汽車(chē)行業(yè)正處在大變革時(shí)代，自動(dòng)駕駛潮流勢(shì)不可擋，電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化也是勢(shì)頭正勁。作為全球知名的高性能模擬技術(shù)供應(yīng)商、美國(guó)老牌模擬芯片廠(chǎng)商，亞德諾半導(dǎo)體（Analog Devices，ADI）自然不會(huì)讓大變革時(shí)代迸發(fā)出的商業(yè)機(jī)會(huì)從手中溜走。憑借著超過(guò) 50 年的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累，ADI 正致力于推動(dòng)更為安全的自動(dòng)駕駛商業(yè)化落地，同時(shí)也在電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化領(lǐng)域建立自己的護(hù)城河。
今年 7 月 4 日，借著百度 Apollo 3.0 發(fā)布的機(jī)會(huì)，ADI 宣布正式加入百度 Apollo 自動(dòng)駕駛開(kāi)放平臺(tái)。根據(jù)雙方簽署的合作諒解備忘錄，雙方將共享資源與技術(shù)，利用 ADI 在 IMU（慣性導(dǎo)航單元）、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)以及音視頻總線(xiàn)、DSP（數(shù)字信號(hào)處理）產(chǎn)品技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，與百度 Apollo 在自動(dòng)駕駛感知與導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域展開(kāi)合作，共同為自動(dòng)駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)和智慧交通提供全面、系統(tǒng)、可靠的解決方案。
在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，ADI 此前并不屬于站在聚光燈下的那類(lèi)公司，但從此次與百度 Apollo 的合作內(nèi)容來(lái)看，這家公司已經(jīng)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)積累，特別是在定位、感知以及模擬信號(hào)處理等技術(shù)模塊頗有造詣?？梢詳喽ǎ珹DI 與百度 Apollo 的合作僅僅是一個(gè)開(kāi)始，在推動(dòng)自動(dòng)駕駛落地的征程上，這家公司還將創(chuàng)造出更多可能性。
正是在這個(gè)契機(jī)下，雷鋒網(wǎng)新智駕近期采訪(fǎng)了 ADI 在微機(jī)電產(chǎn)品和汽車(chē)電子業(yè)務(wù)方面的兩位負(fù)責(zé)人，試圖挖掘出這家低調(diào)的公司背后閃耀的熠熠光芒，還原出其在汽車(chē)自動(dòng)化、電動(dòng)化以及網(wǎng)聯(lián)化等未來(lái)汽車(chē)生態(tài)方面所進(jìn)行的完整布局。
高性能 IMU 助力自動(dòng)駕駛安全
據(jù)了解，ADI 與百度 Apollo 的合作內(nèi)容中，高性能 IMU 產(chǎn)品和技術(shù)將成為一大重點(diǎn)。此前，百度 Apollo 宣布量產(chǎn) L4 級(jí)別自動(dòng)駕駛小巴阿波龍，其上就搭載了 ADI 的 IMU 產(chǎn)品。
所謂 IMU，也就是行業(yè)人士所熟知的慣性導(dǎo)航單元。它是自動(dòng)駕駛汽車(chē)非常依賴(lài)的定位傳感器，主要配合 GPS 導(dǎo)航裝置使用，幫助自動(dòng)駕駛駕駛車(chē)輛在 GPS 信號(hào)缺失的情況下進(jìn)行有效定位。這類(lèi)傳感器雖然不如激光雷達(dá)那樣廣受關(guān)注，但其重要性不容小覷。
達(dá)成合作后，ADI 與百度 Apollo 將針對(duì) IMU 產(chǎn)品在自動(dòng)駕駛汽車(chē)上的應(yīng)用展開(kāi)探索，了解平臺(tái)中相關(guān)企業(yè)的具體需求，進(jìn)行定制化 IMU 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。IMU 是典型的 MEMS（微機(jī)電）產(chǎn)品，所以想更多了解 ADI 在 IMU 方面的技術(shù)積累，有必要回過(guò)頭看看 ADI 在 MEMS 應(yīng)用上的開(kāi)發(fā)歷史。
據(jù) ADI 亞太區(qū) MEMS 產(chǎn)品市場(chǎng)與應(yīng)用經(jīng)理趙延輝介紹，ADI 自 1987 年開(kāi)始研發(fā) MEMS 技術(shù)，率先切入到安全氣囊應(yīng)用中，成為全球第一家將 MEMS 技術(shù)商用化的公司。他們一開(kāi)始做的是 MEMS 內(nèi)核傳感器，包括加速度計(jì)和陀螺儀，加速度計(jì)的研發(fā)始于 1987 年，陀螺儀的研發(fā)則從 2002 年開(kāi)始。待這兩項(xiàng)內(nèi)核傳感器在技術(shù)上步入成熟階段后，ADI 將兩者進(jìn)行融合并最終于 2007 年發(fā)布了完整的工業(yè)級(jí) IMU 產(chǎn)品。
當(dāng)然，IMU 產(chǎn)品只有加速度計(jì)和陀螺儀的組合還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這其中還涉及很多的信號(hào)處理需求，所以還需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、處理器等相關(guān)技術(shù)的加持，而這正是 ADI 的優(yōu)勢(shì)所在。所以，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，ADI 2007 年發(fā)布的首款工業(yè)用 IMU 產(chǎn)品是其內(nèi)核傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)互相整合的集大成者。
在將 IMU 應(yīng)用到汽車(chē)自動(dòng)駕駛之前，ADI 更多地將這類(lèi)產(chǎn)品應(yīng)用在航空、航天以及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)τ谧詣?dòng)化的需求很大。舉例來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng) GPS 的定位精度大致能做到米級(jí)，但這種精度很容易造成秧苗的損毀和效率的降低，所以這種應(yīng)用場(chǎng)景需要厘米級(jí)的定位精度。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)精度，必須要將 IMU 與 GPS 結(jié)合起來(lái)，因?yàn)?IMU 可提供連續(xù)數(shù)據(jù)，能幫助提高 GPS 的定位精度。
農(nóng)場(chǎng)環(huán)境還不涉及到 GPS 信號(hào)遮擋的情況，到城市自動(dòng)駕駛的場(chǎng)景下，樓宇、地道、地庫(kù)等行駛場(chǎng)景比比皆是，GPS 信號(hào)很容易丟失。這個(gè)時(shí)候，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的行駛速度、位移方向的測(cè)定就必須要依靠 IMU。
正是在航空、航天以及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的技術(shù)積累，很好地推動(dòng)了 ADI 的 IMU 產(chǎn)品和技術(shù)在自動(dòng)駕駛汽車(chē)上的應(yīng)用。趙延輝表示，目前國(guó)內(nèi)很多做自動(dòng)駕駛的企業(yè)和團(tuán)隊(duì)，都在采用 ADI 的 IMU 產(chǎn)品；百度 Apollo 相中 ADI，也是因?yàn)榭吹搅撕笳咴?IMU 產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)解決方案上的實(shí)力，才決定推動(dòng)二者的合作向前發(fā)展，探索更多可能性。
到底 ADI 的 IMU 產(chǎn)品有何玄妙之處？為何諸多自動(dòng)駕駛研發(fā)商不去選擇成本更低的消費(fèi)級(jí)或傳統(tǒng)汽車(chē)級(jí) IMU？趙延輝給出的理由是他們的 IMU 產(chǎn)品最大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
那么，ADI 是如何實(shí)現(xiàn)其 IMU 產(chǎn)品非常出眾的長(zhǎng)期穩(wěn)定性？
首先，自動(dòng)駕駛汽車(chē)行駛的道路極其復(fù)雜，會(huì)出現(xiàn)各種震動(dòng)，這將影響 IMU 內(nèi)核傳感器的輸出效果。ADI 在這些方面擁有很多專(zhuān)利技術(shù)，即使在強(qiáng)震動(dòng)的環(huán)境下依然可以保證傳感器穩(wěn)定的輸出，這是消費(fèi)級(jí)、傳統(tǒng)汽車(chē)級(jí) IMU 產(chǎn)品無(wú)法比擬的。
其次，IMU 的內(nèi)核傳感器包括加速度計(jì)和陀螺儀整合到一起時(shí)，會(huì)產(chǎn)生正交特性，這個(gè)正交特性如果不是理想狀態(tài)，會(huì)大大影響傳感器的精度。ADI 的器件在出廠(chǎng)之前，工作人員會(huì)對(duì)每個(gè)器件測(cè)試幾個(gè)小時(shí)，對(duì)類(lèi)似誤差進(jìn)行全面校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn) X、Y、Z 軸理想的 90 度正交。
另外，IMU 的內(nèi)核傳感器都有溫漂特性，意味著其測(cè)量的指標(biāo)會(huì)隨著溫度的漂移產(chǎn)生變化，這對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車(chē)來(lái)說(shuō)是絕對(duì)不允許出現(xiàn)的。ADI 的 IMU 產(chǎn)品在出廠(chǎng)前每個(gè)器件都會(huì)做全溫范圍內(nèi)的測(cè)試，將它的溫度特性寫(xiě)入處理器，針對(duì)不同的溫度場(chǎng)景進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償。
總結(jié)起來(lái)，從內(nèi)核傳感器本身設(shè)計(jì)的考究到后續(xù)加工工藝的優(yōu)化再到最后的全面校準(zhǔn)，ADI 最終實(shí)現(xiàn)了 IMU 產(chǎn)品的高性能以及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
雷鋒網(wǎng)新智駕了解到，ADI 的加速度計(jì)、陀螺儀等內(nèi)核傳感器生產(chǎn)線(xiàn)位于美國(guó)的威靈頓市，而后續(xù)的全面校準(zhǔn)工作則選在菲律賓，這主要是考慮到勞動(dòng)力成本問(wèn)題。而在國(guó)內(nèi)，ADI 也已經(jīng)在北京與杭州兩地成立了研發(fā)團(tuán)隊(duì)，為的是更好地支持國(guó)內(nèi)客戶(hù)。
在與百度 Apollo 建立起合作之后，ADI 方面將繼續(xù)支持 Apollo 開(kāi)放平臺(tái)的需求。因?yàn)檫@個(gè)平臺(tái)上聚集了諸多車(chē)企、自動(dòng)駕駛公司以及 Tier 1、Tier 2，能幫助 ADI 更好地把握市場(chǎng)、了解客戶(hù)需求，用來(lái)指導(dǎo)其相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。
IMU+毫米波雷達(dá)+激光雷達(dá)，ADI 打造全方位感知系統(tǒng)
深入自動(dòng)駕駛感知領(lǐng)域，僅僅依靠 IMU 產(chǎn)品是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。ADI 顯然深諳傳感器融合的大趨勢(shì)，借勢(shì)推出了整體感知方案 Drive360 平臺(tái)，其中就包括了IMU、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等多種傳感器。
IMU 前文已有詳細(xì)闡述，不再贅述。
毫米波雷達(dá)方面，ADI 在該領(lǐng)域已經(jīng)有 15 年的發(fā)展歷史，主要為雷達(dá)系統(tǒng)供應(yīng)芯片、信號(hào)處理器等相關(guān)的組件。其 24GHz 車(chē)用毫米波雷達(dá)技術(shù)方案已經(jīng)比較成熟，已經(jīng)與諸多車(chē)企、Tier 1 進(jìn)行合作，量產(chǎn)了相關(guān)產(chǎn)品，主要應(yīng)用在盲區(qū)檢測(cè)以及短距離檢測(cè)等相關(guān) ADAS 功能上。
而針對(duì) 77GHz 毫米波雷達(dá)，ADI 大中華區(qū)汽車(chē)市場(chǎng)經(jīng)理崔正昊告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，他們正在開(kāi)發(fā)一款單片毫米波雷達(dá)芯片，其具體參數(shù)還不便公開(kāi)，據(jù)稱(chēng)會(huì)是業(yè)界非常領(lǐng)先的 77GHz 毫米波雷達(dá)方案。針對(duì)這款全新的雷達(dá)芯片，ADI 正與一些重點(diǎn)客戶(hù)合作，對(duì)樣片進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)。據(jù)崔正昊介紹，這款芯片采用的是 28nm CMOS 技術(shù)，尺寸更小，成本相較于 40nm 方案更低，而且整合了相關(guān)的數(shù)字算法，整體表現(xiàn)更優(yōu)秀。
據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，為了提升自身在毫米波雷達(dá)系統(tǒng)解決方案上的能力，ADI 在近期還收購(gòu)了雷達(dá)技術(shù)提供商 Symeo，該公司技術(shù)最初是由西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)，其系列技術(shù)具備系統(tǒng)和算法方面的專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)位置檢測(cè)和距離測(cè)量獨(dú)有的射頻和傳感器技術(shù)。這些優(yōu)勢(shì)將和 ADI 本身具備的射頻和微波產(chǎn)品陣列和技術(shù)結(jié)合起來(lái)，為市場(chǎng)提供更優(yōu)秀的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)級(jí)解決方案。
毫米波雷達(dá)之外，ADI 也已經(jīng)涉足當(dāng)下火熱的激光雷達(dá)領(lǐng)域，他們正在研發(fā)固態(tài)激光雷達(dá)所需的關(guān)鍵性器件，包括跨阻放大器（TIA）以及高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）等，可以供給激光雷達(dá)硬件生產(chǎn)商。同時(shí)，他們也在針對(duì)車(chē)用激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行特定化開(kāi)發(fā)。
雷鋒網(wǎng)新智駕了解到，2016 年，ADI 收購(gòu)了美國(guó) Vescent Photonics 公司，拿下了其關(guān)鍵性的固態(tài)激光波束轉(zhuǎn)向技術(shù)，這種新穎的非機(jī)械激光波束轉(zhuǎn)向技術(shù)可以進(jìn)一步增強(qiáng)集成激光雷達(dá)系統(tǒng)的性能，克服目前龐大的機(jī)械式產(chǎn)品在可靠性、尺寸和成本等方面的諸多重大缺陷。這一收購(gòu)行動(dòng)也補(bǔ)強(qiáng)了 ADI 在固態(tài)激光雷達(dá)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面的技術(shù)實(shí)力。
按照崔正昊的表述，ADI 的規(guī)劃是在未來(lái)為自動(dòng)駕駛汽車(chē)規(guī)模供應(yīng)車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)完整解決方案，目前關(guān)于具體的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和更多細(xì)節(jié)還不便對(duì)外公開(kāi)。
集齊了 IMU、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)技術(shù)的 ADI，已經(jīng)擁有了相對(duì)完整的自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)技術(shù)儲(chǔ)備，這符合未來(lái)自動(dòng)駕駛傳感器融合的大趨勢(shì)。
針對(duì)傳感器融合，ADI 將主要進(jìn)行邊緣計(jì)算的研究，致力于在傳感器端把信號(hào)處理得更好，為客戶(hù)提供更好、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；同時(shí)，ADI 還將進(jìn)行自行駕駛汽車(chē)上的傳感器組合、搭配方案的研究，盡量?jī)?yōu)化車(chē)載傳感器的配置。
緊跟汽車(chē)變革趨勢(shì)：網(wǎng)聯(lián)化與電動(dòng)化
自動(dòng)化之外，網(wǎng)聯(lián)化與電動(dòng)化同樣是汽車(chē)行業(yè)變革的大趨勢(shì)，針對(duì)這兩大趨勢(shì)，ADI 也沒(méi)有怠慢。
ADI 正在為數(shù)字化智能座艙的打造提供各類(lèi)技術(shù)解決方案。
車(chē)載音頻技術(shù)方面，ADI 自主研發(fā)了 A²B 音頻總線(xiàn)產(chǎn)品，可以配合自家的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DSP）進(jìn)行使用，能夠支撐語(yǔ)音識(shí)別的音頻預(yù)處理、車(chē)內(nèi)通話(huà)、主動(dòng)降噪、路噪消除等應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。此外，還能進(jìn)行聲浪模擬，讓電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)聲聽(tīng)起來(lái)更接近發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)出的聲音。值得一提的是，ADI 針對(duì)語(yǔ)音識(shí)別提供相應(yīng)的前期預(yù)處理算法，包括回聲消除以及降噪，目前也在與一些做車(chē)載語(yǔ)音識(shí)別的企業(yè)進(jìn)行商談。
而針對(duì)車(chē)載視頻技術(shù)，ADI 開(kāi)發(fā)了 C²B 視頻總線(xiàn)產(chǎn)品，該產(chǎn)品是為了降低整車(chē)成本和整車(chē)重量提出的高清視頻傳輸方案。
此外，ADI 在手勢(shì)識(shí)別以及駕駛員狀態(tài)監(jiān)控方面也有自己的技術(shù)解決方案。以駕駛員狀態(tài)監(jiān)控為例，崔正昊告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，他們擁有業(yè)界首款 VGA（Video Graphics Array）分辨率的汽車(chē)級(jí) ToF 芯片組方案，可完成人臉識(shí)別和駕駛員狀態(tài)識(shí)別，該方案產(chǎn)生的是 3D 點(diǎn)陣圖像，能構(gòu)建出一個(gè) 3D 空間。
面對(duì)汽車(chē)行業(yè)的電動(dòng)化趨勢(shì)，ADI 則擁有成熟的電源管理系統(tǒng)（BMS）技術(shù)，主要向客戶(hù)提供電源管理芯片，用于監(jiān)控電池/電池組的狀態(tài)，包括電池/電壓/電流參數(shù)、電池的健康狀況、電池的使用狀況等。此外，還可用于平衡電量。據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，ADI 在 2016 年收購(gòu)了凌特（Linear），該公司在鋰電池管理芯片技術(shù)方面有很深的積累。
除 BMS 芯片之外，ADI 在迎接汽車(chē)電動(dòng)化趨勢(shì)時(shí)還有一項(xiàng)傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)——高壓隔離技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的存在幫助電動(dòng)汽車(chē)的電驅(qū)系統(tǒng)能夠在電池的上百伏高電壓與信號(hào)控制的低電壓之間完美運(yùn)行。
再創(chuàng)下一個(gè)輝煌的 50 年
針對(duì)自動(dòng)駕駛、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化的全面布局，ADI 儼然成為了應(yīng)對(duì)汽車(chē)未來(lái)變革的全能型選手。憑借著以往 50 多年積累起來(lái)的技術(shù)儲(chǔ)備，這家模擬器件供應(yīng)商對(duì)汽車(chē)行業(yè)野心勃勃。
按照其官方的表述：“在汽車(chē)領(lǐng)域，ADI 目前以及未來(lái)將積極持續(xù)參與到生態(tài)圈中，深度參與合作伙伴產(chǎn)品早期定義階段，通過(guò)提供面向自動(dòng)駕駛、動(dòng)力總成/馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、電源管理、座艙信息娛樂(lè)系統(tǒng)、MEMS 安全等高性能、低成本、差異化的系統(tǒng)級(jí)解決方案，助力客戶(hù)設(shè)計(jì)更安全、更環(huán)保、更舒適的未來(lái)汽車(chē)。”
循著這樣一個(gè)清晰的目標(biāo)，有理由相信，ADI 在創(chuàng)造下一個(gè)輝煌 50 年的道路上將充滿(mǎn)無(wú)限可能。
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