德州儀器：堅持用產(chǎn)品創(chuàng )新推動(dòng)行業(yè)發(fā)展

在2024 年的半導體行業(yè)浪潮中，德州儀器專(zhuān)注產(chǎn)品研發(fā)，憑借一系列重磅技術(shù)創(chuàng )新與產(chǎn)品突破，持續引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展走向，深度重塑市場(chǎng)格局。

1   2024以創(chuàng )新為動(dòng)力

德州儀器在過(guò)去一年推出了多個(gè)具有重要意義的產(chǎn)品系列。其中，TMS320F28P55X系列集成了邊緣人工智能神經(jīng)處理單元（NPU），同時(shí)提供24 個(gè)高精度PWM通道以及最多39 個(gè)ADC 通道。這是TI 首次在C2000 系列中引入NPU，旨在順應工業(yè)和汽車(chē)領(lǐng)域實(shí)時(shí)控制系統日益智能化的趨勢。該產(chǎn)品已成功應用于電弧檢測，有效降低了系統成本并縮小了系統尺寸，在馬達驅動(dòng)故障檢測方面也表現出色，故障檢測準確率高達99%。

全新的F29H85x 系列則搭載了TI 歷經(jīng)二十三年重大更新的C29 內核，其處理位寬從32 位躍升至64 位，還配備了超長(cháng)指令級架構，單個(gè)指令周期最多能并行完成8 條指令。這一顯著(zhù)改進(jìn)使得基礎運算性能相較于C28 提高了2 倍以上。以FFT 運算為例，C29 的性能是C28 的5 倍；在馬達控制所需的數學(xué)運算中，C29 的平均性能是C28 的1.8 倍；對于數字電源變換的數學(xué)運算，C29 的運算性能更是C28 的2.8 倍。F29H85x 系列可廣泛應用于眾多實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域，如汽車(chē)的OBC（車(chē)載充電機）、DC/DC 轉換器以及主機MCU 的集成式架構、多電機的牽引逆變器以及助力轉向系統、最新的電源結構、在線(xiàn)UPS 以及機器人領(lǐng)域等。此外，該系列還天然支持功能安全與信息安全，其完整性等級可達汽車(chē)安全完整性等級ASIL-D 和SIL-3。

在電源模塊方面，德州儀器今年推出的六款采用MagPack磁性封裝技術(shù)的新型電源模塊，為工程師帶來(lái)了緊湊且高效的解決方案。與前代產(chǎn)品相比，這些電源模塊的尺寸縮小多達23%，在保持相同散熱性能的前提下，功率密度增加了一倍。MagPack采用德州儀器特有的3D 封裝成型工藝，能夠更大限度地減小電源模塊的高度、寬度和深度，從而縮小整體解決方案的尺寸并提高密度，實(shí)現在更小的空間內提供更大的輸出功率。

而且，該磁性封裝技術(shù)運用了專(zhuān)有新型設計材料制成的集成功率電感器。借助這類(lèi)電源模塊，工程師能夠更輕松地獲得高功率密度、低溫、低EMI 輻射、高轉換效率的電源系統設計。其中，三款超小型6A 電源模塊（TPSM82866A、TPSM82866C 和TPSM82816）可提供每平方毫米1A 的電流輸出能力， 能將電磁干擾（EMI）輻射降低8dB，同時(shí)將效率提升高達4%。就TPSM82816 這一型號而言，效率比前一代產(chǎn)品提高了4%，熱阻降低了17%，并且安全工作溫度區間提高了10 度，這無(wú)疑是一個(gè)巨大的進(jìn)步。MagPack 技術(shù)有效地提高了電源模塊的功率密度、效率和熱性能，在提升易用性的同時(shí)，降低了工業(yè)、企業(yè)和通信應用中的電磁干擾，有力地幫助電源設計人員適應行業(yè)格局重塑下在更小空間內高效提供更大輸出功率的電源發(fā)展趨勢。

DRV7308氮化鎵智能功率模塊借助氮化鎵（GaN）技術(shù)，使工程師能夠實(shí)現99% 以上的驅動(dòng)器效率，并且顯著(zhù)改善電機驅動(dòng)系統的發(fā)熱情況，無(wú)需外部散熱器。與現有的IGBT 和MOSFET 解決方案相比，功率損耗減少了50%，電機驅動(dòng)逆變器的印刷電路板尺寸可縮減高達55%。此外，它還實(shí)現了業(yè)內較低的死區時(shí)間和較低的傳播延遲（均小于200 ns），支持更高的脈寬調整開(kāi)關(guān)頻率，從而有效減少聽(tīng)覺(jué)噪音和系統振動(dòng)。順應家電小型化趨勢，DRV7308 面向150 W 至250 W 電機驅動(dòng)器應用，能夠協(xié)助工程師解決在設計大型家用電器及加熱、通風(fēng)和空調（HVAC）系統時(shí)通常面臨的諸多設計和性能折衷問(wèn)題，有助于提升系統效率和可靠性。

德州儀器今年推出的AWR2544 單芯片雷達傳感器是業(yè)界首款為衛星架構設計的雷達傳感器。在衛星架構中，該雷達傳感器利用傳感器融合算法將經(jīng)過(guò)部分處理的數據輸出到中央處理器，以供ADAS 決策使用，并憑借360 度傳感器覆蓋范圍實(shí)現更高水平的車(chē)輛安全。AWR2544 單芯片雷達傳感器還采用了波導接口封裝（LOP）技術(shù)，LOP 技術(shù)支持在印刷電路板的另一面安裝3D波導天線(xiàn)，這有助于將傳感器的尺寸減小多達30%，同時(shí)還能使傳感器的探測范圍通過(guò)單個(gè)芯片擴展至200 m 以上。在衛星架構中，這些特性能夠幫助汽車(chē)制造商提高ADAS 智能水平，增強車(chē)輛的自主性，進(jìn)而使其能夠在更遠的距離做出更明智的決策。

2   2025緊抓市場(chǎng)機遇

展望2025 年的半導體市場(chǎng)，德州儀器認為，邊緣AI 和汽車(chē)領(lǐng)域將會(huì )成為很長(cháng)一段時(shí)間的焦點(diǎn)，德州儀器在這兩個(gè)領(lǐng)域積極布局并展現出強大的實(shí)力。

在邊緣AI 方面，德州儀器始終保持著(zhù)對邊緣智能技術(shù)發(fā)展趨勢的高度關(guān)注，積極主動(dòng)地應對市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化。其深知在該領(lǐng)域取得成功的關(guān)鍵在于持續不斷地對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng )新與優(yōu)化，從而精準地滿(mǎn)足客戶(hù)對于性能、功耗以及安全性的多元需求。

在產(chǎn)品創(chuàng )新上，德州儀器全力投入到高度集成、低功耗且性能出眾的半導體產(chǎn)品研發(fā)中，像AM68A、AM69A等產(chǎn)品便是典型代表。它們通過(guò)引入先進(jìn)的工藝技術(shù)與前沿的設計理念，成功集成了諸如神經(jīng)處理單元等硬件加速器，有效地降低了功耗并提升了性能，進(jìn)而確保產(chǎn)品能夠在邊緣設備上實(shí)現實(shí)時(shí)智能響應，為各類(lèi)應用場(chǎng)景提供堅實(shí)的支撐。

在開(kāi)發(fā)工具層面，德州儀器推出的Edge AI Studio等工具，為設計人員帶來(lái)了全新的“低代碼”體驗。這些工具的出現極大地降低了AI 部署的門(mén)檻，使得非專(zhuān)業(yè)的設計人員也能夠輕松地進(jìn)行AI模型的開(kāi)發(fā)與測試。以往，深層次的編碼專(zhuān)業(yè)知識一直是阻礙邊緣AI 部署的關(guān)鍵難題，但如今，設計人員即便不具備這些專(zhuān)業(yè)知識與技能，也能夠順利構建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和AI 算法，為設備賦予智能的“大腦”。這一創(chuàng )新性舉措不僅極大地簡(jiǎn)化了AI 的部署流程，還進(jìn)一步拓寬了AI 技術(shù)的應用范圍，為半導體廠(chǎng)商開(kāi)拓出更為廣闊的市場(chǎng)空間。

在汽車(chē)領(lǐng)域，汽車(chē)智能化、網(wǎng)聯(lián)化和軟件化的進(jìn)程如洶涌浪潮，既帶來(lái)了全新的機遇，也引發(fā)了諸多挑戰。德州儀器憑借其在汽車(chē)領(lǐng)域長(cháng)達數十年的深厚積累，借助模擬和嵌入式創(chuàng )新技術(shù)，全力助力打造更安全、更智能、更可持續的汽車(chē)系統。當下，汽車(chē)中半導體組件的占比持續上揚，且增長(cháng)的勢頭愈發(fā)強勁。德州儀器廣泛涉足汽車(chē)電子系統的各個(gè)細分領(lǐng)域，矢志不渝地致力于提供豐富多樣的產(chǎn)品，以緊密契合市場(chǎng)的發(fā)展趨勢和客戶(hù)的實(shí)際需求，并積極與各大汽車(chē)制造商攜手合作，共同推動(dòng)汽車(chē)創(chuàng )新的不斷前行。

德州儀器尤為注重推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，因為高級駕駛輔助系統（ADAS）作為減少人為錯誤的關(guān)鍵手段，是實(shí)現自動(dòng)駕駛的重要前提。伴隨車(chē)輛安全系統的持續演進(jìn)，德州儀器能夠隨時(shí)助力設計可靈活調節的ADAS，力求達成更安全、自動(dòng)化程度更高的駕駛體驗。

此外，軟件定義車(chē)輛已成為汽車(chē)市場(chǎng)的一大主流趨勢，這種車(chē)輛的操作、設計和用戶(hù)體驗主要由軟件而非硬件掌控。采用軟件優(yōu)先的設計理念，制造商能夠在后續不斷改進(jìn)車(chē)輛，并為駕乘人員帶來(lái)全新的體驗與個(gè)性化定制服務(wù)。

區域架構則是汽車(chē)領(lǐng)域的另一重要趨勢，其對于實(shí)現軟件定義車(chē)輛意義非凡。依托支持軟件定義車(chē)輛愿景的區域架構，汽車(chē)制造商正在重塑下一階段駕駛員的個(gè)性化、安全性和便利性。相較于按照電子控制單元（ECU）功能進(jìn)行分組的域架構，區域架構依據其在車(chē)輛中的位置進(jìn)行劃分。這些基于位置的ECU（即區域控制模塊）借助現有的和新的網(wǎng)絡(luò )接口，致力于實(shí)現車(chē)輛硬件和軟件架構的集中化。德州儀器具備滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)架構變革所引發(fā)的主要通信需求的能力，并且能夠協(xié)助設計人員高效管理和簡(jiǎn)化區域架構所需的數據類(lèi)型組合。隨著(zhù)車(chē)輛中傳感器和執行器數量的不斷攀升，車(chē)內的數據傳輸量也日益龐大。每個(gè)ECU 都需要與傳感器、執行器以及其他ECU 進(jìn)行通信，以確保運動(dòng)和安全功能的準確執行。值得慶幸的是，區域架構有效地減少了布線(xiàn)、重量和成本，從而為軟件定義車(chē)輛的優(yōu)化提供了有力支持。以太網(wǎng)、控制器局域網(wǎng)（CAN）和本地互連網(wǎng)絡(luò )（LIN）等常見(jiàn)通信協(xié)議在處理日益增長(cháng)的數據量方面依舊發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用?？紤]到安全性因素，德州儀器的FPD-Link 串行器/ 解串器（SerDes）具備足夠高的傳輸速度，能夠滿(mǎn)足未壓縮攝像頭數據的傳輸需求，在車(chē)輛集成更多ADAS功能的背景下，這無(wú)疑是一項顯著(zhù)優(yōu)勢。德州儀器將堅定不移地持續投入，以順應汽車(chē)架構在當下和未來(lái)的發(fā)展趨勢。

（本文來(lái)源于《EEPW》202501）