过去70年,半导体产业已成长为价值约5000亿美元的产业。终端市场应用中使用的半导体器件数量持续增长。
半导体器件数量的增长部分归因于电气化和自动化程度的提高。我们每个人都能感受到电子产品在日常生活和工作中的使用越来越频繁。
为了适应当今能源效率、更高安全水平和自动化等总体趋势,模拟领域电气化和数字化的快速发展至关重要。
电气化进程对我们生活的许多方面产生了重大影响,激发了许多技术领域的创新,这又依赖半导体创新,特别是模拟和嵌入式处理技术。
这些技术包括高密度电源管理、超高速有线和无线通信、迅速发展的多种集成传感模式、边缘智能以及许多其他颠覆性技术。
11月2日,在IIC深圳2023同期举行的“全球CEO峰会”上,德州仪器(TI)首席技术官Ahmad Bahai通过视频方式发表了“半导体技术和创新在当今世界的重要性”主题演讲。
德州仪器(TI)的首席技术官Ahmad Bahai
他表示,几十年来,TI一直致力于通过半导体技术让电子产品更加经济实用,让世界变得更美好。TI热衷于设计和制造各种芯片,为汽车和能源基础设施等各行各业的电子产品提供动力。现在是进入半导体市场的激动人心的时刻。
首先我们来了解下正在快速发展的汽车电气化,即电动汽车市场。
电池技术带来的能效和功效的大幅提升使得电动汽车的效率更高、价格更实惠。综合竞争力已基本能够与内燃机汽车相提并论。
为了充分发挥电池改进带来的优势,电动汽车中的电源管理电路需要采用多种先进的半导体解决方案,包括能够快速安全地为电池充电、监控电池的电量状态和健康状态,以及为牵引电机和其他电力系统供电的半导体解决方案。
根据汽车类型和设计,系统可能需要高功率密度、高达800V的高电压,以及在充电和放电周期内对电池的精确控制,从而需要采用新的高压芯片和器件、IC封装和电路拓扑。
对此,TI提供基于氮化镓(GaN)的高压芯片,以及碳化硅(SiC)功率晶体管,可以在中高压下提供更高的功率密度。
此外,为了促进低压控制电路与高压芯片的交互,对集成隔离技术的需求也不断增加。
TI拥有许多产品来满足这些需求,包括高压GaN功率晶体管、GaN解决方案、高效精密的微控制器(MCU)、隔离技术和驱动器以及许多其他技术。
另一个例子涉及汽车ADAS。未来的车辆被比作车轮上的办公室。它们拥有一定程度的自动驾驶能力、高水平的连接性、先进的视听系统,以及安全性和环境感知功能,所有这些都是由半导体技术实现的。这涉及办公室以及各种设施中使用的半导体技术。
对外部环境的感知依赖越来越多的高清摄像头、雷达甚至激光雷达,每个摄像头和雷达每秒生成数千兆比特的海量数据,需要实时传输和处理。
TI开发了汽车应用中的高速数据链路技术和高度集成的毫米波雷达解决方案,可以促进这种新型ADAS系统的发展,并在技术采用过程中发挥重要作用。
再就是数据经济。这涉及大量机器、传感器或人类单独或集体产生的越来越多的数据。这些海量的数据需要实时传输和处理。
显然,这需要高速有线和无线通信链路、高精度时钟参考、高性能数据采集,以及模数和数模转换。这就需要高性能、高精度、高效率的模拟信号调理。
此外,还需要考虑可再生能源的覆盖范围,以及实现能源转型和从发电、储能、输电到用电的整个能源生态系统的技术要求。可靠的电网性能、便利性和可达性是建设可持续未来的关键。
随着对更可靠的能源和能源网络的需求不断增加,基础设施必须在每个能源阶段(从发电、储能、输电到最终用电和计量)变得更智能、更高效、更易于访问。这需要许多不同的技术,包括安全高效地捕获和转换太阳能的高压电源转换技术,以及可靠且安全的电动汽车充电技术。
精确的电流和电压传感可实现对电能的精确计量和监控,以及控制回路和早期故障的检测。Wi-SUN、Wi-Fi和低功耗蓝牙等边缘处理和通信技术,可实现对能源使用情况的实时精确测量和管理。
显然,储能非常重要,因为在某些情况下供电是间歇性的,通过采集和存储可再生能源并将其回传到电网或者现场使用,可以优化电网性能并降低能源成本。这就需要超高精度、超高效率的电池管理系统和许多其他高压功率半导体器件和系统,以及相应的封装和电路。
这种技术演变的根本目的是创建更高效的系统、实现更高水平的自动化以及简化通信以更大限度地提高生产力,所有这些都依赖于模拟和嵌入式处理半导体。技术创新将使未来各种系统的各种工程突破成为可能。
展望未来,半导体行业潜力巨大,半导体在我们日常生活中的价值和影响只会不断加强和增长。
TI的模拟和嵌入式处理产品系列可用于构建未来基础设施中的许多应用。TI热衷于通过半导体技术让电子产品更加经济实用,让世界变得更美好。这是TI的核心理念。
TI很自豪能够成为全球优秀的供应商、创新者、雇主和良好的企业公民。