德州儀器:穩(wěn)扎穩(wěn)打步履不停,,引領(lǐng)未來科技

隨著2023 年的結(jié)束，新一年即將開啟，半導(dǎo)體市場(chǎng)面臨著一系列不確定性和挑戰(zhàn)。在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，德州儀器憑借其模擬和嵌入式處理技術(shù)，正致力于推動(dòng)汽車行業(yè)向更可持續(xù)的綠色能源過渡。在本次專訪中，德州儀器將分享他們對(duì)于2024 年技術(shù)發(fā)展的展望，以及在汽車電子、工業(yè)和邊緣智能等主要市場(chǎng)的布局和策略。作為行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，德州儀器將如何應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化？他們將如何保持技術(shù)領(lǐng)先地位？讓我們一起走進(jìn)德州儀器的世界，探尋這些問題的答案。

1 回顧與展望

在2023 年，德州儀器關(guān)注可再生能源、汽車電子和機(jī)器人等主要應(yīng)用市場(chǎng)，并將在新的一年中持續(xù)助力這些市場(chǎng)的客戶應(yīng)對(duì)棘手的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，取得成功。在模擬和嵌入式處理技術(shù)通過更智能、更可靠的光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)，致力于未來向更可持續(xù)的綠色能源的過渡。同時(shí)，德州儀器還通過面向電動(dòng)汽車和高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)，推動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展。德州儀器精確的電機(jī)控制、邊緣處理、智能傳感和實(shí)時(shí)通信技術(shù)，助力實(shí)現(xiàn)智能、安全和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的系統(tǒng)。

在2024 年的技術(shù)展望中，德州儀器公司認(rèn)為可再生能源、汽車電子和機(jī)器人等市場(chǎng)將是主要的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域。為了保持技術(shù)先進(jìn)性和市場(chǎng)領(lǐng)先地位，德州儀器將繼續(xù)加大在這些領(lǐng)域的研發(fā)投入，優(yōu)化產(chǎn)品的性能功耗比。

2 未來汽車新架構(gòu)

對(duì)于2024年全球汽車電子市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)和前景，德州儀器認(rèn)為汽車的電氣化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化將帶來更多機(jī)遇，從發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器和底盤的變化到信息技術(shù)和智能化技術(shù)的融合，新能源汽車發(fā)展的方向是非常明確的。隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，駕駛員對(duì)提高安全性和智能化的車輛功能的需求日益增長(zhǎng)，這將成為未來汽車發(fā)展的重要趨勢(shì)。在以上趨勢(shì)下，德州儀器把汽車電子應(yīng)用劃分為四個(gè)不同的細(xì)分領(lǐng)域：混合動(dòng)力、電動(dòng)和動(dòng)力總成系統(tǒng)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)、車身電子裝置和照明和信息娛樂系統(tǒng)。

德州儀器認(rèn)為，電氣/ 電子架構(gòu)正朝著區(qū)域架構(gòu)的方向演進(jìn)，這種架構(gòu)會(huì)根據(jù) ECU 在汽車中的位置而不是其功能來進(jìn)行控制。以前無法集成的系統(tǒng)（如 ADAS和空調(diào)系統(tǒng)）現(xiàn)在已實(shí)現(xiàn)本地化集成，從而降低了復(fù)雜性，并能夠通過軟件實(shí)現(xiàn)多種功能和特性。

針對(duì)“軟件定義汽車”的趨勢(shì)，德州儀器認(rèn)為這是未來汽車的新架構(gòu)。我們可以看出，消費(fèi)者非常期待車輛能夠完全融入到大家的數(shù)字生活中，未來全新的連接，包括自動(dòng)化和個(gè)性化的需求，也會(huì)越來越多的通過軟件去實(shí)現(xiàn)。

軟件定義的車輛架構(gòu)需要快速安全的通信網(wǎng)絡(luò)、高精度的傳感器、智能高效的負(fù)載執(zhí)行器、高效的配電以及高性能的集中式計(jì)算系統(tǒng)。為了更好地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)趨勢(shì)和需求，德州儀器不斷加強(qiáng)新產(chǎn)品推進(jìn)的速度，全方位覆蓋汽車電子系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域。德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)和創(chuàng)新主要從以下兩方面來服務(wù)軟件定義：

一方面，區(qū)域架構(gòu)和衛(wèi)星架構(gòu)。德州儀器能夠提供創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品，從連接接口到電源管理的器件，包括整套解決方案，都能幫助實(shí)現(xiàn)域控和衛(wèi)星架構(gòu)。

另一方面，配電架構(gòu)系統(tǒng)中的變革。越來越多的電子保險(xiǎn)絲已經(jīng)開始融入到我們的域控中，這對(duì)于處理和數(shù)據(jù)通信的能力也有了更高的要求。在這個(gè)過程中，作為一家全球性的半導(dǎo)體公司，德州儀器能夠配合整個(gè)車身架構(gòu)的變化，為汽車制造商等客戶提供最新且適合他們需求的整套迭代產(chǎn)品。

隨著第三代半導(dǎo)體材料的不斷普及，功率密度的提高，可在更小的體積中提供更高的電力輸送能力。半導(dǎo)體技術(shù)的創(chuàng)新使工程師能夠通過使用氮化鎵等先進(jìn)材料，以更少的電力完成更多工作，從而減小電感器的尺寸，同時(shí)提高器件的效率和可靠性，也讓使用400 V 或800 V 電池包這樣的高電壓設(shè)計(jì)成為可能，從而縮短電動(dòng)汽車充電時(shí)間，延長(zhǎng)行駛里程。

3 持續(xù)賦能三大領(lǐng)域

在工業(yè)自動(dòng)化、電機(jī)控制和機(jī)器人領(lǐng)域，德州儀器以其可靠、高性能的產(chǎn)品和解決方案，引領(lǐng)著行業(yè)的發(fā)展。

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，可靠性和值得信賴的通信至關(guān)重要。使用多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)可在硬件開發(fā)周期內(nèi)降低制造成本，簡(jiǎn)化工廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)。作為以太網(wǎng)聯(lián)盟的成員，德州儀器致力于通過支持單線對(duì)、多線對(duì)或光纖布線的物理層收發(fā)器系列，幫助開發(fā)工業(yè)以太網(wǎng)的多種形式。德州儀器的產(chǎn)品組合品類豐富，包括連接解決方案以及更多有線或無線解決方案，并經(jīng)過驗(yàn)證和測(cè)試，符合最高的工業(yè)、汽車和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。德州儀器提供可靠和值得信賴的通信解決方案，支持多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制方面，德州儀器為了滿足市場(chǎng)對(duì)效率、尺寸和成本的需求，利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開發(fā)了如電機(jī)參數(shù)提取工具等創(chuàng)新性解決方案，通過提供一站式解決方案、免代碼集成無傳感器控制驅(qū)動(dòng)器、調(diào)整指南和 GUI 平臺(tái)來幫助客戶快速評(píng)估和調(diào)整電機(jī)以實(shí)現(xiàn)最高效率。這不僅可以減少設(shè)計(jì)時(shí)間和工作量，還可以提高電機(jī)的性能。同時(shí)，德州儀器還提供特定于應(yīng)用的設(shè)計(jì)，可以通過死區(qū)補(bǔ)償和 PWM 調(diào)制等技術(shù)將噪聲降低2-3 dB，從而進(jìn)一步提高電機(jī)的效率和性能。德州儀器C2000? 獨(dú)有的架構(gòu)和 CLA 的加成導(dǎo)致其代碼運(yùn)算和執(zhí)行速度在都有 FPU 的前提下普遍要快很多。

近些年，我們可以看到，自主機(jī)器人在工廠、倉庫、城市和家庭中有許多不同的用例。這就要求機(jī)器人的感知系統(tǒng)更強(qiáng)大，具有自主性、移動(dòng)性和節(jié)能性，而且還需要滿足功能安全要求。德州儀器的傳感器、處理器和控制設(shè)備可以幫助設(shè)計(jì)人員達(dá)到功能安全標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格要求。為了針對(duì)實(shí)時(shí)控制MCU 領(lǐng)域的多樣化選擇，德州儀器推出了一條Arm-based MCU：AM2x 系列產(chǎn)品線，可以更好地滿足實(shí)時(shí)響應(yīng)控制的需求。德州儀器AM2xMCU 集成了快速數(shù)據(jù)采集功能和精確的實(shí)時(shí)控制外設(shè)，可高速輸入和處理數(shù)據(jù)。當(dāng)控制機(jī)械臂電機(jī)的單個(gè)MCU 集成了音頻、電流和位置傳感接口，機(jī)器人與人類協(xié)作的安全性將逐步提高，而無需額外的MCU。

此外，德州儀器還提供適用于各種機(jī)器人的視覺處理器，支持傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)視覺，并已應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如自動(dòng)購物車、手術(shù)和醫(yī)療機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人等。

4 不斷深入智能領(lǐng)域

無論是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)住宅和辦公室的智能安防攝像頭，還是變革現(xiàn)代工廠裝配線的自主機(jī)器人，使每個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化已成為常態(tài)。邊緣智能將成為智能自動(dòng)化系統(tǒng)的核心。這意味著數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)采集傳感器附近進(jìn)行計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)更安全、更快速且可靠的處理。

德州儀器在人工智能應(yīng)用方面取得了顯著的進(jìn)展。借助其視覺處理器和處理器產(chǎn)品組合，德州儀器能夠?qū)崟r(shí)執(zhí)行多種人工智能功能，包括面部識(shí)別、物體檢測(cè)、姿態(tài)估計(jì)等。此外，德州儀器還通過技術(shù)創(chuàng)新，提高了人工智能推斷和學(xué)習(xí)的效率。

德州儀器的可拓展視覺處理器具備低、中和高性能的器件產(chǎn)品系列，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模構(gòu)建和部署經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的邊緣AI 應(yīng)用。例如，AM62Ax 系列適用于電池供電系統(tǒng)，例如安防攝像頭、掃地機(jī)器人和割草機(jī)，AM68A 針對(duì)零售和工廠自動(dòng)化領(lǐng)域的多推理實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，AM69A 專為自主移動(dòng)機(jī)器人等高性能傳感器融合系統(tǒng)而構(gòu)建。

德州儀器認(rèn)為，未來人工智能技術(shù)和實(shí)際產(chǎn)業(yè)的結(jié)合還會(huì)不斷深化。從汽車到醫(yī)療應(yīng)用，再到個(gè)人電子產(chǎn)品等行業(yè)，邊緣AI 都有潛力帶來改變。由于邊緣AI 可以對(duì)本地環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)和響應(yīng)，無需將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆?，因此具有更高的安全性和更快的響?yīng)速度。這種技術(shù)有助于提高各個(gè)行業(yè)的效率和安全性。

5 總結(jié)

2023 年，德州儀器通過持續(xù)的產(chǎn)品創(chuàng)新與技術(shù)迭代，助力客戶取得成功。未來，德州儀器將繼續(xù)引領(lǐng)半導(dǎo)體市場(chǎng)的發(fā)展，通過不斷創(chuàng)新的產(chǎn)品和技術(shù)，幫助全球客戶應(yīng)對(duì)各種設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。德州儀器會(huì)不斷推動(dòng)可持續(xù)的綠色能源的過渡，實(shí)現(xiàn)更安全、更智能的汽車系統(tǒng)，以及發(fā)揮自身多年模擬和嵌入式處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)自動(dòng)化、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制和機(jī)器人等主要應(yīng)用市場(chǎng)提供更加前沿的產(chǎn)品，并且加快布局邊緣智能市場(chǎng)的進(jìn)程，助力AI 產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。

（本文來源于EEPW 2024年1-2期）