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晶片業者想「搭車」──沒這麼簡單!

上網時間: 2014年02月13日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:汽車  晶片  車規  消費性電子  應用處理器 

一開始為智慧型手機設計的應用程式處理器現在已經被許多數位電視所採用,這已經不是秘密;隨著智慧型手機應用處理器越來越普遍且性能強大,原產自智慧型手機的技術也不可避免地涉足至其他不同市場領域,包括機器對機器通訊(M2M)、醫療甚至汽車

隨著全世界開始把連網汽車形容為「四個輪子的智慧型手機」大肆吹捧(其實也就是為車用資訊娛樂系統打造的數據機晶片與應用處理器),車用領域也為晶片供應商帶來了獨特的挑戰。筆者先前有一篇文章提到了高通(Qualcomm)開始供應車規 LTE 晶片(參考原文),指出因為越來越多汽車廠商開始關注消費性電子技術,也讓各家晶片廠商競相將主要針對消費性電子設備開發的方案,升級成車規。

高通身為全球最大智慧型手機晶片供應商,應該是最適合回答我稱之為「車規難題」的人選;為何說是「難題」?因為要將原本為智慧型手機所設計的技術移植到汽車應用,確實是很大的挑戰,特別對那些沒有車規晶片設計經驗的公司(包括高通)來說。這家智慧型手機晶片大廠想進軍汽車應用,需要先克服三個挑戰:1. 確保自家晶片的可靠性(符合汽車應用需求);2. 採用先進(且具備某種程度的成熟度)技術;3. 為汽車業者尋找最經濟的解決方案。

高通的「雙管齊下」策略

高通產品管理副總裁Nakul Duggal稍早前接受 EETimes美國版編輯電話採訪時強調,該公司正針對汽車應用市場採取「雙管齊下」的策略,一邊進行車規驍龍(Snapdragon)應用處理器的設計,一邊與第三方合作夥伴聯手打造採用高通消費性數據機晶片的車規等級車用資訊娛樂系統(telematic)模組。

針對進軍汽車中控台(也就是車用資訊娛樂系統應用)的晶片,高通致力於將自己的地位由第三線汽車零組件供應商,升級為第二線。在1月的國際消費性電子展(CES)上,高通宣佈將在今年底推出該公司首款車規 Snapdragon 應用處理器,且將進駐2016年上市的新款汽車。

Duggal表示,這些日子以來,市面上的應用處理器在「面積僅10x10mm大小的單晶片上整合了大量技術」;為了成為第二線的汽車應用處理器供應商,高通的任務重點是控管每一個進駐該單晶片的技術,確保各個功能區塊是可靠的、且符合車規。

應用處理器設計業者已經採用先進製程節點,因此晶片的功耗較低;此外這些業者也尋求採用先進記憶體技術,以支援更高頻寬、更高速度以及更高元件性能。但Duggal指出:「以 LPDDR4 為例,這種最先進的行動記憶體技術在智慧型手機上也是剛剛才開始應用。」所以LPDDR4 能用在今日的車規應用處理器嗎?他的回答是「還不可行」。

智慧型手機應用處理器的生命週期比汽車短得多,並以非常先進的技術為基礎茁壯成長;要將之移植到汽車上,高通需要衡量可靠性因素。汽車產業希望盡可能跟上智慧型手機內的先進技術演進步伐,但包括高通在內的晶片業者要確認的是,應用在智慧型手機內的最先進、最強大技術,是否在良率可靠度上「夠成熟」,可做為車規解決方案。

至於車用資訊娛樂系統應用的數據機晶片,Duggal指出,模組化解決方案是一條可行之路;他坦承:「我們已經在內部廣泛討論過這個問題。」也就是到底高通該不該自己設計車規LTE晶片,而不是仰賴第三方合作夥伴將高通的晶片應用包模組裡、再取得車規。

車規LTE晶片驗證難題

要打造車規LTE晶片(不是模組),會面臨兩個問題:第一,數據機晶片必須能支援複雜的品牌以及蜂巢式網路的持續變動,以因應全球電信營運商的需求;Duggal表示:「六或七年前,只有CDMA與GSM網路,我們只需要支援兩種或三種不同頻段;當全世界進入 3G 時代,我們需要處理6~10個頻段。」而演進至今日的4G LTE (還需要考量向後相容)網路:「我們正在討論的是對51個頻段的支援。」

另一個問題是「網路驗證」,數據機晶片除了要通過車規認證,還需要接受各家電信營運商所設定的嚴苛驗證程序。因此假設你已經有一款車規數據機晶片,你該如何確保已經內建該款車規晶片的車輛通過某家電信營運商的網路驗證測試?是把整輛車子都送交營運商嗎?顯然這是一個比營運商對驗證手機的要求,更具困難度的後勤支援能力考驗。

比較合乎邏輯的是打造一個數據機模組──內含基頻晶片、電源管理晶片、射頻晶片、記憶體、天線等所有零件──然後讓該模組取得車規並接受電信營運商驗證;不過這樣高通仍是第三線汽車零組件供應商,而且必須仰仗模組供應商如LG、Sierra Wireless與Gemalto等,接受繁重的蜂巢式網路驗證與車規認證。Duggal表示,讓一個數據機模組和營運商網路「與時俱進」的最佳方式,仍是依賴模組產業生態系統,才能確保長期可靠性。

為了成為二線車規晶片供應商,高通一直很努力,其工作包括為車規晶片選擇合適的製程技術;Duggal指出:「這是一個非常嚴謹的行動。」不過高通並不是把同樣的Snapdragon應用處理器做兩種設計,一種給智慧型手機用、另一種給汽車用;「因為我們的消費性電子等級Snapdragon系列應用處理器產品種類很多,遠超出汽車廠商所需要的。」

Duggal進一步表示:「我們的任務是確認汽車產業需求,關注能符合車規的技術性能,並針對能運用汽車市場解決方案做適當的抉擇。」但最棘手的部分仍是在對先進技術的強烈需求,以及汽車市場嚴苛的可靠性規格之間取得平衡點。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Qualcomm Answers 'Auto-Grade Dilemma',by Junko Yoshida)





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