1958年7月24日,德州仪器(TI)的Jack kilby用了五页纸记下关于如何把几种电子器件集成在一起的方法,他甚至构想了用这一方法生产出具有完整功能的电路的工艺流程。自此第一个集成电路被发明出来,这个设计彻底改变了我们的生活,而集成电路也被称为“轮子之后最重要的发明”。
从历年营收中,我们不难看出,对德州仪器来说模拟芯片和嵌入式处理器是其两大产品线,两种产品均具有生命周期长、产品种类多、市场格局分散的特点,与此同时两种产品下游应用重合度高,能够为客户提供一站式产品组合解决方案。
第六届中国国际进口博览会上,德州仪器三度赴约进博会。自从1986年进入中国以来,中国市场便是德州仪器一直以来的重要课题。
今年进博会,德州仪器继续通过一站式的组合方案,助力中国市场汽车电子和机器人两大市场。
定义汽车电子未来产品方向
今年,无疑是汽车电子最旺的一年。2021年,我国汽车芯片市场规模达到了150.1亿美元,预计2023年将达172亿美元。
为什么在全行业都处于下行周期下,汽车电子增长依然强劲?一方面,汽车电气化进程加快,整车架构愈加趋向高集成化和低功耗化,另一方面,需求加大,因此2023年以来汽车电子产能依旧难以满足整车厂需求。
从市场结构来看,我国汽车芯片中控制类芯片、传感器芯片、功率半导体三大类芯片在汽车芯片占比分别为27.1%、23.5%、12.3%。而这三类芯片,恰好是德州仪器的强项。与此同时,2022年,德州仪器全球汽车板块占总营收约25%,这标志着汽车对德州仪器至关重要。
官网中,德州仪器将汽车分为信息娱乐系统与仪表组、混合动力、电动和动力总成系统、车身电子装置与照明、高级驾驶辅助系统(ADAS)四个部分,同时拥有共计2688个汽车产品,其中最值得关注的,便是德州仪器Jacinto™新一代J7处理器TDA4VM处理器、Sitara™ 新发布的AM62A处理器、4D毫米波雷达AWR2944。
“汽车对于电子的需求日益增长,无论是整合式还是分域式,它们都对供电要求越来越高。其次,它们对边缘计算的能力也越来越强。这两方面是我们目前与客户合作中讨论得比较多的。”德州仪器中国华南区总经理王运健表示,如果变为分布式系统,其间的通信成本就会越来越高,也需要不同的域控制器的计算能力及每个域上所需的供电和所需信号采集,而德州仪器能够提供一切底层硬件服务。
对汽车来说,安全性至关重要。针对不同应用,德州仪器拥有不同的理解。“我们会跟着主流车厂或行业需求开发产品,从产品硬件能力上,我们支持各种需求,包括产品的互相备份、产品的功能安全设计、FMEDA这些的安全文档等。此外,我们更多会与客户探讨系统需要怎样的安全等级,再做合适的方案。”
王运健强调,不论是安全,还是功能安全,更多是系统化概念,并不是说用一颗ASIL-C的芯片就能做到ASIL-C的安全等级,其实从立项之初到软件开发流程都会拥有相关流程和规范,德州仪器会配合客户做好功能安全产品。与此同时,德州仪器的产品设计之初就会考虑更多安全性和可靠性,最终也会按照汽车的流程进行测试。
值得强调的是,德州仪器的核心优势是精度和实时性,而其产品性能是经过客户验证的,客户会根据真实体验,自然而然地选择德州仪器的产品。就比如说,C2000™️已是德州仪器的第三代产品,第四代在开发中,甚至第五代也在规划之中。“这意味着我们的成本会更低,竞争力会更强,对客户的需求会更深入,同时会加入一些特色功能,比如即成一些模拟功能。”王运健如是说。
当然,谈及成本,还要看系统创新是否能从根本上降低成本。德州仪器与车场深度合作,更多的是定义未来产品方向,比如是否需要将多路电源集成在一起,减少成本和空间,再比如选择32TOPS的处理器还是64TOPS的处理器,又比如用CANDFD还是带供电和接口的LIN,都会是影响成本的关键因素。
解决机器人行业四大挑战
机器人市场增速也极为迅速,而对机器人来说,这不仅包括工业机器人,驱动力还包括家居、医疗、酒店服务机器人等。数据显示,2022年全球机器人市场规模达513亿美元,其中,工业机器人市场规模将达到195亿美元,服务机器人达到217亿美元,特种机器人超过100亿美元,预计2024年全球机器人市场规模将有望突破650亿美元。
纵观机器人发展,分为三个阶段。1958年~1970年是初步发展阶段,彼时主要用于工业铸造、锻造和焊接;1971年~1990年是技术迭代和商业规模化运用阶段,下游应用场景增多,越来越多机器人被用于汽车、电子、重工业等;1990至今是智能化升级阶段,应用场景进一步扩展,无论是居家,还是医疗,机器人的运动和传感性能都提升了一个台阶,也越来越像人。
对机器人来说,控制器、伺服电机、减速器、传感器是核心上游零件,占到整体生产成本的60%~70%左右,只有做好上游,才能做出最好的机器人,德州仪器则可提供底层核心硬件技术。
官网中,德州仪器将机器人分为家庭服务机器人、工业与协作机器人、工业移动机器人 (AGV/AMR)、非军用无人机四类应用。从Arm®️处理器到毫米波雷达再到工业通信,德州仪器能够利用机器人应用方面的专业知识,帮助任何机器人加速设计流程。
“我们看到的四个机器人挑战:第一是更精确、更精准,第二是更智能,第三是更安全,第四是更绿色。”
王运健表示,德州仪器在四方面拥有不同的解决方案,精准方面,C2000™️的高精度PWM波能够让它执行单元非常细微,能够做到高精度控制,所以很多机器人会选用它当作控制器;智能方面,TDA4基于开放的Arm处理器,算力最高可达32TOPS,可让机器人更快地判断和感知;安全方面,利用德州仪器的毫米波雷达和其它感应芯片,能够更好地感知外部环境;绿色方面,德州仪器可以用碳化硅驱动更高的电力转化效率,降低整机的待机功耗。
此外,德州仪器一直在研究多轴同步的问题。多轴同步的优势在于使用集成的芯片,可以减少不同芯片之间的传输和响应时间。德州仪器采用了同一种处理器,但它包含了多个核心,这些核心之间通过内部的高速通信总线进行数据交换,这样可以大幅提升系统的响应速度。而利用多核处理器来实现多轴控制,降低处理器间通信成本是德州仪器产品的一大卖点。
提前定义更有竞争力的产品
谈及市场端,王运健表示汽车和机器人未来拥有很大的成长空间和机会。在电动汽车产业里,IC需求比传统汽车增长数倍,在总量增长的前提下,对于IC需求也是增长的;机器人的增长虽然没有汽车这样明显,但随着制造业产业升级,协作机器人、服务机器人、无人机、物流机器人等应用都在不断升级。总之,两个领域都是德州仪器非常注重的领域。
对德州仪器来说,应对汽车和机器人市场,C2000™️和Sitara™️就是相辅相成的好搭档。C2000™️在电机控制领域无疑是最有名气的产品之一,而Sitara™️则基于Arm核,更通用,适用更广泛,当两款产品针对汽车和机器人市场,结合功能安全和通信相关功能,就能碰撞出一个更为智能的系统。
“以不变应万变的能力”是德州仪器的底层逻辑,这种逻辑的底气来自于领先的制造和设计能力,正因如此,所以德州仪器的创新技术和产品能够覆盖到足够广的客户,也更能了解客户的需求,看到其中共性和差异化,提前定义更有竞争力的产品。
“我们产品的广度保证了我们不会被单一的市场波动所影响。如果只是某一个行业好或坏,对整个公司并不会带来很大影响。我们拥有很稳、很广的产品结构,这也是我们比较独特的地方。”在介绍的最后,王运健这样强调道。