ACES競賽： 半導(dǎo)體將指引汽車制造商到達(dá)終點(diǎn)線

近年來，汽車產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展速度驚人，最新引入的四大趨勢-“ACES” - Autonomous Driving（自動(dòng)化）, Connectivity（互聯(lián)化）, Electrification（電氣化） 和Services（服務(wù)化）-- 正在重塑汽車產(chǎn)業(yè)的整體格局，汽車制造商們努力朝著完全電氣化，自動(dòng)駕駛的夢想前進(jìn)。

如今的汽車產(chǎn)業(yè)如同一場殘酷的比賽，并非所有參與者都能到達(dá)賽道終點(diǎn)。尤其在當(dāng)下設(shè)計(jì)周期不斷縮短，且通往賽道終點(diǎn)的路線尚不明確的情況下，為了能在這場競賽中取得成功，汽車制造商們不得不越來越依賴于半導(dǎo)體供應(yīng)商。與此同時(shí)，消費(fèi)者還期望，未來能夠提供與當(dāng)今智能手機(jī)或其他智能小工具相媲美的、可定制以及可升級的汽車解決方案。

而域控制器（DCU）的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的思維方式，相比于聚焦特有功能，DCU的目標(biāo)則瞄準(zhǔn)于集成度、安全性和核心計(jì)算，直指ACES主題：

●   通過無人駕駛或傳感器融合DCU 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 (Autonomous Driving)；

●   通過智能座艙DCU可以實(shí)現(xiàn)車對車、車對其他一切的通信以及軟件的無線升級，即互聯(lián)化（Connectivity）和服務(wù)化（Services）

●   動(dòng)力系統(tǒng)DCU 可以實(shí)現(xiàn)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)到全電池電動(dòng)汽車的電氣化（Electrification）蛻變

DCU之所以引人注目，還由于它引導(dǎo)汽車供應(yīng)商將研發(fā)資金集中在單個(gè)的子系統(tǒng)上，而不是十幾個(gè)以上的不同子裝置。 想要實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜而強(qiáng)大的DCU，汽車供應(yīng)商不再只依賴大多數(shù)現(xiàn)有的成品IC，而更傾向于精心設(shè)計(jì)的集成化器件：

●   需避免任何單一點(diǎn)故障的可能性，并能考慮所有與安全相關(guān)的故障情況

●   以可擴(kuò)展，模塊化的方式設(shè)計(jì)，可以靈活升降級，以便針對不同等級和價(jià)格的DCU輕松進(jìn)行重新設(shè)計(jì)

●   能夠承受汽車環(huán)境的嚴(yán)酷考驗(yàn)，其溫度范圍從零下覆蓋至上百攝氏度，還會(huì)不斷受到外界噪聲和刺激的干擾（同時(shí)IC本身也需滿足嚴(yán)格的輻射排放要求）

面對以上挑戰(zhàn)，MPS 為幫助汽車制造商實(shí)現(xiàn)其ACES 目標(biāo)，除了會(huì)考慮給定產(chǎn)品的 “殺手锏”功能，還會(huì)統(tǒng)一產(chǎn)品開發(fā)路線和整體芯片生態(tài)系統(tǒng)，精心設(shè)計(jì)產(chǎn)品使其具備更高的安全性，可擴(kuò)展性和可靠性。

我們采用“Power Subsystems”電源子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它由六種以上不同IC 組成，各個(gè)子系統(tǒng)間能和諧運(yùn)行， 一部分IC 是基于MPS 先進(jìn)工藝技術(shù)的傳統(tǒng)電源管理產(chǎn)品，旨在提供超高功率密度，另一部分IC 則是集成時(shí)序控制或電壓監(jiān)控功能的模擬產(chǎn)品。

圖1 MPS 自動(dòng)駕駛DCU 電源子系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

在這種電源系統(tǒng)中，不僅要考慮每個(gè)IC 的典型功能，還要考慮還要考慮到各個(gè)IC 以及各個(gè)設(shè)備之間如何與其他設(shè)備協(xié)同工作。MPS 的這種“電源子系統(tǒng)思維”得到了獨(dú)立第三方關(guān)鍵評估機(jī)構(gòu)的肯定與支持，該評估機(jī)構(gòu)遵循行業(yè)認(rèn)可的ISO26262 安全規(guī)范，并建立有汽車供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)的通用語言和協(xié)議。

同時(shí)，為了滿足可擴(kuò)展這一重要需求，MPS 的汽車解決方案將目標(biāo)定位在整個(gè)系列而不是單個(gè)產(chǎn)品上。

例如，在引腳兼容的產(chǎn)品系列中，MPS 可以提供4-6 種不同解決方案，這些解決方案都具有相同的封裝、引腳輸出和規(guī)格--區(qū)別僅在于輸出電流的大小不同。MPS 采取的另一種方法是使用并聯(lián)解決方案來提高產(chǎn)品可擴(kuò)展性。以MPQ4436 為例，該產(chǎn)品可以由單路擴(kuò)展為，雙路，3 路， 4 路等供電方案，以支持更廣泛的系統(tǒng)要求。

圖2 MPQ4436 4路可擴(kuò)展解決方案

先進(jìn)的技術(shù)和廣泛的產(chǎn)品組合對汽車客戶具有強(qiáng)大的吸引力，但產(chǎn)品在汽車苛刻環(huán)境下的可靠性和耐用性也至關(guān)重要。20多年來，MPS不僅專注于提供高性能模擬產(chǎn)品，從2011年確定將汽車納入重點(diǎn)開發(fā)市場以來，我們已經(jīng)向全球客戶交付了將近10億的汽車級產(chǎn)品，并保持著業(yè)內(nèi)最低的故障率記錄。想要實(shí)現(xiàn)如此高數(shù)量、高質(zhì)量的供貨，并沒有什么“靈丹妙藥”，一切都?xì)w功于MPS “卓越汽車”的思想，這種精神深深植根于公司的DNA中，被貫徹到公司的整個(gè)研發(fā)和生產(chǎn)過程中。

在ACES這場競賽中，MPS優(yōu)勢獨(dú)特，可以幫助客戶成功、快速地開發(fā)安全、可擴(kuò)展、可靠的解決方案。作為一家全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商，MPS憑借敏銳的洞察力和豐厚的經(jīng)驗(yàn)可以滿足汽車客戶的嚴(yán)格要求，我們的內(nèi)部工藝技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先于競爭對手，如今已從電源產(chǎn)品擴(kuò)展到精密模擬領(lǐng)域，在汽車應(yīng)用方面亦是從IC拓展到整個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。