德州儀器：“芯”向中國，科創(chuàng )世界

新基建主要包括信息基礎設施，融合基礎設施，創(chuàng )新基礎設施三個(gè)方面，覆蓋七大領(lǐng)域：5G 基建、特高壓、城際高鐵和城際軌道交通、新能源汽車(chē)充電樁、大數據中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?？v觀(guān)新基建的三方面內容和七大領(lǐng)域，可以發(fā)現半導體或將成為新基建實(shí)現突破的重點(diǎn)和關(guān)鍵所在。作為產(chǎn)業(yè)智能化和數字化的大腦，芯片不可或缺。

一直以來(lái)，德州儀器 (TI) 都非常重視中國市場(chǎng)。從1986年在國內建立第一間辦公室，德州儀器已在中國市場(chǎng)耕耘了35年，聚焦模擬和嵌入式處理系列產(chǎn)品創(chuàng )新，對新基建覆蓋的七大領(lǐng)域發(fā)力已久。德州儀器致力于幫助中國客戶(hù)在數字化發(fā)展下持續賦能，為新基礎設施的廣泛應用提供了強力支持。在七大領(lǐng)域，德州儀器與中國的諸多企業(yè)已經(jīng)開(kāi)展了深入緊密的合作，通過(guò)更智能、更創(chuàng )新、更可靠、更具經(jīng)濟性的領(lǐng)先產(chǎn)品和解決方案，以及全面廣泛的服務(wù)支持，幫助我們的客戶(hù)打好“芯”基礎，更快速地進(jìn)行數字化轉型、加速產(chǎn)業(yè)升級，共享新機遇。

新基建的發(fā)展潛力，超乎想象。TI一系列的創(chuàng )新技術(shù)和產(chǎn)品將更快速地解鎖激發(fā)這無(wú)限潛力，更輕松地為數字基建新征程保駕護航。

一、5G基建：創(chuàng )建更低延遲和更高效的5G系統

5G是新型信息基礎設施的基石，有望實(shí)現更低延遲和更高數據速率并帶來(lái)新的應用。作為移動(dòng)通信領(lǐng)域變革的焦點(diǎn)以及“經(jīng)濟發(fā)展新動(dòng)能”，5G已成為新型基礎設施建設的重點(diǎn)領(lǐng)域。5G在高清視頻、智慧城市、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、遠程醫療等一系列領(lǐng)域有基礎推動(dòng)作用，在一些領(lǐng)域甚至有不可或缺的作用。5G 技術(shù)同樣為行業(yè)帶來(lái)了復雜性。頻譜擴展、高速度、高頻率、寬帶寬、低時(shí)延和高通道數，還要求降低尺寸、重量、功耗 (SWaP) 和成本并支持所有當前和新興的蜂窩標準。

TI業(yè)界出色的先進(jìn)射頻無(wú)線(xiàn)電和中頻采樣技術(shù)以及系統專(zhuān)業(yè)知識，可以幫助客戶(hù)設計有源天線(xiàn)系統、遠程無(wú)線(xiàn)電單元和其他系統，以符合最新的5G要求并滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的數據傳輸和存儲需求。此外，TI的無(wú)橋PFC拓撲、GaN電源產(chǎn)品和接口IC，有助于創(chuàng )建更加可靠、節能且經(jīng)濟高效的商用通信電源整流器，使中國的5G發(fā)展如虎添翼。

二、大數據中心：打造更可靠和更高效的未來(lái)數據中心

新基建時(shí)代，建設大數據中心已經(jīng)成為大勢所趨，大數據中心正在向集約化，超大型演變。在支持數字基礎設施、發(fā)展云計算的過(guò)程中，開(kāi)發(fā)更可靠、更安全的數據中心迫在眉睫，而數據中心需要由具有更高處理能力的服務(wù)器和更高能效的電源提供支持。穩定可靠的電源供應能力，成為數據中心建設中的一大痛點(diǎn)。特別是在狹小空間內，實(shí)現像ASIC、CPU、FPGA等各類(lèi)處理器低至0.6-0.8 伏的核心電壓與50-800安培超高電流高穩定性供電系統設計，極具挑戰性，需要高可靠性電源的和高效DC/DC轉換解決方案來(lái)實(shí)現。

在提升功率密度和縮小產(chǎn)品體積上，從TI新一代600 V GaN FET上可管中窺豹。與現有解決方案相比，快速切換的2.2MHz集成柵極驅動(dòng)器可幫助工程師實(shí)現功率密度翻倍，達到99%的效率并將功率磁性器件尺寸縮小59%。

TI的器件可在注重低損耗和減小電路板空間AC/DC供電應用中實(shí)現更高的效率和功率密度，如超大規模的企業(yè)計算平臺以及5G電信整流器等。此外，TI還幫助客戶(hù)以更低成本支持PCIe第4代和第5代協(xié)議，通過(guò)先進(jìn)的信號調節器件將信號發(fā)送得更遠并降低設計復雜性。

三、人工智能 (AI)：解鎖邊緣AI的無(wú)限可能

信息基礎設施中不斷發(fā)展的互聯(lián)系統，例如智能工廠(chǎng)、智能家居、醫療服務(wù)和高級駕駛輔助系統(ADAS)，需要依靠人工智能 (AI) 來(lái)適應不斷變化的情況或環(huán)境。AI為機器人和汽車(chē)系統的感知應用提供了全新的功能，這些功能利用機器視覺(jué)、邊緣計算和傳感器融合技術(shù)快速感應和處理數據，并將數據傳輸到系統的其余部分。而滿(mǎn)足新基建需求的邊緣計算專(zhuān)用芯片應該具有芯片集成度高、易于開(kāi)發(fā)、異構計算結構、計算性能強等特點(diǎn)。其實(shí)AI和數據中心這兩大新基建領(lǐng)域，對數據加速的性能要求是相似的。

TI的嵌入式處理產(chǎn)品系列包括支持邊緣計算的器件，適用于本地化決策、機器學(xué)習并可以輕松部署的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )。TI品類(lèi)齊全的模擬產(chǎn)品系列廣泛適用于支持AI技術(shù)的應用，通過(guò)使智能家居應用實(shí)現低功耗，使醫療、電機驅動(dòng)和智能工廠(chǎng)應用實(shí)現高集成度、高信號完整性和高效率。

四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：實(shí)現具有先進(jìn)感應和控制功能的實(shí)時(shí)通信

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新基建之一，從宏觀(guān)本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是減低工業(yè)企業(yè)數字轉型成本，提升生產(chǎn)效率，促進(jìn)創(chuàng )新服務(wù)的基礎。隨著(zhù)近幾年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在國內的不斷發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)從最初網(wǎng)絡(luò )、數據、安全為基礎，發(fā)展平臺應用的基礎架構，升級為圍繞業(yè)務(wù)場(chǎng)景，在技術(shù)體系的支撐下落實(shí)功能架構和實(shí)施框架的體系架構。整體來(lái)看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用進(jìn)一步釋放賦能潛力，應用聚焦基于設備物聯(lián)的數據價(jià)值挖掘和特定場(chǎng)景深度優(yōu)化，這為傳統工業(yè)基礎架構帶來(lái)眾多創(chuàng )新的同時(shí)，也帶來(lái)了更多設計挑戰，這需要集成電路供應商來(lái)幫助工程師在控制器、通信地面感應等方面開(kāi)發(fā)智能系統。

智能工廠(chǎng)自動(dòng)化和無(wú)人化管理需要精確、強大的感應技術(shù)。TI基于CMOS的SoC解決方案可以輕松地開(kāi)發(fā)雷達技術(shù)，可幫助智能工廠(chǎng)設計人員部署智能機器人手臂、協(xié)作式的機器人系統和無(wú)人化工廠(chǎng)管理。在控制器方面，依靠TI Jacinto SoC TDA4x平臺，該平臺具有集成的A72 CPU、R5 MCU、多核DSP和機器學(xué)習加速器 (MMA)、通用CNN和預測性維護功能，可在低功耗的情況下發(fā)揮實(shí)時(shí)性能，實(shí)現高計算吞吐量。此外，客戶(hù)可在TI高效的深度學(xué)習處理器（例如TDA4VM）上部署訓練有素的網(wǎng)絡(luò )模型，支持使用得到行業(yè)標準支持的運行引擎。在網(wǎng)絡(luò )通信方面，TI產(chǎn)品支持廣泛的工業(yè)通信標準 -- 從串行接口 (IO-Link、CAN、RS-485) 到工業(yè)以太網(wǎng)以及諸如具備時(shí)效性的網(wǎng)絡(luò )體系 (TSN) 和單對以太網(wǎng) (SPE) 等新技術(shù)。這種支持使設計師能夠擁有更高的連通性和可擴展性，以滿(mǎn)足當前行業(yè)趨勢的需求。

五、特高壓：建立更高效、更可靠的高壓交流和直流輸電系統

電力是新基建的共同上游，不管是5G、大數據中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還是新能源汽車(chē)充電樁，這些技術(shù)的建設和運行都離不開(kāi)電力網(wǎng)絡(luò )。新基建同時(shí)需要高壓交流和直流輸電線(xiàn)路，從而幫助實(shí)現向綠色低碳能源的轉變。發(fā)展特高壓是大勢所趨，它是基建中的基建，對未來(lái)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展尤為重要。新型基礎設施的建設同時(shí)需要高壓交流和直流輸電線(xiàn)路，從而幫助實(shí)現向綠色低碳能源的轉變。

TI的模擬和嵌入式處理產(chǎn)品和系統專(zhuān)業(yè)知識可幫助客戶(hù)設計多種解決方案，實(shí)現從電源到終端用戶(hù)遠距離輸送的情況下更有效地管理、測量和監控電力系統。TI的半導體用于設計多級可堆疊轉換器，從而高效管理kV電源軌并實(shí)現實(shí)時(shí)系統保護和控制，還可通過(guò)更智能的操作減少系統停機時(shí)間，從而幫助提高系統效率和穩健性。此外，使用TI的微處理器和無(wú)線(xiàn)解決方案可以添加智能功能，客戶(hù)可對故障進(jìn)行早期預測、實(shí)現自動(dòng)檢查和自我修復操作。

六、新能源汽車(chē)充電樁：開(kāi)啟更快速、更安全且更智能的電動(dòng)汽車(chē)充電

2019年末，工信部發(fā)布《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2021~2035）》（征求意見(jiàn)稿），預計到2030年，我國新能源汽車(chē)保有量將達到6420萬(wàn)輛。隨著(zhù)中國電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展，尤其是新基建政策帶來(lái)的便利，充電樁的應用迅速增加。根據車(chē)樁比1:1的建設目標，未來(lái)10年，我國充電樁建設仍然存在6300萬(wàn)臺的缺口，預計將形成超過(guò)10000億元的充電樁基礎設施建設市場(chǎng)。^[1]大功率充電樁是新能源汽車(chē)配套基礎設施的必然發(fā)展趨勢，但功率提高帶來(lái)的問(wèn)題是充電樁尺寸增大、熱管理等問(wèn)題，因此要兼顧充電樁尺寸、效率和功率，而提高功率器件的開(kāi)關(guān)頻率就非常關(guān)鍵。

近年來(lái)，半導體技術(shù)的進(jìn)步讓功率MOSFET器件開(kāi)關(guān)頻率得到快速有效提升，直流充電器中的電源模塊越來(lái)越高效，如今的轉換器能夠在更高的電壓下工作，從而減少所需功率傳輸的電流量。減少的電流將直接轉化為更少的銅使用量和更低的I2R（銅損耗），從而提高轉換器的效率。

此外，SiC、IGBT和GaN的開(kāi)關(guān)使轉換器速度更快，從而設計出更小的磁性元件并減少冷卻需求，同時(shí)減小了外形尺寸并提高了功率密度。先進(jìn)的復雜多層拓撲（ANPC、相移DAB）使廠(chǎng)商可以利用更高的直流母線(xiàn)電壓和更快的開(kāi)關(guān)轉換器優(yōu)勢，進(jìn)而得以帶來(lái)充電樁充電速率的提升。

七、城際高速鐵路和城際軌道交通：構建更智能的交通系統

城際高速鐵路和城市軌道交通在推動(dòng)社會(huì )發(fā)展、構建智能化、數字化交通方面發(fā)揮了極其重要的作用。它們極長(cháng)的產(chǎn)業(yè)鏈條涵蓋了原材料、機械、電氣設備、公用事業(yè)和運輸服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域。通過(guò)新基建的方式，將對既有的交通方式進(jìn)行賦能，推動(dòng)軌道交通的數字化、智能化發(fā)展。

智能交通系統需要滿(mǎn)足先進(jìn)的通信、智能化和功能安全性要求，這些都可以利用TI豐富的模擬和嵌入式處理產(chǎn)品系列和系統設計專(zhuān)業(yè)知識來(lái)實(shí)現，實(shí)現旅客和貨物更快、更高效的城際運輸。TI的高性能數據轉換器、電源管理和嵌入式處理產(chǎn)品，包括創(chuàng )新型感應和無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品，將幫助客戶(hù)設計可靠的互聯(lián)系統，從而實(shí)現向智慧城市的轉型。

半導體是新基建基礎性和先導性的產(chǎn)業(yè)支撐，新基建建設的逐步展開(kāi)將為半導體行業(yè)帶來(lái)更多發(fā)展新機遇。作為新基建的關(guān)鍵核心技術(shù)支撐，半導體行業(yè)將會(huì )為新基建技術(shù)發(fā)展及項目落地持續發(fā)力。

TI 芯科技，賦能新基建。TI品類(lèi)齊全的模擬和嵌入式處理系列產(chǎn)品、強大的本地制造研發(fā)能力、遍布全國的產(chǎn)品分銷(xiāo)及銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò )，可以幫助您更好地解決設計難題，開(kāi)啟數字基建新征程，開(kāi)創(chuàng )合作共贏(yíng)新局面，共享新機遇。

世界在變，TI 的初心不變。TI 將始終如一，與大家攜手迎接未來(lái)挑戰。