在智能化浪潮的推动下,各类智能终端需求呈现井喷态势,对原始、高保真数据的需求也达到前所未有的高度,信号链芯片正迎来重要发展机遇。作为连接物理世界与数字系统的关键枢纽,信号链已不再仅是简单的信号转换通道,而是高质量数据采集的首要关口,其性能直接决定了后端智能化系统的感知能力、实时决策水平的上限。
智能终端与信号链,协同演进
智能汽车、边缘计算及人形机器人等智能终端的迅猛发展,在驱动信号链芯片市场增长的同时,也对信号链产品提出了更高的要求,驱动其朝着更高精度、更高采样率、更低噪声以及更强抗干扰能力等方向演进,从而更真实、更完整地还原物理世界。
智能汽车:域控架构驱动高性能信号链需求
随着汽车电子电气架构向域控和中央计算演进,信号链芯片面临新的性能挑战。在智能座舱中,多屏互动、语音识别与高清摄像头等应用推动了对高精度、低噪声线性产品的需求,以确保音视频信号的清晰与稳定;同时,高速、低延迟的接口产品成为实现座舱内多域控制器高效互联的关键。在自动驾驶领域,激光雷达、毫米波雷达和环视系统依赖高性能转换产品实现传感器信号的精确采集与传输,要求ADC/DAC具备高分辨率、快速响应和优异的温度稳定性;接口产品还需支持功能安全与高抗干扰能力,以保障数据在复杂电磁环境下的可靠传输。
在具体技术落地方面,以德州仪器(TI)为代表的厂商已推出针对性解决方案。其FPD-Link SerDes系列产品能够为汽车应用提供高带宽、低延迟的数据传输解决方案。在高级智驾辅助系统(ADAS)中,支持通过单根线缆传输未压缩视频、控制信号及电源,FPD-Link 摄像头 SerDes可为高级驾驶辅助系统和自动驾驶车辆减小系统尺寸,同时优化摄像头设计中的高速数据传输。在数字驾驶舱方面,该技术通过双绞线或同轴电缆实现最高8K的高分辨率视频传输,具备自适应均衡功能以补偿电缆老化和温度变化的影响,还能够支持将视频、音频、时钟和双向控制数据聚合成一条数据流,以降低系统体积和电缆重量。此外,德州仪器的车载网络接口产品,如广泛的CAN和LIN收发器产品组合,可提供快速、安全、可靠的通信。
边缘智能:走向“感算一体”的范式转移
由于边缘智能设备资源受限,所以边缘计算节点通常要求高集成、低功耗等特性,继而催生了分布式信号链的需求,定制化方案成为新增长极。感知与计算融合打破了传统信号处理模式,推动信号链芯片从单一功能器件升级为边缘智能的底层支撑单元。
值得关注的是,10BASE-T1S等确定性低延迟通信接口的普及,也将加速分布式智能节点的协同发展。未来的技术节点在于如何在资源受限的边缘设备中,实现高性能、功能安全与成本效益的有效平衡。
针对这一趋势,安森美(onsemi)正通过高度集成的平台化方案推动边缘侧信号链升级。 安森美模拟与混合信号事业部ICD产品线市场经理Patrick Wang指出:“为简化边缘设备设计、缩减硬件空间,信号链产品正从离散器件转向感知处理一体化模块。基于安森美Treo平台的产品在设计集成度上更高,其路线图还包括传感器接口、电源管理等,这将进一步突破能效和集成度的边界。”
人形机器人:多模态感知的同步性与抗干扰挑战
人形机器人的感知端需要融合视觉、声学、触觉等多种信息以实现精准环境感知,这对信号链的精度、同步性和抗干扰能力提出了极高要求。
针对人形机器人感知端多模态融合的需求,安森美通过体系化方案应对信号链挑战,通过提供多样化传感器组合,例如超声波传感器可探测摄像头盲区,搭配深度感知技术减少系统计算负担,补全感知维度,适配户外等复杂场景,助力精准感知。此外,在同步性与抗干扰方面,安森美采用高效连接方案替代传统方式,提升多传感器数据传输效率,保障数据同步;同时从系统层面强化适配性,让传感器在油污、高温、振动等恶劣工况下稳定工作,并搭配安全机制,在机器人出现故障时快速响应,为感知端稳定运行提供支撑,助力人形机器人向量产与安全应用推进。
在信号链的精密度与可靠性层面,纳芯微电子也展现出深厚的技术积累。公司技术市场经理王良藩表示:“纳芯微在高精度信号调理与采样IP方面有深厚的技术积累。同时,产品在抗干扰方面进行了全面增强,显著优化了输入输出级的性能。尤为关键的是,我们能够针对客户量产中的实际痛点进行深度根因分析,并将相应的解决方案前瞻性地融入芯片的设计与测试环节,从源头保障产品的可靠性与易用性。”
除了上述智能终端外,工业智能化背景下的电机控制、设备状态监测需高精度信号链产品;可穿戴设备、智能家居对微型化、低功耗、高精度信号链产品的需求,推动消费级信号链向高附加值方向升级;AI数据中心等新兴场景需求爆发,尤其是高精度信号调理与高可靠电流监测产品需求显著增长。各行各业都置身智能化浪潮中,信号链芯片和智能终端协同演进。
夯实底层支撑,供应链保障与平台化创新
终端应用与底层芯片技术深度互动所构成的协同演进关系,不仅考验着产业链上下游的快速响应与灵活适配能力,更推动创新模式从单点突破转向系统级整合。在此背景下,行业竞争已从单一产品性能延伸至全链条能力建设,企业正通过强化供应链控制与平台化布局构建面向未来的系统级竞争力。
在供应链与产能建设方面,头部企业正通过多路径布局夯实交付基础。以思瑞浦为例,其通过深度产业链协作推动产线扩建与工艺升级,并构建国内外双循环供应体系,有效保障客户稳定供应。同时,公司自建的车规级测试中心已投入运行,集成芯片测试方案开发、晶圆测试与成品测试等全流程服务。一期建成的千级晶圆测试车间和万级成品测试车间,满载后晶圆测试产能可达每月上万片,成品芯片测试产能高达每月上亿颗。此外,其自有工艺能力的12英寸COT产线也在加快建设中,旨在进一步提升晶圆端产能自主性与成本竞争力,为业务持续增长提供坚实支撑。
除了供应链建设外,信号链作为模拟芯片,可靠性要求至关重要,是夯实底层支撑的重要表现。德州仪器通过系统化的制造能力与设计方法,在多应用场景及复杂工况下全面提升产品可靠性。具体措施包括:在技术层面,使用二氧化硅屏障集成了增强隔离技术,应用在RS-485、CAN收发器等组件中,有效抑制感应耦合与干扰,在提升信号完整性的同时节省布板空间;符合ISO 1500标准的电容隔离技术被用于部分收发器产品,在紧凑的4.90毫米×3.90毫米封装中提升性能与可靠性。在封装方面,德州仪器提供采用引线封装的紧凑型汽车电子元件,例如基于小外形封装晶体管(SOT)的封装,确保可靠的焊点连接并简化检测流程,直接提升在振动环境下的可靠性;同时,针对空间敏感型应用,德州仪器提供SC70-3、SOT-23、四引脚无引线封装(QFN)及SC70-5封装,在不牺牲性能的前提下进一步优化系统集成度与结构可靠性。
值得一提的是,除了在接口芯片的封装与隔离技术上深耕,德州仪器还通过创新的传感器产品来提升系统可靠性。例如,其推出的TMAG5134面内霍尔效应开关,其面内感应方向可无接触检测到与PCB平行或水平的磁场,与机械开关相比,能够减少机械磨损并提高可靠性和弹性。
在平台化技术创新层面,行业领先者正通过架构级突破重塑产品开发范式。安森美推出的Treo平台正是这一趋势的典型代表。该平台基于65nm BCD工艺,将模拟、数字与电源功能集成于单一芯片,不仅显著提升系统集成度,更有效降低了功率损耗。Treo提供业界领先的1V 至90V电压范围,实现了卓越的集成度、更低的功耗和领先行业的效率。该平台基于可重复使用的设计模块或功能块(模拟、数字或电源IP),能够以灵活配置组合开发新产品。这种模块化平台的核心在于无需重新设计基本元素即可快速响应市场需求变化,不仅突破了传统模拟芯片的产品边界,更在可靠性提升与终端体积优化方面展现出显著优势,为下一代智能终端的高效开发奠定基础。
结尾
在智能化浪潮的持续推进下,面对智能汽车、边缘计算、人形机器人等终端的快速发展,信号链正不断向高精度、高速率、高可靠性及系统集成化等方向发展。与此同时,产业链上下游企业通过强化供应链韧性、推进平台化创新,推动信号链产品从单一功能器件向系统级解决方案升级。未来,随着感知、计算与传输需求的深度融合,信号链芯片将持续为智能系统奠定坚实的数据根基,赋能千行百业的数字化与智能化变革。
来源: 与非网,作者: 史德志,原文链接: https://www.eefocus.com/article/1921341.html
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