TI眼中的工业

TI华东区销售和应用总经理吕昱昭对此并不感到意外。在他的眼中,或者说在TI的眼中,工业涵盖的领域其实更加宽泛,共计14类细分市场,包括工厂自动化与控制、电机驱动器、楼宇自动化、电力输送、医疗、测试与测量等等。他认为大工业概念范畴可能更适合TI的胃口。其一,因为“TI拥有全面的产品体系和系统团队提供的广泛的解决方案,能够支撑更广泛的工业领域的应用发展。”;其二,尽管工业市场具有多种不同的应用和终端用户,但它们仍存在共性,即全都是基于模拟和嵌入式处理创新而产生的发展机遇。

他将工厂自动化、电机驱动、测试与测量和电网基础设施列为未来工业发展的重点。因为无论是工业4.0、中国制造2025、人工智能这样的国家级大战略,还是测试测量、消费电子、电网基础设施这样的细分垂直市场,对高效、智能、绿色节能的追求是永恒不变的。

“TI更希望给客户提供‘模块化’的东西。”吕昱昭说,工业4.0/中国制造2025,必须通过一个个功能模块才能真正实现落地。所以TI Designs就是这些模块功能实现的工具,TI的芯片就是这些模块的组成部分,用户可以直接基于TI Designs进行创新,无需从头设计,这种方式为客户提供了更好的便利性。

比如在电力保护和输配电市场,早年间行业领先的客户大部分在欧美,但这几年会发现中国公司正在引导和影响市场的发展,他们对更高路数和更高精度ADC/DAC的需求越来越高。与欧美的传统工业市场不同,中国客户的设计周期越来越短,某些工业领域的设计周期只有3-4个季度,这意味着更快的推向市场已经成为一个核心诉求。换句话说,如果一家公司能够在中国成功,相对来说它在全球将更能够成功。

他认为客户真正关心的并不是某颗芯片的功能,而是芯片在系统中是否能帮助他们实现想要的功能。这也从一个侧面解释了为什么TI会将自己的角色从提供芯片级方案转型为提供系统级方案,因为只有解决了客户的系统问题,才能去推广更多的产品;反过来,因为系统的优化,也会对产品提出更高的要求,帮助促进产品研发,做出更满足客户需求的产品。 20170801-TI-3 德州仪器(TI)华东区销售和应用总经理吕昱昭

霸主背后的努力

工业系统的覆盖面很广。对一家半导体芯片厂商而言,如果没有完整的产品线组成,很难想象能够为客户提供全方位、深层次的服务。但这对拥有十万余种产品,涵盖处理器、微控制器、无线连接、模拟器件的TI来说,似乎并不是什么问题。吕昱昭也将更多的重点,放在了TI 参考设计上。

“TI Designs提供的不仅仅是参考设计,还包括全套的原理图、PCB布局和Gerber文件。所以对客户来说,他们可以花更多时间在应用实现和产品差异化,而非硬件设计上。”吕昱昭说,“把和硬件相关的需求交给TI,我们就可以把这些做成更完整的参考设计给到客户,实际上也是节省了客户的资源和时间。”

TIDA-00915,是TI最新发布的GaN功率级参考设计,能够驱动200V交流伺服驱动器和机器人,效率高达99%,客户几乎无需再进行任何更改便可直接商用。TI方面认为该参考设计的好处主要体现在以下三方面:1. 开关频率提高,能够最大限度的优化电源设计方案,提升效率;2.高速运转时的控制精准度更高;3. GaN器件能够优化开关性能,减少电机功率损耗,缩小散热器的体积,从而节省电路板占用空间。而它最厉害的一点,是在200伏电机控制中,在24kHz PWM时可以达到99%的效率;100kHz PWM 时也能达到高于98%的效率。

目前,TI不但可提供具有集成驱动器的GaN FET(如LMG3410 & LMG5200)和GaN 驱动器,与GaN相关的TI Design解决方案也达到了13种,主要应用在电力输送领域,也有一部分应用于家用电器、电网基础设施等领域。相关的热门研究将更多集中在高电压、控制器与相关算法、电源转换拓扑结构、高频高功率密度被动器件、以及门极驱动器等方向。

用于48V至400V不间断电源(UPS)和能量存储系统的2千瓦(Kw)隔离双向DC/DC转换器参考设计TIDA-00951,同样也是业界最高效的参考方案,其94%以上的转换效率,高出90%的业界平均水平。对大部分传统设计而言,如果需要在48V与400V之间进行相互转换时,通常需要两套系统去实现两个功能,这意味着成本会更高。TI方案的好处是把这两套系统做成一套,实现双向功能,从而节省了成本。此外,在这套方案中,TI还集成了目前业界最高效的电流感应芯片INA240、最高性能的增强隔离放大器AMC1301、以及速度最快的隔离栅极驱动器UCC21520,在保证性能的同时,也使得电路板空间更紧凑。

除了突破性创新之外,TI还不断对市场固有产品进行升级改造。比如日前宣布推出的DesignDRIVE快速电流环路(Fast Current Loop)软件,就使得C2000 MCU成为业界首款电流环路性能低于1微秒的器件,两者共同提供了片上系统(SOC)功能,并简化了驱动控制系统的开发。据称,新型DesignDRIVE快速电流环路软件不仅在性能上优于传统基于MCU的电流环路解决方案,同时还能通过取消通常用于外部电流环路控制的FPGA来简化设计。

吕昱昭认为,工业的产业升级一直在进行,比如工业自动化和控制的升级,会带来测试设备的升级;iPhone诞生之后,电池检测需要更高的精度;智能楼宇带来指纹锁需求的提升,智能手环可以改变医疗保障和服务,甚至农业也需要传感器感知土地的变化来进行智能灌溉。“无论在传统还是新兴领域,整个迭代创新的速度都是在加快的,但智能、节能和客户系统成本优化,将是谁也无法回避的三大方向。”

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