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安森美如何赋能汽车、工业和云电源应用?

2020-12-28 廖均 阅读:
2021年整个电子产业的总趋势是提高能效,对功率半导体的需求将持续增加。预计2021年增长最快的领域包括:汽车功能电子化,能源基础设施,电动车的充电桩,以及广泛的供电产品。

2020年对所有人来说都是始料未及的一年。全球各地的人们都经历着百年不遇的疫情,全球GDP增长率预计从2019年的正2.8%下降至2020年的负3.7%。预计2021年的经济将有明显好转,GDP增长大约5%。u2lednc

年末之际,在安森美半导体近日举办的在线媒体交流会上,安森美半导体公司战略、营销及方案工程高级副总裁David Somo回顾了2020,展望了2021,介绍了安森美应对全球市场趋势的发展策略、业务重心、核心解决方案及竞争优势等。u2lednc

David表示,安森美半导体的愿景是成为电源、模拟、传感器和联接方案的可靠供应商,聚焦于为汽车、工业、云电源和物联网市场提供全面的解决方案,促成高能效电子的创新。u2lednc

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“在汽车领域,安森美半导体提供了全面的传感器产品和解决方案,包括图像传感器、雷达、激光雷达以及超声波传感器接口等。并利用宽禁带半导体,以实现高性能、高能效的汽车功能电子化。在工业领域,我们可全面提供传感器、功率器件以及联接方案等产品系列,来支持机器视觉、机器人以及包括电动车充电在内的电力基础设施等新兴应用。在云电源领域,我们也为数据中心服务器以及5G基站提供的新型电源解决方案。”David说。u2lednc

汽车市场

汽车领域的变革步伐从未如此之快。许多机械、机电和液压系统已被完整的电气/电子系统所取代。车辆中的创新五分之四与电子相关,依赖某种形式的半导体器件。根据McKinsey and Company的一份报告,汽车厂商每年在半导体器件上的支出约为240亿美元。u2lednc

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在普通车辆中,三分之二的半导体成分来自模拟器件、功率器件和传感器,这些产品领域因越来越多的ADAS系统、进一步的汽车功能电子化和精密的照明系统而推动增长。u2lednc

就全自动驾驶而言,视觉和雷达传感器是同样重要的感知技术,因为许多系统(防撞、盲点检测、车道保持、标志识别、自动紧急制动(AEB)等)都依赖于车辆检测并识别周围环境的能力。车舱中越来越多地使用视觉传感器来监视驾驶员和乘员,从而进一步提高了舒适性和安全性。自动驾驶汽车可含多达40个这样的传感器。u2lednc

在动力总成系统中,在恶劣环境下的能效和可靠性将仍是主要重点。单次充电的成本和续航里程与电动汽车的成功紧密相关, SiC和GaN有助于提供前所未有的能效水平,尤其是在动力总成和车载充电系统中。将电源开关IGBT和MOSFET及其相关的门极驱动器以及温度和电流检测集成在一起的模块方案(如功率集成模块(PIM)或智能功率模块(IPM))将显著地优化系统。u2lednc

照明将得益于越来越强大的智能,基于LED的系统将以更高的能效。自适应大灯将智能地为驾驶员照亮前方道路,同时确保迎面而来的驾驶员不会眼花。基于LED的先进尾灯将变成动画,提供更清晰的方向指示,刹车灯可以调节强度来反映制动力,从而提高道路安全性。u2lednc

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David介绍,安森美半导体在图像传感器、超声波传感器接口,功率模块和分立式点火IGBT这些汽车系统的关键技术领域都拥有领先地位。u2lednc

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针对汽车行业中高增长的应用场景,如新能源汽车,安森美提供的产品组合包括硅、碳化硅器件、分立IGBT、MOSFET和智能功率模块,以支持电动汽车的不同发展需求。u2lednc

中国在新能源汽车的开发应用方面处于领先地位,安森美跟中国客户在牵引逆变器、车载充电器、高压负载和基于48V 电源的系统等领域和应用保持着紧密合作,以推动下一代新能源汽车的发展。u2lednc

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每年道路交通事故会导致135万人丧生。高级驾驶辅助系统(ADAS)以及L4和L5级自动驾驶汽车的发展目标是要减少或者避免这些伤亡事故。根据安森美半导体应用于汽车的图像传感器数量来推测,每年累计能拯救约81000条生命,或每小时拯救9条生命。u2lednc

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安森美半导体开发了多种产品方案组合及传感器,包括超声波传感器接口、图像传感器、固态激光雷达和毫米波雷达等技术,以支持L4和L5级别自动驾驶汽车。u2lednc

安森美半导体从IBM收购的雷达技术已经应用在通信以及光纤领域,并且很快将重新用于汽车行业。激光雷达方面最初是sensL将其医用,后来通过进一步的开发面向车用,将安森美的硅光电倍增管(SiPM)和单光子雪崩二极管(SPAD)技术应用于固态激光雷达系统中,可实现激光雷达在汽车行业的商用,适于L2+以及L3级别自动驾驶的安全应用。激光雷达的成本从过去机械旋转式超过1000美元下降到固态方案500美元左右。u2lednc

“安森美半导体在汽车图像传感器领域可以说树立了行业标准,迄今我们有超过1.2亿颗图像传感器应用到先进驾驶辅助系统(ADAS)中。13年以来,已有超过4亿颗安森美半导体汽车图像传感器在路上行驶。”David说。u2lednc

工业领域

安森美半导体将工业领域细分为下面几类:能源基础设施,包括太阳能逆变器、电动汽车充电桩等;工业电源及电机;工业自动化。u2lednc

随着全社会和政府进一步推进新能源的发展,从燃煤发电更多地转向使用可再生能源如风能和太阳能等,能源基础设施领域的发展势不可挡。u2lednc

为了节能减排,减少空气污染,从燃油车转向新能源汽车产生了对电动汽车充电桩的需求,安森美半导体的硅以及碳化硅的功率分立器件和模块,就能够支持电动汽车充电桩的建设。u2lednc

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在工业电源、电机和白家电领域,传统的交流感应驱动正在被能效更高的可变频驱动取代,安森美电机驱动、逆变器等解决方案将会更好服务这些领域。这些年来,安森美半导体已付运的太阳能逆变器方案足以取代128个燃煤发电厂。u2lednc

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在美国,安森美半导体的电源方案应用于工厂的电机驱动系统中,每年可节省3.5亿美元。如果应用至全球,每年节能降本的潜力可达到大约58亿美元,进而实现制造业电机驱动系统的节能增效。u2lednc

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工业自动化与人工智能的结合,例如将各种各样的机器人应用于不同的工业和商业场景中,还促进了机器视觉、电机驱动、电源转换等方面的需求。u2lednc

在工业市场的很多新兴应用中,安森美半导体的传感器和联接产品也有用武之地,包括自动驾驶汽车、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、可穿戴设备、无人机、机器人和智能楼宇等。  u2lednc

云电源

云电源主要应用于5G基础设施及数据中心的服务器。u2lednc

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自收购FAIRCHILD后,安森美进入了服务器电源管理的领域。随着服务器越来越强大,需要更多的加速器来满足人工智能的训练,因此需要更多的电力管理设备,安森美的硅和碳化硅技术组合能支持发电、输配电,以及数据中心和5G基站的用电和需求管理。u2lednc

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如今5G基础设施部署刚开始加速,在5G无线电中使用MOSFET的含量是4G的5倍,基站中使用的数量是4G的3至5倍。5G通过毫米波等技术使数据传输速度达到2Tb/s。相比其它波段技术,毫米波雷达的一个劣势是无法穿透建筑物及其它一些障碍物。为了实现高速数据传输,在5G环境下,还需要通过增加基站的数量维持传输水平。此外,5G的多输入多输出以及波束形成技术,需要更大的基带带宽,这就意味着在系统中需要布局更多的半导体器件,虽然5G目前尚处于商用早期阶段,未来五年增速将达247%。安森美半导体提供应用于基站的全系列电源产品,包括AC-DC电源和中压MOSFET(80~150V)。u2lednc

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从能效提升方面来看,使用安森美半导体的云电源方案可以提高约0.5%的能效。如果在一个典型的超大规模数据中心,按照系统的整个使用寿命期限来计算,在系统的使用寿命期内能节省大约3800万美元。能效提升虽然只是0.5%,但从系统级的部署来计算,整个系统使用寿命期内的节能非常可观。u2lednc

结语

2021年整个电子产业的总趋势是提高能效,对于功率半导体的需求将持续增加。预计2021年增长最快的领域包括:汽车功能电子化,如新能源车动力总成;能源基础设施,如太阳能等可再生能源;电动车的充电桩;广泛的供电产品,包括超大规模数据中心、5G基站以及工业领域中使用的电机驱动系统等。u2lednc

安森美半导体将重点关注研发,致力于开发包含电源、模拟、传感器和联接方案等在内的创新产品和解决方案。一面通过内生增长,另一面通过外生并购,打造自身的专业应用能力,帮助客户更好和更快地开发产品并推向市场。u2lednc

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廖均
电子技术设计(EDN China)产业分析师
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