有许多封装选项来满足系统的需求，汽车裸片能力在ADAS得到了验证。

在图像传感器领域，安森美拥有超过15年的汽车成像经验，超过4亿颗汽车传感器正在车辆中使用，也是首家提供车规汽车图像传感器的公司，多年的车载场景数据已经为安森美磨砺出高可靠性的产品。安森美在图像传感器方面的市场份额一直都很高，超过50%，超过所有竞争对手加起来的总和。

据安森美中国区应用工程总监吴志民的介绍，安森美单一的均匀像素架构在所有光照条件下能提供最佳性能。再者，安森美独有的超级曝光技术，配合均匀的像素架构，提供了优秀的HDR性能，也可以抑制LED的闪烁。我们用同一像素平台衍生的多分辨率系列产品减少了算法训练成本。

安森美中国区应用工程总监吴志民

安森美也发现了更多的图像传感器应用场景，那就是摄像头在汽车里面的应用越来越多，无论是前端、场景的感知，或者是环视等等，还有一些组合的应用，比如说带DVR或AR，或者是盲区的AD摄像头+环视。除了摄像头越来越多以外，像素会越来越高，从以前100万、200万的像素增加到800万的像素。另外也有在座舱里的需求应用，驾驶者或者是乘客在座舱里面基本上是不会开灯的，因为会影响驾驶者集中精神驾驶，所以也有机会用到安森美的RGB-IR图像传感器，或者是IVEC产品，实现小巧的摄像头外形尺寸。

摄像头越来越多就代表安森美的机会也就越来越多，安森美也在图像传感器的特性上下了更多的功夫，譬如重复利用人工智能训练和数据集，缩短上市时间；通用的29X29尺寸高分辨率参考设计摄像头，缩短产品设计时间。除此之外还有IVEC车载体验摄像头，它把图像镜头放在一起，不用做太多调试，生产环境也没有很高的要求，客户采购比较方便，为客户节省时间。

另外大家比较关心的就是网络安全，安森美是网络安全标准ISO21434的工作组成员，安森美也是提供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。

除了图像传感器之外，安森美在光学、图像信号处理（ISP）上面也有很丰富的经验，可以为客户提供很多系统上面的帮助。

激光雷达(LiDAR)也是智能感知的一个领域，越来越多自动驾驶或者是ADAS的车要加上更好的激光雷达在里面。现在的激光雷达很多是适用雪崩光电二极管(APD)的元件，而安森美所提供的是硅光电倍增管(SIPM)。对比APD，SIPM有更好的一致性，单拍可以检测到150 m的范围，多拍可以到300 m的范围。安森美的SIPM产品检测的是900nm镜头外的范围，SIPM的性价比是最好的。

更值得一提的是它的光子探测效率(PDE)表现，单光子探测能力使系统可以监测到300米以内距离或能见度低的物体，例如在烟或雾环境中，有比较好的表现。该探测器技术可以用在单像素、线阵或面阵传感器。SIPM是光学相关的产品，安森美利用成熟的图像传感器微透镜制造技术优化光学性能。

另外一个智能感知产品就是超声波的专用芯片。动态增益和回声检测能够区分静止的物体、人和宠物。其混响记忆增强了传感器的安全性，而且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，下一代产品会加上更好的诊断方法。

随着汽车朝着自动驾驶发展，从L1、L2一直到L5，现在也越来越需要先进安全，需要最高级别的能效和功能安全PMIC，来实现完整的ADAS解决方案，在这方面，安森美有创新的技术来显著缩小PCB尺寸，全新的降压架构结合ASIL-B至ASIL-D安全应用所需的准确性和瞬态响应。

除了不同的ASIL种类电源方案之外，安森美在超声波停车辅助IC市场排名第一位，被选用于Minerva平台。另外现在很多的汽车都从传统的机械控制变成电子控制，要实现汽车自动驾驶必须使用线传控制。安森美已交付了10亿个用于 X By Wire（线传控制）应用的电感式位置传感器。

写在最后

汽车的驱动和先进安全双重增长向量推动未来的增长，吴志民指出：“如果是以前的内燃机车或没有ADAS的、以及最初的L1，加起来只有50块美金的机会；而有一些微型混动，加上48 V的系统，如果ADAS变成L2或者是L2+的话，机会大概280美金；如果说xEV的，自动驾驶变成L4、L5的话，机会就会达到1600美金，这为安森美等汽车芯片厂商带来很大的增长的动力和商机。就近期来看，进入2022年，越来越多电动车及越来越多的汽车配了L2+的自动驾驶，现在的机会大概在715美金左右。”

在这样的背景下，智能电源和智能感知抓住了汽车和工业领域两个重要的命脉。智能电源方案使客户以更轻的种类超越功率范围目标，以无与伦比的能效降低系统成本。智能感知方案提供客户所需的专有功能，以满足其最高要求的用例。通过这两大“相辅相成”的力量，安森美正在推动颠覆性的技术，赋能一个强大的可持续生态系统。

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