AutoR智驾 2020-09-25 12:43
对话莱迪思:半导体公司如何参与汽车行业?
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汽车的新四化正在让越来越多不同领域的从业者参与进来,其中不乏大量的半导体企业,虽然在汽车零部件产业中它们的名气并不大,但是它们在未来的智能汽车中是不可缺少的重要一部分。

智能汽车距离我们越来越近了,我们能看到包括特斯拉在内的很多企业造出了令人兴奋的产品,但我们也需要看到,除了主机厂和零部件巨头,还有很多我们不熟知的企业正在参与其中,半导体行业的莱迪思就是其中的一员,它们正在智能驾驶舱、ADAS和电动汽车的驱动三方面参与其中。

 

想要了解在汽车行业并不著名的莱迪思,我们首先要知道它是做什么的?它更擅长什么?

 

根据百度百科的介绍:莱迪思(Lattice)半导体公司提供业界最广范围的现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)及其相关软件,包括现场可编程系统芯片(FPSC)、复杂的可编程逻辑器件(CPLD),可编程混合信号产品(ispPAC®)和可编程数字互连器件(ispGDX®)。

 

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而它独特的优势是提供业界领先的低功耗可编程产品。 FPGA和PLD是广泛使用的半导体元件,最终用户可以将其配置成特定的逻辑电路,从而缩短设计周期,降低开发成本。

 

而目前莱迪思的最终用户主要是通讯、计算机、工业、汽车、医药及消费品市场的原始设备生产商。

 

因此这家诞生于1983年的莱迪思并不是汽车行业的一位新人,只是它扮演的角色更像是零部件厂商的零部件供应商而不被人们熟知,但现在它的作用将在智能的历史进程中慢慢被放大,被我们熟知。

 

那么一家半导体企业是如何与汽车发生联系的?

 

我们带着一系列问题采访了莱迪思亚太区总裁Jerry Xu。

 

1、莱迪思的角色:集成化、低功耗的针对新能源自动驾驶、智能网联解决方案

 

智驾君:通用、红旗等品牌都在发布一些全新的汽车电子架构,在这些电子架构中莱迪思扮演着怎样的角色?我们的业务上有哪些针对于电子架构的调整?

 

Jerry Xu:众所周知,随着传统燃油车到新能源车的变革,ADAS无人驾驶从L2/L3 到L4/L5的推进,汽车的电动化,智能网联化,数字化,共享化的发展,使得汽车电子系统在整车制造里的重要性和所占比重也越来越重要。

 

ADAS和无人驾驶需要更多种类的感知系统。如: 前视摄像头系统,环视摄像头,后视摄像头,超声波雷达,毫米波雷达,激光雷达传感器,等。不同传感器的感知范围均有各自的优点和局限性,现在发展的趋势是通过传感器信息融合技术,弥补单个传感器的缺陷,提高整个智能驾驶系统的安全性和可靠性。

 

智能驾舱方面,传统的仪表盘,中控屏,车载娱乐系统终端等都在逐步升级和集成,车内的屏越来越多, 以全液晶仪表,中控,HUD,透明A柱,天窗,车窗等的座舱电子将带来更加智能化和更安全的驾驶体验。

 

车灯:传统的卤素灯到 LED智能大灯,随着传感器和算法处理领域的不断进步,大灯系统实现各种复杂路面环境进行多样化光型调节的功能,如:多道路模式转换,智能随动转向,自动识别对向来车的无眩光远光,路标识别,行人警示等智能照明。

  

虽然我没有对红旗和GM的车型做过具体的研究,但是我们花了很多的时间和汽车主机厂零部件供应商做过一些探讨,他们也给我们介绍了一些这方面的想法,所有人都认为上述这些变革都会促使整个汽车行业的技术和架构的演变,从传统分散型的基于ECU架构的平台到不断发展的各类域控制器,车载以太网为基础的整合型平台。

 

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莱迪思在汽车的这四个方面都有一些参与,包括智能驾驶舱,ADAS,智能车灯和新能源车的电控。在智能驾驶舱方面,莱迪思主要关注屏幕显示,大家可以看到现在特斯拉做出了创新,把一个大的显示放在里面,也有越来越多的厂商把仪表板、信息娱乐和显示都融合在一起,这样同样一块屏幕需要展示不同的内容。汽车里面显示器的尺寸也不是很标准,它不像电视机或者手机,即使是异形屏也可以提供大量定制化的解决方案,汽车上面不可能做到这一点,因为汽车每个模型出样量不是很高。这就需要FPGA对于显示的图像做切割,做一些多元的融合,例如将仪表板、信息娱乐和导航都显示在一个屏幕上,只不过是在不同的区域里面。

 

莱迪思在汽车显示方面有很多的解决方案,我们跟汽车主机厂零部件供应商都有这方面的合作,他们同样也是利用我们低功耗的特性,汽车里面对于低功耗的要求不仅是功耗,还有散热的问题,所以我们提供的解决方案也是基于这样一个技术平台。

   

第二个是ADAS,ADAS里面有很多传感器,现在一辆汽车如果要到L3的话最起码16个传感器以上,包括视觉的传感器,以及超声、雷达的一些传感器。这些传感器接进去就要做一些聚合或者桥梁,这也是FPGA的一个长处。汽车领域里的接口还没有实现真正的标准化,所以不同的接口,可以利用莱迪思可编程的特性,做这方面传感器的聚合,我们在汽车里面有很多这方面的业务。

 

在ADAS里面中央数据处理也是很重要的,等于把一个小的服务器放到车里面做中央数据处理。服务器里面有GPU、CPU,连接这么多的传感器,数据要输入进去,就需要做一些IO的延展。这方面我们也跟不同的tier1和OEM有很多的合作,所以我们在这方面也有很多的解决方案。

 

在智能车灯方面,LED矩阵式的灯型,每一颗灯珠都需要被单独可控,同时需要支持每颗灯珠上千级别的灰度,这样就需要很多的I/O并能够按照传感器模组传来的结果快速控制所有LED的灯型和亮度。这真是FPGA的强项。

 

在马达控制方面,原来传统的马达是用DSP控制,现在随着碳化硅可以做一些高频半导体材料的应用,所以对马达控制的精度就越来越高了,原来一些DSP或者多核DSP控制的精度可能不一定能够满足它的需要,所以FPGA也会被采用在那些马达的控制上面。我们也相应开发了马达控制解决方案在这上面,这不仅仅应用在汽车上面,包括一些工业自动化马达的控制也会渐渐大量采用FPGA来做,而不是原来传统的DSP。当然也不排除别的创新。

 

我相信在未来新的汽车电子架构上面,针对智能驾舱、ADAS和电池控制,我们都会有很大的机会来增长我们的业务,提供更好的方案给我们的汽车客户。

 

2、莱迪思在自动驾驶拥有超前布局

 

智驾君:刚刚多次听您谈到ADAS领域,目前我们确实有一些芯片可以实现ADAS应用,今年很多车型已经实现了L3的自动驾驶,但是未来面对L4、L5级别,现在的方案是否还适用?我看目前我们支持的是多种摄像头输入,未来能不能支持一些激光雷达或者车路协同的应用?

 

Jerry Xu:这是很好的问题,因为汽车平台的开发可能要用五年甚至十年以上,所以我们提供的解决方案的技术延展是一个很重要的问题。当客户来跟我们聊他们现在的选型,我们也会推荐他在考虑时要有一定的余量,比如说现在是支持L3的,未来达到L5以后要有更多的传感器,包括传感器的数据吞吐、分辨率、激光雷达,或者是视觉的一些传感器都需要考虑。我们原来推出的1.5 Gbps的MIPI,CrossLink-NX 28nm的时候,就把整个MIPI的性能推进到了2.5G,这样完全可以满足以后L5的一些要求了。

    

当然随着技术的引进,我相信会有很多新的技术引进到汽车上面。我个人认为汽车以后发展的趋势就像移动手机一样,会把手机很多的技术应用到上面,处理也好、相机也好、显示也好,现在用了很多识别检测的技术在汽车里面,所以原来我们的一些产品,CrossLink和CrossLink-NX现在在汽车领域里被广泛应用,我们也在不断跟踪MIPI技术。可能你也听说过,辅助识别标准也在不断开发出来,我相信不久的将来我们的产品也需要支持辅助识别这样的应用在汽车上面,这方面的延展性我们已经考虑进去了。

 

3、莱迪思拥有完备的智能汽车安全保障

 

智驾君:您刚才说汽车未来会像手机一样,目前手机的核心竞争力是软件和生态,您是否认同软件定汽车这件事?如果您认同的话,我们在软件层面有哪些突破?我们是如何保证软件安全和汽车安全的?

 

Jerry Xu:软件有两部分,一部分是应用软件,这肯定是以后OEM汽车厂商要关注的地方,tier1更多关注在硬件和固件上面。对于汽车安全性的问题,因为以后的汽车都是跟互联网有联系的,所以对于固件的保护我认为是一个软肋,因为大家可能更多关注在操作系统,或者一些应用程序的安全保护,但是固件现在还没有很好的解决方案。这就是为什么莱迪思在前一段时间推出了MachXO3D这样的产品,它可以对固件进行很好的保护,它遵循了NIST平台固件保护恢复标准,不仅可以对固件进行保护,也可以检测到任何一个非法的侵入,如果一旦检测到侵入的话它可以自动做出恢复。这个概念原来是在服务器上的,我们把这个概念也用到了汽车、工业、通讯上面,现在也有越来越多的客户在跟我们探讨怎么用我们的MachXO3D来做固件的一些保护。汽车网络的安全需要全面的考虑,不仅仅是操作系统层面上的,恶意软件也好,应用也好,甚至于固件也需要做一些相关的保护。

 

4、莱迪思拥有完善的大屏解决方案

 

智驾君:智能汽车的屏幕越来越多,分辨率越来越高,我看莱迪思官网显示会提供汽车4K高清的解决方案,我们的这种解决方案是不是一种协议或者接口?它相对于传统的显示屏DP接口或者HDMI接口有什么独特的优势?我们的核心竞争力是什么?

 

Jerry Xu:我们不仅仅提供一个接口上面的桥梁,我们也在做一些ISP图像增强等等,所以不仅仅是一个桥梁,也包括数据的处理。4K不仅仅需要高速的接口,也需要有强大的结构来做一些数据的处理,来增强效果。我们现在提供的相关方案除了接口以外,还能够支持MIPI 1.5G到2.5Gbps,HDMI也好,DP也好,我们都有相应的IP来做一些输入/输出的桥梁。我们接下来会推出很多相关的ISP,比方说local diming,因为汽车现在用的还是LCD屏,尤其在背景比较黑的情况下,如果背景灯打的比较强,颜色效果就不是太好,另外一个问题也是比较耗电。在local diming方案下,我们可以在暗的时候把背景光区域性关闭或者关小一点,这样的图像处理也是我们为汽车供应商提供的一些方案。

 

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5、莱迪思更加专注自身的优势--控制和连接逻辑

 

智驾君:莱迪思低功耗、高集成度,关于5G通讯和AI处理集成现在有没有打算集成到我们的主打产品中?

 

Jerry Xu:5G里面比如说IF这些技术集成我们暂时还没有考虑,因为这里对于技术的要求还是不一样的。我们现在在5G和AI方面的考虑更多还是做一些基于低功耗的硬件管理,包括安全,在AI方面如果需要跟外界有一个通信的话,这些我们现在还没有考虑结合在一起做,所以对于莱迪思来讲目前还是分开的两个应用层面。以后随着我们在工艺上的不断推进,可能以后也会考虑做一个SOC,把两方面不同的要求或者应用结合在一起。

    

莱迪思是一个注重低功耗解决方案的供应商,同时我们也知道很多新客户对于FPGA应用不是太熟悉,所以我们中国团队更多注重在提供交钥匙解决方案给客户,尤其在汽车、工业方面。

 

与我们的竞争对手相比,我们在中国市场投入了很多应用工程师资源,同时莱迪思在中国也有一个产品研发团队,是外资企业比较早在中国设立研发团队的,而且研发团队不仅仅是做软件的,而是做整个的芯片设计,比方说最近MachXO3D这个产品是完全在上海的研发团队开发的。

 

可以说莱迪思用半导体企业的身份正在成为汽车零部件供应商,而它的产品似乎最大程度的契合了汽车新四化的发展趋势。

 

一个世纪以来,内燃机一直是汽车工业价值和创新的源泉。然而今天人们正在进入一个新的汽车时代,汽车将因半导体和电子产品所提供的功能而有所不同。

 

越来越多的汽车逐渐演变为能够处理信息、连接云存储、具备云分析能力的上的电脑,让车辆驾驶以及乘坐变得更加安全、便捷以及更具娱乐性。

 

越来越多的半导体企业将会变得更加重要,据最新报告显示,最新报告显示,目前汽车中含有的半导体价值从300美元到1000美元不等,而这一数字仍然在快速增长中。

 

而根据研究机构测算,汽车半导体市场的规模将从2019年的400亿美元持续增长,可能会在2040年达到2000亿美元。更重要的是,这个数字还不包括用于汽车相关非车载应用的半导体,如电动汽车充电器或V2X基础设施。如果加上基础设施的建设,对半导体的拉动将更加巨大。

 

目前智能手机、家电对半导体拉动已经出现疲态,而车用半导体却保持了持续高增长的势头。未来汽车有望取代智能手机成为半导体的最强有力的应用市场。

 

因此智驾君希望更多如同莱迪思的跨行业公司能够一同参与进来,让汽车从不同的角度,不同的技术进行演变和革新,这样才更有机会拥有颠覆的产品。


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