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  • 國產車載視頻傳輸芯片為智能化汽車保駕護航

    發布時間:2022-04-08
    來源于-汽車電子產業聯盟《智駕電子》202111期 文/王立新


        現任天津瑞發科半導體技術有限公司副總裁,聯合創始人,負責公司的市場營銷和技術支持,為國內和國際客戶提供完整解決方案和優質服務。畢業于清華大學計算機系,曾在美國新思(Synopses)中國公司任銷售副總多年,在德州儀器(TI)中國公司任北方區經理多年,具有豐富的半導體和EDA行業市場和銷售經驗。


     
    中國汽車“新三化”,即電動化、智能化、網聯化的概念得益于政策、經濟、社會和技術環境的利好,由此汽車產業轉型受到良性驅動,從而得以重塑新格局,推動產業模式重組及產業利潤再分配。半導體芯片具有極高的高科技含量,業已成為推動中國整車及零部件、車用電子元器件、車聯網等類型企業戰略布局強大的驅動力。日趨激化的汽車電子市場競爭使得車載芯片國產化面臨著前所未有的挑戰,然而也迎來千載難逢的機遇,智能化汽車廠商所關注“自主、可控、保供、降本”四個要素亟待國產芯片提供商從技術、制造到服務的全方位支持。

    車載高清視頻傳輸芯片的作用舉足輕重

    據權威機構分析,中國智能車載芯片市場規模今年可達到三十億美元,其中高清視頻傳輸芯片將成為未來幾年的增長點,年增長率超過三成。由于智能輔助駕駛(ADAS)和視覺自適應控制成為標配已納入議事日程,其相關的視頻傳輸性能需求將不斷超越。因此,車載高清視頻傳輸芯片及其應用必然成為行業熱點,全面國產化勢在必行。

    出于對智能化汽車視覺的需要,配備十多個高清攝像頭的車型已屢見不鮮,未來將有增無減,其中高清視頻傳輸技術無疑是汽車智能化的關鍵,芯片是理所當然的剛需,在主流智能汽車應用中不可替代。高清視頻傳輸芯片需要滿足視覺無損和極低延時需要,不僅應用于視頻采集,也會應用于視頻顯示,如圖1所示。LVDS是目前流行的車載高清視頻傳輸技術,分為高頻和低頻兩類,前者為國外公司壟斷,而后者為原創國產化,已具有顯著的后發優勢。

    1 車載高清視頻傳輸芯片中的目標應用

    天津瑞發科半導體技術有限公司是國產車載高清視頻傳輸芯片的提供者,所擁有LVDSSerDes技術具有數字高清視頻遠距離實時傳輸、低功耗、低成本,及易于未來升級等優勢,其低頻LVDS芯片得到眾多國內和國際行業知名廠商認可和采用,在許多智能車型上處于前裝量產與前裝定點階段,未來量產值得期待。

    國產高清視頻傳輸芯片的車載應用拓展

    瑞發科半導體技術作為車載LVDS SerDes和Automotive USB芯片組的提供者,擁有世界領先的高速模擬及混合電路設計技術以及核心知識產權,具備實現車載國產化芯片的“自主”能力。由于完全采用正向設計,堅持自有專利布局與保護,符合國家和主機廠自主創新及專利零風險要求。通過不斷地積累自有IP核心,積極參加行業標準組織,自主選擇Foundry/封測廠,與國外競品芯片功能兼容,力求全面滿足國產化替代需求。

    自2012年率先推出USB3.0-SATA橋接芯片,在國內率先通過USB IF/USB 3.0和微軟WHQL官方認證,又經Apple MFi認證而成為行銷全球“蘋果“iPhone/iPad系列存儲類外設產品的USB3.0主控芯片?;谄渖詈竦?/span>SerDes技術積淀,開發出具有自主知識產權的先進數字視頻傳輸AVT技術(Advanced Video Transport),大量應用于云視頻會議、教育數字錄播、大屏幕拼接、集中式機房和網咖延長器等系統。面向車載視頻系統應用所開發基于AVT技術的LVDS SerDes& ISP芯片組及其解決方案,性能優越且穩定可靠,為汽車智能化承擔高清視頻傳輸重任。

    量產中的LVDS SerDes芯片組為NS2520/NS2521,即Tx發送和Rx接收芯片,可傳輸1080p60視頻,壓縮率2至30倍可配置,其中10倍壓縮率下小于-40dB視覺損失,遠小于ISP對圖像的影響,滿足ADAS視頻分析算法要求。傳輸延時小于1.6毫秒@60Hz。接收自帶自適應均衡器,完全自適應線材類型、線材長度、連接器、溫度、電壓,以及其它傳輸條件。在不加任何ESD保護器條件可達空氣放電8KV,極大地滿足復雜環境下車載應用需求。即將推出的NS2560/NS2561芯片組,可傳輸3M60超高清視頻且集成前端影像處理器(ISP)。

    憑借成熟的USB2.0延長技術及其在專業市場的成果,使得國產化Automotive USB芯片成功拓展到車載應用,如圖2所示。由于完全兼容標準USB2.0設備,在物理層數據傳輸時,通過專利技術將USB2.0的DC耦合信號變為AC耦合信號后進行編解碼,極大增強抗共模干擾能力,提高可靠性,傳輸距離可達30米。其傳輸機制保證零延時,并以自動均衡技術,支持自適應線纜長度、類型及長期使用后的電特性變化。目前Automotive USB芯片有NS1021和NS1021E兩種,后者封裝更小,應用更靈活。
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                                                  圖2 車載USB芯片在智能汽車中的應用

    車載高清視頻傳輸芯片技術優勢及保障

       瑞發科半導體保持著超過數十多個高速接口芯片成功流片經驗,具有高達40Gbps的SerDes成熟傳輸設計技術,已獲得17項發明專利授權;并申請7項國際PCT專利。對于國產芯片產品的行業應用,以完善的質量管理體系為保障。無論是面向消費級,還是工業級和車規級,都根據不同級別的要求進行嚴格認證。針對汽車行業的應用,更是采取嚴苛的車規產品流程,從設計到篩選、封裝加固、老化、高低溫等測試,以滿足AEC-Q100及功能安全26262認證的要求,如圖3所示為從消費級到工規級,再到車規級的遞進發展。
                        

                                                                      圖3 瑞發科芯片等級的遞進發展

    瑞發科半導體的生產立足于國內,芯片制造由中芯國際(SMIC)采用成熟的55nm和40nm工藝生產代工完成,芯片封裝和測試則在長電和華天進行,確保了“可控”。受惠于北京市、工信部和科技部對SMIC要保障國產車載芯片公司產能的支持政策,位列SMIC車載芯片客戶前列,采用12寸晶圓廠以獲產能傾斜保障,確保了“保供”。通過芯片國產化,為車載視頻系統降低成本,且有效降低線束和連接成本,加之縮短認證測試周期,帶來供應鏈管理共享的成本優化。因商用車和乘用車可共用芯片方案,及提供720P、960P、1080P共用芯片方案以有效降低項目研發投入,確保了“降本”。

    打造國產車載高清視頻傳輸芯片新勢力

    致力于成為國產車載高清視頻傳輸芯片的引領者,是瑞發科半導體的中國夢,為此公司積極參與“中國汽車芯片產業創新聯盟”、“中國智能網聯汽車產業創新聯盟(CAICV)”、中國汽標委“網聯供能與應用標準工作組”等產業聯盟組織和標準制定活動。同國家新能源汽車技術創新中心在國產芯片上車方面密切合作。

    2021年是瑞發科半導體在車載市場收獲頗豐的一年。上半年參展上海車展,亮相在“智能黑超空間站”展區,所演示360°監控環視、高清流媒體后視鏡、和輔助駕駛等車載高清視頻傳輸系統引人注目,如圖4所示。來年的北京車展,將有更多車載芯片產品和應用的展出,將再展風采。
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                                                               圖4 瑞發科半導體在2021年上海車展的展臺

      瑞發科半導體第三屆“金輯獎“上以“車載數字高清視頻傳輸技術--AVT (Advanced Video Transport)首度榮獲 “2021中國汽車新供應鏈百強獎”。繼入選《中國汽車半導體年鑒》和《汽車電子芯片創新產品目錄》,及中國集成電路設計創新聯盟“汽車電子創新產品目錄(2020)”之后,LVDS SerDes和Automotive USB芯片產品又入選2021年度《中國智能網聯汽車產業發展年鑒》。

    “客戶至上”是瑞發科半導體持之以恒的經營理念,對于智能化汽車廠商,將以國產車載高清視頻傳輸芯片,提供足夠的“自主、可控、保供、降本”空間,真正起到保駕護航的作用。













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