汽车电子未来如何发展？TI给出四大方向

汽车电子已成为所有半导体公司最为关注的重点领域之一，前十名汽车半导体公司基本都属于整个半导体市场的前二十强。而随着汽车电子未来的快速发展，即将成为巨头们的决战之地。

根据LMC Automotive统计显示，2016年全球汽车产量约为9310万辆新车，未来很快会有超过1亿俩的年产量。随着消费者对汽车更安全、更智能和更高效的要求，Strategy Analytics则表示2017年生产的每辆车的半导体价值约为324美元, 同样未来平均每辆生产汽车中的半导体价值也会逐年上升，这意味着未来汽车电子的发展空间将呈加速发展态势。

作为在汽车电子领域已经耕耘三十五年之久的TI来说，如何抓住汽车市场的变革，从而保持甚至进一步提高自己的领先地位，TI全球汽车系统业务总监Heinz-Peter Beckemeyer日前在中国介绍了TI在汽车市场的策略，以及TI如何去应对未来的一些挑战，当然这些挑战相信也是绝大部分车厂和车用半导体公司遇到或者即将遇到的。

TI在汽车半导体市场的基本状况

汽车系统中包含众多部分，但无外乎均是由模拟信号链、电源管理、嵌入式处理器和无线连接等典型的半导体元件。Beckemeyer介绍，TI拥有10万种元件，其中车用级产品达到接近2000种，分布在在电源、无线连接、ESD保护、逻辑电路、处理器等领域，可构成完整的汽车系统。

“TI在汽车领域的布局最初是为被动安全市场开发产品，如气囊、车身稳定系统中非常核心的安全器件。此后，TI在其广泛的嵌入式处理、模拟信号链、电源管理和DLP显示产品组合中开发了汽车级产品。去年，TI将22%的研发费用投入在TI研发投入用于汽车的嵌入式、模拟和显示技术，推出的汽车市场产品就比2014年多出两倍。”Beckemeyer表示。

通过TI的一系列努力，来自汽车市场的收入在快速成长，2013年汽车业务收入只占到TI全部营收的12%，到2016年已经占到18%。除了产品之外，TI也为汽车市场提供了更多的设计支持，目前在TIDesigns中已拥有超过100种汽车参考设计，为汽车系统的发展提供全方位的支持。

TI眼中未来车用半导体市场将如何发展

Beckemeyer表示，TI未来车用市场将继续依靠产品的可靠性、高效率以及35年之久的专业积累，重点扩展四大细分领域，具体包括高级驾驶辅助系统（ADAS）；车身电子元件和照明系统；信息娱乐系统和仪表组；混合动力和电动汽车。 

针对自动驾驶辅助系统，Beckemeyer特别强调道技术的演进要循序渐进，“正如我们在今天的道路上使用的1级和2级自动驾驶技术所看到的，每个连续的级别都建立在前一级之上。”他说道。

Beckemeyser表示，TI提供的不仅仅是某个ADAS产品，而是整体方案；不仅包括传感器融合，还包括基于摄像头以及雷达的技术。

现如今许多汽车系统都需要功能安全，可通过TI的SafeTI?设计包实现。ADAS解决方案中使用SafeTI?组件，可以帮助汽车开发商更快上市。如传感器、电动机驱动器、MCU和电源产品可帮助设计人员满足行业标准的功能安全要求，同时管理系统和随机故障。

除ADAS技术外，该功能安全标准还适用于其他安全相关的汽车系统，包括转向、制动、电动汽车牵引逆变器和电动汽车车载充电系统。  

Beckemeyser称，ADAS系统最大的挑战是在系统中存在多个摄像头，每个都需要提供百万像素级别的处理，因此对实时性和数据处理、带宽、传输都提出了更严苛的要求。为此，TI提供了具有MIPI CSI-2输出的四摄像头集线器汽车ADAS参考设计TIDA-01005，使得开发人员能够连接4个130万像素的摄像头创建集线器设计，每个摄像头使用FPD-Link?III连接到四端口解串器。该设计也允许连接其他类型的传感器 ，用于传感器融合用途。另外一个参考设计则是具有集成ISP和DVP输出的四摄像头集线器TIDA-00455，最多支持四个130万像素的摄像头输入组合成两个并行视频端口，可以通过复制数据减少接线，从而简化连接到ADAS系统。

“自动驾驶和无人驾驶不会在一天就实现，也需要一个过程，但是TI会在这个市场持续地创新，持续地帮助客户更加快速、更加高效、更加有竞争力的设计这样一些产品出来。”Beckemeyser说道。

对车身设计来说，越来越多的智能和控制系统正在被添加到车身电子元件系统中，包括交互式人机界面（HMI）、手势和语音控制，自动变光镜和天窗的光学感应，以及背光LED按钮和旋钮。其中最大的挑战是更加快速的、方便的做好设计，去应对快速变化和市场需求。

TI近日推出的用于汽车车身控制模块的多路开关检测接口（TIC10024-Q1 TIC12400-Q1）以及相应参考设计TIDA-01237，可以极大地方便车身电子开关检测系统，该芯片最多同时支持24路的信号输入，支持包括车窗检测、雨刷器检测、车灯检测等等，可以解放MCU的I/O口和处理，进而降低98%的系统能耗。

而对于汽车照明系统来说，现在车灯已经从最早的卤素、氙气大灯，转变为LED大灯。

最新的TIDesign TIDA-01183汽车照明精密PWM调光LED驱动器参考设计可帮开发人员创建具有成本竞争力的解决方案，使用PWM调制来减少外部汽车照明系统，在无需微控制器的前提下，保证优于2％的占空比，该设计的输入级经EMI/EMC滤波，可直接由车载电池供电。

对于信息娱乐系统和仪表组来说，面临的最大挑战是数据传输问题，既要保证大数据量，又要保证数据传输距离，同时也要保证数据传输的安全性。因此不仅需要能够驱动集成功能的高性能处理器，而且还需要能够实现长距离安全性的高级功能连接。

TI具有充电和增强数据路径性能的汽车被动媒体集线器参考设计TIDA-01432是一种USB Type-C参考设计，消费者可以很从容地把自己的手机、电脑、平板中的音/视频系统在汽车的主机上显示出来。TIDA-00743 参考设计则是设计用于评估经典 AB 类音频功率放大器模块专用系统中的数字输入 D 类音频放大器模块。它可以很完美地替代现有的A/B 类功放，并实现更轻、更节能、更高效的设计。

对于混合动力/电动汽车和动力传动系统来说，由于是全新领域，因此需要更多的创新来减轻重量，提高效率，并通过较少的电线、接线和机械组件来管理电源，优化系统。TI的解决方案可以帮助开发更加智能的车载充电器和充电站，实现更快的充电体验。可提高电源转换以及减小机械零部件，从而更加有效地降低汽车重量及实现更高效的能耗比。

随着电动汽车对快速充电的要求越来越高，对汽车电源的需求会显著提升，随着主流充电电压提升到400V、800V甚至更高的充电电压很容易造成危险，TI设计可以保证让瞬间冲击耐受到500安培，从而更安全地进行充电。汽车并联±500A精密电流感测参考设计可实现在宽温度范围（-40°C至+ 125°C）内 的<0.2％FSR的精度TIDA-03040。

随着车载负载需求日益增长，为了满足更好的能源效率以及排放，车载48V系统未来将会实行。TI推出的12 V/48 V汽车系统的双向直流-直流转换器参考设计TIDA-01168是用于12V/48V汽车系统的四相双向直流-直流转换器开发平台，例如用于轻型混合动力汽车（HEV）中。该系统使用两个电流控制器和一个MCU进行功率级控制。

对于未来，Beckemeyer表示，包括无人驾驶和自动驾驶等技术都刚刚在市场上兴起，TI正在积极参与其中，提供了诸多解决方案，“对于未来，我们认为将是一个融合的状态，越来越多的摄像头会和传感器融合，越来越多的ECU会和不同的电子控制单元融合，这就要求越来越强的数据处理能力、模拟信号链路能力以及传输信号能力。”

“TI考量的不仅仅是产品本身，而是基于整个系统，从方案上让工程师更加灵活、更加快速地去开发系统。”Beckemeyer总结道。