近年来,汽车产业的创新和发展速度惊人,最新引入的四大趋势 -“ACES” - Autonomous Driving(自动化), Connectivity(互联化), Electrification(电气化) 和 Services(服务化)-- 正在重塑汽车产业的整体格局,汽车制造商们努力朝着完全电气化,自动驾驶的梦想前进。


如今的汽车产业如同一场残酷的比赛,并非所有参与者都能到达赛道终点。尤其在当下设计周期不断缩短,且通往赛道终点的路线尚不明确的情况下,为了能在这场竞赛中取得成功,汽车制造商们不得不越来越依赖于半导体供应商。与此同时,消费者还期望,未来能够提供与当今智能手机或其他智能小工具相媲美的、可定制以及可升级的汽车解决方案。

 


而域控制器(DCU)的出现打破了传统的思维方式,相比于聚焦特有功能,DCU 的目标则瞄准于集成度、安全性和核心计算,直指 ACES 主题:

 

  • 通过无人驾驶或传感器融合 DCU 实现自动化 (Autonomous Driving);

 

  • 通过智能座舱 DCU 可以实现车对车、车对其他一切的通信以及软件的无线升级,即互联化(Connectivity)和服务化(Services)

 

  • 动力系统 DCU 可以实现插电式混合动力系统到全电池电动汽车的电气化(Electrification)蜕变


DCU 之所以引人注目,还由于它引导汽车供应商将研发资金集中在单个的子系统上,而不是十几个以上的不同子装置。 想要实现如此复杂而强大的 DCU,汽车供应商不再只依赖大多数现有的成品 IC,而更倾向于精心设计的集成化器件:

 

  • 需避免任何单一点故障的可能性,并能考虑所有与安全相关的故障情况

 

  • 以可扩展,模块化的方式设计,可以灵活升降级,以便针对不同等级和价格的 DCU 轻松进行重新设计

 

  • 能够承受汽车环境的严酷考验,其温度范围从零下覆盖至上百摄氏度,还会不断受到外界噪声和刺激的干扰(同时 IC 本身也需满足严格的辐射排放要求)


面对以上挑战,MPS 为帮助汽车制造商实现其 ACES 目标,除了会考虑给定产品的 “杀手锏”功能,还会统一产品开发路线和整体芯片生态系统,精心设计产品使其具备更高的安全性,可扩展性和可靠性。


我们采用“Power Subsystems”电源子系统设计,它由六种以上不同 IC 组成,各个子系统间能和谐运行, 一部分 IC 是基于 MPS 先进工艺技术的传统电源管理产品,旨在提供超高功率密度,另一部分 IC 则是集成时序控制或电压监控功能的模拟产品。

 

图 1:MPS 自动驾驶 DCU 电源子系统设计框图


在这种电源系统中,不仅要考虑每个 IC 的典型功能,还要考虑还要考虑到各个 IC 以及各个设备之间如何与其他设备协同工作。MPS 的这种“电源子系统思维”得到了独立第三方关键评估机构的肯定与支持,该评估机构遵循行业认可的 ISO26262 安全规范,并建立有汽车供应商生态系统的通用语言和协议。


同时,为了满足可扩展这一重要需求,MPS 的汽车解决方案将目标定位在整个系列而不是单个产品上。例如,在引脚兼容的产品系列中,MPS 可以提供 4-6 种不同解决方案,这些解决方案都具有相同的封装、引脚输出和规格 -- 区别仅在于输出电流的大小不同。MPS 采取的另一种方法是使用并联解决方案来提高产品可扩展性。以 MPQ4436 为例,该产品可以由单路扩展为,双路,3 路, 4 路等供电方案,以支持更广泛的系统要求。

 

图 2:MPQ4436 4 路可扩展解决方案

 

先进的技术和广泛的产品组合对汽车客户具有强大的吸引力,但产品在汽车苛刻环境下的可靠性和耐用性也至关重要。20 多年来,MPS 不仅专注于提供高性能模拟产品,从 2011 年确定将汽车纳入重点开发市场以来,我们已经向全球客户交付了将近 10 亿的汽车级产品,并保持着业内最低的故障率记录。想要实现如此高数量、高质量的供货,并没有什么“灵丹妙药”,一切都归功于 MPS “卓越汽车”的思想,这种精神深深植根于公司的 DNA 中,被贯彻到公司的整个研发和生产过程中。


在 ACES 这场竞赛中,MPS 优势独特,可以帮助客户成功、快速地开发安全、可扩展、可靠的解决方案。作为一家全球领先的半导体供应商,MPS 凭借敏锐的洞察力和丰厚的经验可以满足汽车客户的严格要求,我们的内部工艺技术持续领先于竞争对手,如今已从电源产品扩展到精密模拟领域,在汽车应用方面亦是从 IC 拓展到整个应用领域。