德州仪器：超过7,000种车规级产品，助力实现更好的汽车设计

根据中国乘联会的统计数据，2023年中国新能源汽车发展再一次取得可喜的成绩。比如从国内市场当前的销量来看，A00微型车领域渗透率已经达到了100%；预计12月份中国新能源汽车市场渗透率约41.4%，再创历史新高，等等。在全球范围，新能源汽车都是重点布局的产业。

当然，热闹的市场不只是新能源汽车。2023年，我们也看到AI大模型市场持续爆发，5G+AIoT在各行业的渗透率进一步提升。面对这些持续增长的领域，厂商会作何应对？我们来看看TI（德州仪器）的答案。

面对万亿市场需求如何应对？

有机构预测，未来五到十年间，5G+AIoT将成为物联网行业发展的重要趋势，在感知、传输、应用及服务层有望驱动万亿元市场。那么，面对万亿市场，TI会如何应对呢？

德州仪器认为，无线技术在物联网产业具有非常广泛的应用。针对目前市面主流的物联网通信协议，德州仪器都有很好的投入和支持，比如基于2.4G或5G频段的Wi-Fi、BLE、Zigbee、Matter、Thread、wBMS，基于Sub-1GISM频段的WiSUN、wM-BUS、AmazonSidewalk、德州仪器15.4stack等，并基于德州仪器的硬件平台，为客户提供适用于各种应用的协议栈和硬件解决方案。特别是在Wi-Fi技术进入Wi-Fi6的时代，引入了更多针对物联网通信的协议，比如OFDMA、TWT、TriggerFrames、BSSColor等，提高了网络容量、低时延、低功耗、抗干扰等指标。

针对物联网Wi-Fi6应用需求，德州仪器也开发了相关IP并推出了新一代的产品，例如德州仪器SimpleLink™系列Wi-Fi6配套ICCC33xx系列。德州仪器的CC3301SimpleLink™配套IC有助于在支持20MHz宽射频通道以及集成式低功耗蓝牙(BLE)的配置中实现Wi-Fi6。这款器件可通过单根天线轻松添加到系统设计中，并且支持大概86Mbps的物理层吞吐量。这对于互联网协议(IP)安防摄像头和打印机等面向批量数据的设备来说绰绰有余。它不仅可以轻松扩展，用于传感器和其他可能只需要几千位/秒吞吐量的仪器，还能灵活地进行快速刷新。德州仪器支持CC3301和SimpleLink™Wi-Fi6系列中的其他产品，其软件产品也可以很好地扩展，用于IoT计算资源。

德州仪器SimpleLink™CC2340无线MCU系列以经济的价格提供优质的射频和功耗性能，借助该系列，用户可以快速轻松地将低功耗蓝牙添加到更多种应用。其中，德州仪器CC2340R5微控制器拥有低于710nA的出色待机电流，有助于延长电池寿命；具有512KB的闪存，为工程师提供了卓越的灵活性和充足的代码应用空间。作为德州仪器全新无线微控制器(MCU)系列之一，德州仪器CC2345R5微控制器同时还支持工程师扩展射频性能和连接范围。借助更大的内存、更长的电池寿命、更宽的温度范围，工程师能够以经济的价格实现例如医疗设备、楼宇自动化、个人护理等更多日常连接应用。

在智能家居开发领域，作为连接标准联盟的董事会成员，德州仪器全面投入并积极参与Matter标准的开发，同步Matter1.0标准发布了一系列符合Matter的硬件和软件解决方案，提供了一个完整的端到端Matter开发平台，帮助厂商和最终用户实现智能家居之间的互联互通。德州仪器凭借在连接和低功耗电子产品领域超过20年的经验，德州仪器已发布了通过Thread和Wi-Fi运行的SimpleLink™无线MCU系列，以及完整的Matter软件开发套件(SDK)，为Matter提供全面的支持。今年，德州仪器全新SimpleLink™AcademyMatter专栏也正式上线，该专栏汇集了丰富的理论和实践练习，以帮助用户更快更好地上手基于Matter的应用与开发。

超过7,000种车规级产品助力实现更好的汽车设计

当前，汽车的电气化、智能化和网联化发展带来了前所未有的机遇，从发动机、变速器和底盘的变化到信息技术和智能化技术的融合，新能源汽车发展的方向是非常明确的。随着电动汽车的发展，驾驶员越来越希望汽车可以配有能提高安全性和智能性的车辆功能，更安全、更智能的汽车也成了重要的发展趋势。德州仪器凭借在汽车领域积累了数十年的经验，通过模拟和嵌入式创新技术助力实现更安全、更智能的汽车系统。

在以上趋势下，德州仪器把汽车电子应用划分为四个不同的细分领域：混合动力、电动和动力总成系统、高级驾驶辅助系统、车身电子装置和照明和信息娱乐系统。目前，德州仪器已经拥有超过7,000种车规级产品，并且在不断加强新产品推进的速度，全方位覆盖汽车电子系统的各个领域，以及时地回应市场趋势和需求，帮助打造更加安全、高效且互联的驾驶体验。以下方面是在半导体创新推动下，不断发展的汽车系统：

·先进的电池管理系统(BMS)能够更精确地显示电池的充电和健康状态，从而帮助驾驶员延长行驶里程。电池监测技术的改进将提升电动汽车电池的续航里程并重新规划充电布局，同时整合了直流快速充电或可更换电池等功能，因此可以缩短电动汽车的充电时间，并降低总体成本。

·提升无线BMS、牵引逆变器、车载充电器、直流/直流充电器以及加热和制冷系统等多个系统的效率，并减轻其重量，可以进一步延长驾驶员单次充电达到的续航里程。

·能支持高达800V电压的电力电子器件，可以实现高效的功率转换并提高功率密度，并提供隔离功能，为更快、更高效地充电提供更多选择。

·高级驾驶辅助系统(ADAS)需要可靠且智能的技术，使车辆能够通过摄像头和雷达传感器准确地感知周围的世界，可靠、安全地传输传感器数据，并处理和传输数据以支持实时决策。

·这些系统或电子控制单元(ECU)的结构也在发生变化。电气/电子架构正朝着区域架构的方向演进，这种架构会根据ECU在汽车中的位置而不是其功能来进行控制。以前无法集成的系统（如ADAS和空调系统）现在已实现本地化集成，从而降低了复杂性，并能够通过软件实现多种功能和特性。软件定义的车辆架构需要快速安全的通信网络、高精度的传感器、智能高效的负载执行器、高效的配电以及高性能的集中式计算系统。

产品创新需要注重什么？

无论是谈到过去，还是畅想未来，产品都是最核心的部分。提到产品创新，德州仪器认为以下几个方面非常关键：

首先是集成更多感应功能。德州仪器的全新微控制器产品系列在开发中首要考虑集成感应和嵌入式智能的能力，集成了更多模拟功能，从而简化了系统内的感应电路开发，无需额外元件。Arm®Cortex®的视觉处理器可帮助设计人员在应用中扩展视觉和AI处理功能，从可视门铃到智能零售均受支持。例如，AM62A系列可在2W至3W下运行，外形尺寸足够小，可在紧凑型可视门铃外壳中使用。该系列还具备1至2TOPS的AI处理能力，在其设计中实现更高水平的人员和物体检测。

其次是丰富的产品选择。无论是实时监测住宅和办公室的智能安防摄像头，还是变革现代工厂装配线的自主机器人，使每个系统实现智能化已成为常态。边缘智能将成为智能自动化系统的核心。这意味着数据在数据采集传感器附近进行计算，从而实现更安全、更快速且可靠的处理。

德州仪器可拓展视觉处理器具备低、中和高性能的器件产品系列，实现大规模构建和部署经济实惠的边缘AI应用。AM62Ax系列适用于电池供电系统，例如安防摄像头、扫地机器人和割草机，AM68A针对零售和工厂自动化领域的多推理实时系统进行了优化，AM69A专为自主移动机器人等高性能传感器融合系统而构建。

此外，还有产品的配套。德州仪器提供直观的嵌入式软件和工具支持提升产品易用性。嵌入式处理产品系列及其配套生态系统必须容易用于设计，同时提供足够强大的支持，从而帮助客户满足其所有嵌入式需求，加快产品上市，使设计人员有更多时间用于创新。德州仪器的EdgeAIStudio等工具可提供“低代码”体验，支持设计人员在不编写代码的情况下开发和测试AI模型，结束了非专家人员使用GUI类工具开发人工智能的历史。设计人员无需专业知识或技能，即可构建神经网络，或AI算法来充当设备的智能“大脑”。

GaN让电源设计更高效

在产品创新方面，以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体是提高功率密度和提高多种应用中电源系统和电源效率的关键。以数据中心为例，随着消费者和企业对人工智能、云计算和工业自动化等应用的数据量的需求不断增长，全球范围内需要越来越多的数据中心。要使数据中心不过量增加能耗，则需要更高效的服务器电源，而GaN是实现这类电源的关键技术。德州仪器的GaN芯片被广泛应用于数据中心、光伏逆变器、电动汽车充电桩等应用中。德州仪器的芯片通过了4,000万小时以上的可靠性测试，即使在数据中心等要求严苛的应用中，其有效性也显而易见。

在消费类电子产品中，越来越多的用户希望可以使用紧凑型电源适配器为所有设备充电。GaN也有助于解决设计挑战，在缩小解决方案尺寸的同时保持甚至提高功率水平。2023年，德州仪器发布了低功耗GaN系列新品，可兼容交流/直流电源转换中常见的拓扑结构，助力工程师开发系统尺寸减半且效率超过95%的交流/直流解决方案，从而简化散热设计。