德州仪器亮相2024慕尼黑电子展：聚焦汽车、机器人、能源三大板块

1958年在德州仪器（TI）实验室里，工程师Jack Kilby（杰克·基尔比）成功把电子器件集成在一块半导体材料硅上，发明出世界上第一颗集成电路。从此，集成电路撬动了现代微电子学领域的发展，以及超过半个世纪振聋发聩的科技发展进程。

自这项集成电路诞生以来，德州仪器长久以来都在芯片领域占据着领先优势。以这项发明为基石，德州仪器始终专注设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片。

“我们初心未改，致力于通过半导体技术让电子产品更经济实用，让世界更美好。”德州仪器中国区技术支持总监师英先生Jerry Shi在2024 慕尼黑上海电子展上如是说，今年展会，德州仪器的主题是“芯启未来：共赴安全、智能、可持续之旅”，重点在于汽车电子、机器人、能源基础设施三大板块。


汽车电子三个变化：架构、安全自主、电气化

对于汽车市场，德州仪器关注的核心是实现汽车的安全、智能化和可持续性。而在其中，从传统燃油车到新能源汽车的转变之下，共有三个关键性的变化值得关注。

首先，当前软件定义汽车的概念日益受到重视，让汽车电子系统架构不断向前迭代和创新，从域控制（Domain）到新一代的区域控制（Zonal），正在为汽车行业带来革命性变化。

在这种趋势下，汽车智能系统被分为座舱、辅助/自动驾驶和车辆控制（包括动力与底盘）三大领域，为了满足三大域实时数据交换的大量需求，需要中央网关实现数据交互。此架构为软件定义车辆提供了硬件基础，实现了数据的综合管理、云端聚合和整车OTA更新，为汽车行业的软件驱动转型奠定了基础。

德州仪器的多核异构处理器在高级驾驶辅助系统领域发挥着重要作用，处理来自毫米波雷达、摄像头和激光雷达等传感器的数据，帮助实现数据类采集、融合运算、决策控制、驱动等整个链路的管理；在车辆高速互联领域，德州仪器产品从传统的 CAN 和 LIN 总线到基于以太网的车载网络，以及高速数据编解码器，如 FPD-Link™ 和 PCIe，提供实时、安全的数据传输解决方案；电源管理是汽车电子的基石，德州仪器的电源管理 IC产品提供高集成度的解决方案，并符合 ISO 26262 功能安全标准；此外，德州仪器的智能保险丝技术为传统的继电器和熔断式保险丝提供了更精准、更智能的电路保护。


其次，许多主机厂正在将分散的车身控制单元整合至三到四个区域控制器，这一转变不仅提升了汽车的智能化和线控能力，也增强了安全性与能效管理。因此，更高水平的安全性和自主性，将会是车辆未来的关键。

自主性指汽车在自动驾驶或辅助驾驶中能够更智能、更安全地控制和执行操作，并能在不同场景下自主运行，如高速公路和城市环境的最小操作化自动驾驶安全系统；安全性两个关键维度则是功能安全和信息安全：功能安全确保汽车在自主运行时不会对乘客或周围人员和物体造成伤害，信息安全能够保障车辆数据的安全性，防止潜在的网络攻击。

德州仪器的传感器技术包括毫米波雷达、摄像头和激光雷达，与高算力芯片相结合，实现从感知到决策的完整链路管理；同时，德州仪器的驾驶员监控系统和乘客监控系统等，提升了车辆的安全性和自主性；自动驾驶自主控制单元面临多项技术挑战，包括在各种环境下的安全运行、数据的实时处理和 ISO 26262 功能安全认证，德州仪器基于Arm的MCU和处理器，具备深度学习能力，支持客户通过安全功能认证。


最后，为了更好的续航，汽车电气化的进程正在增速。电气化的核心在于新能源汽车的三电系统，即电池、电机和电控。其中，电池管理系统非常重要，它负责监控每节电芯的电压和电流，实时跟踪电池的健康、容量和充放电状态，确保电池的性能和安全。

德州仪器的BMS解决方案提供实时电池状态监控，保障电池健康与安全。结合车载充电器和双向直流转换器，我们的系统满足新能源汽车在续航、安全和快速充电方面的电气系统需求。


作为一家全球性半导体公司，目前德州仪器在汽车电子电气架构领域提供广泛的产品和解决方案，产品组合覆盖超过八万种，服务于全球十万多家客户，包括七千多种汽车级产品。

“德州仪器的技术和解决方案致力于使电动汽车更安全、更经济实用，满足市场对高效、可持续汽车技术的需求。”师英如是说。

机器人发展趋势：精准的电机控制和智能化

在机器人领域，精准的电机控制是关键。无论是工业、协作还是人形机器人，每个关节的马达都需要精确控制，以确保机器人动作的准确性和流畅性。

德州仪器在本届展会上，带来多项创新技术。德州仪器的电机驱动系统采用了第三代半导体技术，实现了小体积、高效率、大输出功率的优势。同时，德州仪器也集成了门极驱动器和保护电路，如过流、过压监测等，以确保系统的稳定运行。

氮化镓功率半导体提供了高效的参考设计，其高开关频率使得磁性元件体积缩小，提升功率控制模块的功率密度，输出更多有效功率。就比如，参考设计TIDA-010936是一个基于氮化镓的48V、850W三相逆变器，展示了德州仪器在高功率密度设计方面的技术实力。


在机器人设计的趋势和方向上，自学习和安全性是两个核心要素。也就是说，机器人的"大脑"必须具备AI能力，在边缘完成AI运算，实现智能化。工业机器人尤其需要在边缘完成实时运算，以控制机械臂的精确动作。

德州仪器的AM62A边缘运算处理器是一款异构处理器，配备2TOPS深度学习加速器，拥有多达四个Arm Cortex A53处理器及用于视频和视觉处理的多个加速器，为机器人设计提供了强大的计算平台。

AM62A处理器在缺陷检测等应用中发挥了重要作用，通过集成摄像头和AI算法，可以实现对生产线产品的实时缺陷检测，输出产能、缺陷统计等关键数据。AM62A的高算力和丰富的外设接口，使其能够直接处理摄像头信号，完成视频编解码等任务。其独立的MCU域和功能安全特性，也使其适用于汽车、监控等领域的高安全要求应用。


能源基础设施：提供全链路解决方案

在能源基础设施方面，德州仪器主要关注四个领域：太阳能、储能系统、测量与管理、电动汽车充电。

师英强调，德州仪器致力于提供从能源采集到用电的全链路解决方案。其中包括高压功率转换、电流电压传感、边缘处理、深度学习 AI 运算以及电池管理系统。技术方向则集中在提高功率密度和能量转换效率，利用第三代功率半导体技术氮化镓提升系统性能。

具体从技术和产品角度而言，在能源基础设施领域，无论是风能还是太阳能，客户都要解决如何实现安全高效的能源采集与转换的问题。德州仪器能够通过精准监测和管理用电侧，帮助客户优化能源使用，识别用电峰谷，实现能源的合理分配。

在储能领域，新能源采集受限于很多条件，如气候、季节、天气。德州仪器的解决方案覆盖户储、工商储以及电场级别的存储，支持在能源生产过剩时能够有效存储，并在需求高峰时释放能量。此外，德州仪器的BMS系统提供1500V的解决方案，满足不同规模储能系统的需求。

在电力传输和分配过程中，德州仪器提供快速、准确、可靠的电流电压检测方案，确保能源的有效管理和使用，通过OBC系统和充电桩解决方案，推动电动汽车充电技术的发展。

不止如此，德州仪器还关注电动汽车的高效充电技术，包括 V2G 和 V2H 技术，实现车辆与电网或家庭的能源互动。