20年深耕汽車市場，Microchip用這些硬核優(yōu)勢為行業(yè)轉型添動力！

放眼全球汽車市場，“電氣化轉型”已成為整個行業(yè)發(fā)展的主旋律。而汽車電氣化的發(fā)展，自然離不開半導體技術的進步。

作為全球領先的單片機和模擬半導體供應商，Microchip Technology Inc.（美國微芯科技公司）一直在投資研發(fā)面向電動汽車的新一代解決方案，并且在技術創(chuàng)新、產(chǎn)品設計，以及安全系統(tǒng)等方面擁有獨特的優(yōu)勢。

深耕技術，解決行業(yè)痛點

一提到電動汽車，人們首先想到的通常是“續(xù)航里程”問題。的確，在電動汽車這一新生領域，續(xù)航里程是影響用車體驗的重要因素，同時也是所有廠商最為頭疼的一大難題。

Microchip汽車產(chǎn)品部亞太區(qū)資深產(chǎn)品營銷經(jīng)理Yan Goh近日在接受21ic中國電子網(wǎng)采訪時指出，在電動汽車市場中，被視為關鍵挑戰(zhàn)的主要因素就是里程焦慮（英里/千瓦時）。顯然，與增加汽車可行駛里程密切相關的是，確保實現(xiàn)最高效率，將電池能量提供給推進電機，同時使整部汽車保持輕量化。

所謂“里程焦慮”指的是用戶在駕駛電動汽車時，由于擔心電池電量不足以驅使車輛順利抵達目的地或者是下一個充電點，而產(chǎn)生的內(nèi)心焦慮、煩躁的情緒。從目前市場的反饋情況來看，續(xù)航里程是制約新能源汽車發(fā)展的主要因素之一，特別是對于純電動汽車來說，則更為明顯。

為了迎合市場對續(xù)航里程的要求，近年來Microchip不斷拓展旗下的開發(fā)工具及產(chǎn)品。據(jù)Yan Goh介紹，對于電動汽車來說，最重要的標準是每次充電后可以行駛的里程數(shù)。我們設計的解決方案涵蓋了當今大多數(shù)電動汽車（EV）上的各類應用，包括電氣轉換、動力系統(tǒng)控制，以及人機界面等。

（Microchip汽車產(chǎn)品部亞太區(qū)資深產(chǎn)品營銷經(jīng)理Yan Goh）

在談及技術服務與產(chǎn)品應用時，Yan Goh表示，Microchip全新的單片機不僅具備低功耗特性，還能提供支持高速片上數(shù)據(jù)處理和高速互連的集成模擬外設，可以滿足用戶的核心需求。

“例如，我們的新一代單片機與高電壓驅動器碳化硅（SiC）MOSFET相結合的解決方案，專為直流-直流OBC模塊設計，完美融合了雙核單片機設置和軟件解決方案，能夠在縮短上市時間的同時，滿足所有系統(tǒng)需求，并符合功能安全標準。針對EV儀表板中常見的人機界面，我們也開發(fā)了適合汽車應用的解決方案，可以為創(chuàng)新型照明技術以及各種基于觸控或3D手勢的輸入技術提供支持。”

值得一提的是，自2002年以來，Microchip一直位列全球單片機出貨量之首，在保持并鞏固8位和16位單片機領先地位的基礎上，還全面擴充了32位單片機市場，大幅降低了嵌入式設計的系統(tǒng)成本。而在注重技術研發(fā)的同時，Microchip對堅持發(fā)展中國市場這一戰(zhàn)略也很重視。因為亞太區(qū)最具活力和增長潛力的中國市場，可以在Microchip全球戰(zhàn)略中發(fā)揮著重要作用。

目前，Microchip已與眾多中國本土汽車OEM保持著合作關系，包括一些新興的電動汽車OEM。據(jù)Yan Goh介紹，通過在當?shù)劁N售辦事處投資成立專門的汽車支持團隊，我們在戰(zhàn)略層面上提高了與各大OEM和當?shù)匾患壒痰暮献魉?；同時，根據(jù)當?shù)氐膶嶋H系統(tǒng)需求，我們開展了新技術相關的培訓和參考設計活動，并為新一代解決方案的開發(fā)提供了技術支持咨詢服務。

產(chǎn)品升級，引領創(chuàng)新發(fā)展

當前，在功率芯片和新材料的推動下，汽車電氣化正在加速發(fā)展。其中，碳化硅（SiC）使純電動汽車克服了硅基器件的限制，取代了驅動電機逆變器和車載充電機中的硅基IGBT和二極管，具有能效提高、系統(tǒng)結構緊湊、輕量化、簡化冷卻設計、充電時間縮短、續(xù)航里程增加等諸多優(yōu)點。據(jù)悉，目前市場上已有超過40%的純電動汽車均采用了碳化硅。

盡管以SiC元器件為代表的第三代化合物半導體，在電動汽車應用方面擁有絕對的優(yōu)勢和廣闊的市場前景，但Yan Goh認為，電氣轉換領域同樣面臨著諸多挑戰(zhàn)。比如，工程師所設計系統(tǒng)的熱損耗必須更低，同時需要在電子控制電路惡劣的高頻環(huán)境下滿足電磁兼容EMC-EMI性能，對于最大程度提高效率而言，這些工作必不可少。

“現(xiàn)如今，越來越多的OEM正在引入800V系統(tǒng)，將其作為減輕重量的一個重要環(huán)節(jié)。考慮到高電壓、高速充電和高效率要求帶來的復雜性，可以應用具有高電壓能力的SiC MOSFET晶體管-二極管技術，打造專用的電源控制器電子元件。這些技術目前已被主流EV市場采用。Microchip提供了專用的單片機，適合與SiC MOSFET和二極管結合使用，能夠達到超過90%的額定效率?！?/span>

據(jù)悉，Microchip的SiC系列產(chǎn)品包含以肖特基勢壘二極管（SBD）為基礎的700V、1200V和1700V商業(yè)級電源模塊。除了能夠提供不同的電流和封裝方案之外，新推出的系列電源模塊還采用了雙二極管（Dual Diode）、全橋（Full Bridge）、相腳（Phase Leg）、雙共陰極（Dual Common Cathode）和三相橋（3-Phase bridge）等各種拓撲結構。SiC SBD模塊可將多個SiC二極管芯片與可選件結合在一起，將基片和底板材料集成到單個模塊，進而簡化設計，最大程度地提升開關效率，減少溫升和縮小系統(tǒng)尺寸。

嚴控風險，筑牢安全防線

除了持續(xù)推進產(chǎn)品技術創(chuàng)新之外，Microchip在安全方面也做了不少努力。特別是在這個物聯(lián)網(wǎng)時代，汽車領域的電子設備越來越多，汽車聯(lián)網(wǎng)及智能化程度也越來越高，這給用戶帶來便利的同時，也增加了安全風險，比如聯(lián)網(wǎng)設備受到黑客攻擊等。

對此，Yan Goh表示，從過往的案例中可以看出，汽車在行駛時遭到黑客攻擊是一個生死攸關的問題。為了簡化和滿足這一關鍵安全需求，汽車系統(tǒng)架構師選用了支持專用硬件安全模塊（HSM）的單片機，并配備新一代高速網(wǎng)絡接口來支持這類使用模式?！癕icrochip十分重視支持安全引導、節(jié)點驗證和數(shù)據(jù)加密等功能的專用硬件安全芯片，這些關鍵元件能夠為汽車系統(tǒng)設計師提供可行的方案，幫助他們及時滿足OEM的系統(tǒng)需求。”

例如，Microchip近期推出的全新功能安全型AVR^® DA系列單片機（MCU），能夠在全電源電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)24 MHz的CPU速度、存儲密度高達128 KB的閃存、16 KB SRAM和512 字節(jié)EEPROM，具備12位差分ADC、10位DAC、模擬比較器和過零檢測器。PTC支持電容式觸摸接口設計，支持按鈕、滑動條、滾輪、觸摸板、較小型觸摸屏及廣泛應用于消費和工業(yè)產(chǎn)品和車輛的手勢控制。

此外，AVR DA系列還支持多達46個自電容和529個互電容觸摸通道，并采用了最新一代增強型驅動屏蔽PTC和升壓模式技術，可以提供增強的抗噪性、耐水性、觸摸靈敏度和響應時間。

（Microchip推出的全新功能安全型AVR^® DA系列單片機，可支持實時控制、連接和HMI應用）

加速變革，邁入智能時代

然而，“電氣化轉型”僅僅是未來汽車產(chǎn)業(yè)的一個開端。隨著5G與AI商用時代的到來，“智能化升級”才將是整個行業(yè)的發(fā)展趨勢。換句話說，未來的汽車市場發(fā)展動向，將是電氣化和智能化。其中，電氣化是基礎，智能化是增補，兩者是相輔相成的。但無論是電氣化，還是智能化，可以預見的是，這一產(chǎn)業(yè)變革對半導體的需求無疑是巨大的，即需要數(shù)量龐大的電子器件、半導體來支持整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

俗話說，機遇只留給那些有準備的人。對于汽車半導體來說，盡管未來市場規(guī)模龐大，但沒有過硬的核心技術與解決方案，也是不會迎來發(fā)展的春天?；仡欉^去的市場變化，Yan Goh感慨良多：“一直以來，Microchip始終致力于幫助汽車OEM和一級供應商應對各種領域的全新挑戰(zhàn)和需求，包括更高的處理能力、更高的集成度、更高的電源效率、高速數(shù)據(jù)連接，以及安全需求等。在內(nèi)燃機領域，對電子設備的需求在以前極少發(fā)生改變，而上面這些需求更是史無前例。現(xiàn)如今進入消費時代，OEM的需求已發(fā)生翻天覆地的變化！”

Yan Goh表示，憑借在各類市場中的豐富經(jīng)驗以及各種各樣的優(yōu)秀產(chǎn)品，Microchip能夠迅速做出回應，將我們在消費類和工業(yè)級市場解決方案領域的成功經(jīng)驗帶入汽車領域，打造經(jīng)濟可靠的創(chuàng)新型汽車應用解決方案。

據(jù)悉，作為全球領先的半導體供應商，Microchip在汽車市場中的投資已逾二十年之久，經(jīng)過多年來的技術積累和市場開拓，早已為汽車的電氣化和智能化發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)做好了充分的準備。對此，Yan Goh自豪地說道：“我們的高速數(shù)據(jù)連接產(chǎn)品，就是這類創(chuàng)新型解決方案的典型代表，例如千兆以太網(wǎng)、網(wǎng)關、車用PCIe開關、物聯(lián)網(wǎng)安全技術和電容應用技術。”