2023汽車半導體生態峰會 || 豪威李鵬飛:拓展高性能模擬IC設計
以“鏈啟芯程·智造未來”為主題的“2023汽車半導體生態峰會暨全球汽車電子博覽會”,由廣東省工業和信息化廳、深圳市工業和信息化局、中國能源汽車傳播集團指導,《中國汽車報》社主辦,愛集微承辦,于2023年9月26日至27日在深圳福田會議中心隆重召開。
本屆峰會堅持行業領袖峰會的高端定位,全面助力產業間深度融合與創新,推動上下游產業鏈伙伴攜手合作,共同構建具有全球競爭力的汽車科技創新新生態。
峰會現場,多領域、多視角開展的20場特色活動,囊括主峰會、技術研討、項目路演、專業展覽、交流盛宴等,匯聚政、產、學、研、用、投等多個產業圈層,圍繞全球及中國汽車半導體產業熱點展開交流,峰會重點聚焦新技術、新趨勢,深入剖析汽車半導體各細分領域的發展機遇和挑戰,近百個精彩紛呈的演講,共同呈現出一幅專業而全面的思維圖景。
其中,在9月26日舉辦的“汽車電子部件及車規級芯片專場”,豪威集團資深產品經理李鵬飛,做了題為《拓展高性能模擬IC設計,豪威車規芯片注入新增長動力》的精彩演講。以下內容為現場演講實錄:
李鵬飛:我是來自豪威科技的李鵬飛,感謝愛集微的邀請,今天有機會給大家介紹一下豪威科技一些車規產品的進展。我今天演講的題目是《拓展高性能模擬IC設計,豪威車規芯片注入新增長動力》。
豪威集團資深產品經理 李鵬飛
首先介紹一下豪威集團的發展歷程。豪威集團是2019年由三家公司合并成立的,第一是豪威科技、第二是韋爾股份、第三是思比科。第一家豪威科技主要從事的業務是圖像傳感器業務,成立于1995年,2000年在納斯達克上市,在2008年發布了第一顆車規級圖像傳感器芯片,經過近十幾年的發展,公司現在已成為汽車圖像傳感器領域國際一線的品牌。韋爾股份是做消費類模擬產品的公司,它的主要產品是保護器件、電源管理芯片、模擬開關等。思比科是做手機和安防領域圖像傳感器的公司。在2019年合并之后,公司還陸續收購了一些其他業務,整合之后,目前整個集團年營收超200億元。
豪威集團現在有三大業務體系,第一部分是圖像傳感器解決方案,第二部分是模擬解決方案,第三部分是顯示解決方案。這三個解決方案目前應用到了國內的多個行業當中,其中,手機、汽車、安防是公司目前最大的三個行業市場。另外,還進入了電腦、工業、可穿戴設備、物聯網、消費電子、醫療等行業。在這些行業中,我們基本上都和行業的頭部客戶建立了廣泛密切的聯系,是這些頭部客戶的戰略供應商。
在汽車領域,豪威集團布局較早,目前除了圖像傳感器和ISP等傳統優勢品類外,近年還推出了LCOS、MCU、MOSFET/TVS、SERDES、PMIC/SBC、LDO、Automotive DIC等豐富的車規產品。在眾多的車用產品中,李鵬飛重點介紹攝像頭用電源管理芯片Camera PMIC和系統基礎芯片SBC。
我們第一顆電源管理芯片是來自攝像頭的一個電源管理芯片,就是camera PMIC,這是一個簡要的智能座艙和輔助駕駛供電的框圖,可以看到左邊的部分有毫米波雷達模組、攝像頭模組,右邊的部分有ECU,我們做的電源管理芯片包括這些綠色的部分,一個是攝像頭、毫米波雷達模組上面的PMIC,一個是給主機端SOC供電的低壓PMIC,這些低壓PMIC還有可能會通過級聯的方式,共同給SOC供電。同時,我們還做了一個高邊開關,用來控制攝像頭模組的開啟和關閉。
今天我們第一顆推出的產品是camera PMIC,ORX1210。這個產品的規格是輸入電壓4V到18V,是一個3路BUCK加一路LDO的產品,中壓BUCK的最大輸出電流在1.5安培,低壓BUCK的最大輸出電流在1.2安培,LDO的最大輸出電流在0.3安培,這個產品支持ASIL-B的功能安全等級。
接下來我們重點介紹一下給車載攝像頭模組供電的PMIC,這個PMIC用于給圖像傳感器和串行器供電。目前車載攝像頭模組已經廣泛應用到了車身的各個位置,比如后視、環視、電子后視鏡、行車記錄儀、駕駛員監控、乘員艙監控、輔助駕駛、自動駕駛等多個應用領域,所以車載攝像頭的單車使用量在快速增長。隨著車載攝像頭使用量的增加,camera PMIC的用量也隨之增長,可以大概估算一下,2023年全球圖像傳感器出貨量大概在3億顆,camera PMIC的使用量大概有2億顆的水平。從全球來看,這也是一個比較大的市場。
這是ORX1210的功能特點,從右邊的功能框圖可以看到,這是一個3路BUCK加一路LDO的產品。下面介紹一下它的關鍵性能指標,中壓BUCK的輸入電壓4V到18V,輸出電壓2.5V到4V,最大輸出電流1.5安培,低壓BUCK的輸入電壓2.5V到5.5V,輸出電壓0.9到1.9V,最大輸出電流1.2安培,LDO的輸入電壓2.5到5.5V,輸出電壓1.6到3.3V,最大輸出電流0.3安培。整體來看,這個規格能覆蓋目前主流的圖像傳感器以及串行器的供電需求,這個產品符合ACQ-100的可靠性要求,工作的環境溫度范圍是-40℃到125℃。這顆產品支持三次OTP燒寫,方便客戶在使用的過程中多次修改配置。
LDO的電源紋波抑制比(PSRR)也表現良好,在1KHz到10KHz這個范圍是65DB,2MHz是45DB,根據我們在圖像傳感器的經驗,這個指標已經充分滿足了圖像傳感器對電源噪聲的要求。另外,這顆產品也支持展頻,用于減少對外部的電磁干擾。在封裝方面,這顆產品采用4mm*4mm的大小,24個pin,QFN封裝。在功能安全方面,我們提供ASIL-B和QM的版本,對于功能安全ASIL-B的版本,我們的開發過程遵循ISO262 V模型的要求,產品的功能安全引腳提供INTB、RSTB、GPIO等,高度集成了OV、UV、OC、OT、ABIST、CLK、REG CRC、I2C CRC、GND LOSS、Watchdog等功能安全機制,很好滿足了高安全等級車規場景應用需求。右邊的圖是功能安全模塊的示意框圖,可以看到,所有的功能模塊都有配套的檢測機制進行實時監控,保障整個系統能夠可靠、有效的運行。
這是我們跟客戶一起開發的攝像頭模組,可以看到ORX1210可以配合X1F、X3J、X3C等豪威集團主流的圖像傳感器芯片來使用,在PCB尺寸方面,從大的24mm×24mm,到小的18mm×18mm,ORX1210都可以滿足布板的要求。在分辨率方面,ORX1210可以支持1MP、3MP,5MP、8MP的圖像傳感器,在應用方面,除了像環視等對功能安全要求不高的應用,像ADAS的應用,ORX1210也可以滿足要求。在產品的驗證方面,ORX1210可以提供EMC和電氣性能的測試報告,同時我們可以配合客戶去做一些EMC和電氣性能的測試。
這個產品目前的進展如何呢?產品規格書和工程樣品都已經就緒,目前已經分發到國內多家Tier-1手上,他們正在做一些同步的驗證和開發的工作。AEC-Q100的報告大概在2024年Q1可以就緒,這顆產品的量產時間大概在2024年的Q1。其他的文檔和配套的開發板也都處于就緒的狀態,隨時可以提供給客戶驗證。
前面介紹了ORX1210的情況,除了這顆之外,因為現在的行業競爭壓力也比較大,所以我們還會推出一些性價比更高,尺寸更小的產品。這些產品正在和相關的客戶進行探討,預計會在明年的Q2推出,希望大家持續關注。
接下來我介紹一下我們公司系統基礎芯片SBC的情況。這是一個車身控制的簡單的應用框圖,我們可以看到,SBC的主要是提供通信和供電的能力。在介紹OKX0210之前,我們可以看到,圖中右邊的MCU、電機驅動、高邊開關,我們公司也有開發相關產品,后續會逐步推出。
對于SBC的產品,目前我們推出的OKX0210,是一個輕量化的LDO SBC,它的最大輸出電流是250毫安,基本上可以覆蓋主流的車規MCU的需要,它提供一路CAN 收發器,支持ASIL-B的功能安全等級。在這個產品出來之后,我們在這個產品基礎上會疊加更多的接口和功能,比如0到2路的LIN接口通信能力,高頻開關等。在這個產品的基礎上,我們未來還會疊加電機驅動等功能,也有可能集成DCDC,開發支持ASIL-D功能安全等級的產品。
從右邊的功能框圖可以看到,OKX0210可以提供兩路LDO供電,和一路高速CAN收發器。我們詳細介紹一下這個產品相關的參數,在系統供電方面,這兩路LDO,第一路VCC1支持3.3V和5V的輸出電壓,最大輸出電流250mA,可以覆蓋大部分MCU供電的需求。第二路VCC2輸出電壓是5V,最大輸出電流100mA,可以給周邊的一些外設供電。這個產品支持低功耗工作模式,在低功耗工作模式下,具有一個超低的靜態電流,比競爭對手低20%左右。在通信接口方面,這顆產品提供的高速CAN收發器,仲裁場速率可以達到1Mbps,CAN FD的數據段速率可以達到5Mbps,可以覆蓋現有客戶大部分的使用需求。同時,支持局部網絡喚醒機制,在診斷監管方面,提供兩種形式的看門狗,一種是timeout,一種是windows,支持本地喚醒和CAN總線遠程喚醒兩種方式。
在功能安全機制方面,我們支持多種功能安全機制,比如OV, UV, OT, ABIST, SPI CRC等,這個產品的功能安全等級是ASIL-B。在內部發生一些嚴重錯誤的時候,這個產品可以支持跛行模式,就是提供一個LIMP Pin,給外部上報一些錯誤。OKX0210現在可以提供哪些交付件呢?目前文檔已經就緒,包括產品的數據手冊、安全手冊、FMEDA文檔等,還有一些評估板都已經準備就緒,目前的樣品正在內部測試中,預計2023年Q4可以給客戶送樣。
這是OKX0210的評估套件,這個評估板可以提供一個標準CAN通信的BOM表,也支持外部PNP以優化系統散熱,支持KL30的連接,可以直接連接蓄電池供電,可以支持一些主流的車載MCU。
以上就是我對我們公司目前PMIC和SBC兩個產品的介紹。更多的產品,可以下來做進一步的溝通。這是我的聯系方式以及我們公司的公眾號,有需要的朋友可以保存一下,希望更多的朋友下來和我們聯系,交流未來的發展趨勢,形成一些合作。
謝謝大家。