在科技日新月异的今天,各行各业的产品对高性能、低能耗、高集成度的要求日益提高。随着汽车电气化、智能化的趋势,需要更高性能的通信产品,更智能的传感器和更高电压的、更可靠的电源管理等;随着AI的快速发展,数据中心的AI芯片算力越来越高,功耗越来越大,数据中心需要更高效率、体积紧凑的电源;随着老龄化加速,以动态血糖监测为代表的医疗健康监测产品的需求日益旺盛,需要超低功耗、更高精度和长电池寿命。
所以,市场需要集成度更高的芯片,以满足低功耗、小型化和多功能需求,加之行业快速迭代,从客户需求到产品定义、规格制定再到产品上市的时间需要缩短。在这样的产业背景下,安森美(onsemi)推出革命性的Treo平台(The Treo Platform),以满足市场对高性能、高效率和高集成度的模拟混合信号产品的需求。
采用65纳米、BCD工艺
Treo平台基于统一的65纳米节点的BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺技术构建的模拟和混合信号平台,这使得平台能够在单一芯片上集成模拟和数字功能,实现更高的集成度和更小的尺寸。Treo平台为安森美广泛的电源和感知解决方案奠定了强大的基础,包括高性能和低功耗感知、高效电源管理和专用通信器件。
安森美模拟与混合信号事业部汽车市场营销经理Qing Zhang表示:“之所以选择65纳米的工艺节点,主要是考虑到65纳米可能是目前最经济、性价比最高的制程,适合大规模生产和满足成本效益要求,同时65纳米的BCD工艺相对成熟,能够提供稳定的性能和可靠性,适合用于开发高性能的模拟和混合信号产品。”
Treo平台将复杂的模拟和数字信号处理、MCU以及多种其他功能集成在一起,并采用通用CMOS和后端技术,使得IP能够在低、中、高电压水平下运行。相较于传统模拟方法,该平台内置的高性能模拟功能速度更快,匹配性能更好。
通过在一个统一的平台上集成多个功能模块,Treo平台能够减少外部组件的需求,从而降低物料清单(BOM)成本和简化电路板设计。此外,Treo平台可以支持行业领先的1-90V宽电压范围和高达175°C的工作温度。由于平台的宽电压范围和高温工作能力,用户可以减少外部电源管理和热管理组件,进一步降低系统成本。
加速产品开发,助力功能迭代
Treo平台拥有一套用于构成计算、电源管理、感知和通信子系统的不断演进且稳健的IP构建模块,采用类似系统单芯片(SoC)的模块化架构。Treo平台通过其高度集成的、模块化的架构,可以帮助客户简化设计流程并提高开发效率。
由于平台能够在单一芯片上集成多种功能模块,客户可以减少对多个分离器件的需求,从而降低了设计的复杂性和所需的外部组件数量。这种集成减少了电路板空间需求,简化了电路设计,大大地缩短了设计验证周期。同时,Treo平台的模块化设计允许客户根据特定需求快速选择和定制模块,这大大减少了从概念到产品的时间。
Treo平台的统一65纳米工艺节点为产品开发提供了一致性和可预测性,这意味着客户可以依赖于一个经过验证的技术基础,减少了技术开发的风险和不确定性。这种一致性也有助于加快产品上市速度,因为客户可以利用平台的共享IP和预先验证的设计模块,从而减少开发时间和成本。
与此同时,在客户产品的功能更新迭代方面,Treo平台的模块化和可裁剪的特性也可以提供很好的助力。Treo平台的这种设计允许客户在不更换整个系统的情况下,仅通过更新或替换特定的模块来实现功能的升级和扩展。
“如果客户需要在现有产品中引入新的传感器接口或通讯协议,Treo平台可以快速集成这些新功能,而不必重新设计整个系统,从而大大缩短了产品从设计到上市的周期。而且,Treo平台的统一65纳米工艺节点为产品迭代提供了技术连续性,这意味着客户可以在保持与现有产品兼容性的同时,逐步引入新技术和功能。这种技术连续性减少了在每次产品迭代时需要重新验证和测试的工作量,降低了开发风险,并且加快了新产品的市场响应速度。”Qing Zhang补充道。
此外,Treo平台能够确保产品在满足快速上市需求的同时,也符合各领域对质量和可靠性的高标准。Treo平台在不同领域中平衡产品开发速度与质量可靠性的关键在于其模块化和统一工艺节点的设计。通过使用一个共同的65纳米BCD工艺平台,Treo能够确保所有模块和IP核都经过了严格的设计和验证流程,这有助于保持产品质量的一致性和可靠性,同时缩短了新产品的开发周期。因为平台的模块已经过优化和预先验证,客户可以依赖这些成熟的技术构建模块来加速产品开发,而不必从头开始,这样可以在不牺牲产品质量的前提下加快上市速度。
Qing Zhang表示:“安森美与客户紧密合作,确保产品在定义阶段就充分考虑了质量和性能的要求。通过持续的沟通和反馈,以及对市场趋势的快速响应,确保了产品既能快速上市,又保持了高标准的质量和可靠性。这种平衡是通过平台的高效管理和对客户需求的深刻理解实现的。”
丰富的应用场景
Treo平台的应用案例广泛,涵盖了汽车、医疗、工业和AI数据中心等多个领域。
汽车领域的应用
Treo平台在汽车领域中能够提供多种解决方案,适用于泊车辅助ADAS的高性能超声波传感器就是其典型的案例。Treo平台能够将超声波传感器的精度提高两倍,这意味着在泊车辅助应用中,它们可以探测到距离车辆更近的物体。由于具备探测更近距离物体的能力,泊车辅助系统可以帮助驾驶员在泊车时更有效地避开障碍物,从而提供更佳的防撞功能并提高整体安全性。
在Treo平台的加持下,超声波传感器可以通过更高的动态范围提升超声波模拟信号链的性能。同时,先进的片上数字信号处理也可以给整体解决方案带来新的功能。
图源:安森美
在汽车LED驱动器领域,Treo平台提供的集成功率级智能LED驱动器解决方案,以其紧凑型中压功率级和高级数字特性,满足了汽车EMC要求,同时集成了全面的保护功能。这使得客户能够快速开发出符合行业标准的智能LED系统,缩短了产品开发周期,并确保了产品的可靠性和安全性。
图源:安森美
医疗健康领域的应用
Treo平台在医疗健康领域的应用案例之一是用于连续血糖监测仪(CGM)的超低功耗模拟前端(AFE),可以更精确地测量小至纳安(nA)级的电流。
图源:安森美
在连续血糖监测系统中,产品厂商面临的首要痛点就是设备的功耗问题,这直接影响到设备的电池寿命和用户体验。Treo平台采用低功耗、低漏电流设计,有助于延长CGM设备的电池寿命,提升用户体验。而且,Treo平台的产品还集成了内存,使得设备更加省电,进一步延长了电池寿命。
另一个痛点是传感器读数的精度要求,在低噪声精密模拟设计上,Treo平台能够满足了pA级传感器读数的需求,确保了监测数据的准确性。
“产品设计的紧凑性和集成度也是客户非常重视的地方,因为这关系到设备的便携性和制造成本。Treo平台助力客户的产品与上一代产品相比,尺寸减小了50%,这有助于客户设计更紧凑的设备,提高便携性。同时,可以直接减少材料使用和制造成本。”,Qing Zhang补充:“更重要的是,Treo平台的模块化和集成度,客户可以加快产品开发和上市的速度,快速响应市场变化。”
工业领域的应用
工业领域的典型应用案例就是电感式位置传感器。Treo平台提供的高精度电感式位置传感器解决方案,精度比竞品高10倍,同时集成了高压设计,这使得电机、工业机器人、阀门等应用能够实现更精确的位置检测。尺寸比竞品小33%,功耗比竞品低50%,使得电池寿命更长。Treo平台的高精度电感式位置传感器还可以通过本地计算,实现实时定位,以更加丰富的解决方案助力客户。
图源:安森美
写在最后
Treo平台的推出,标志着安森美在模拟和混合信号领域的一次技术飞跃。它不仅具有性能更好、效率更高、功耗更低、功能更多的特性,还能够加速产品开发,降低成本。这对于汽车、医疗、工业和AI数据中心等领域的客户来说,是一个巨大的福音。Treo平台的推出,将有助于安森美在竞争激烈的市场中保持领先地位,同时也为客户带来了更多的创新可能。
预计到2025年,Treo平台将通过扩展产品线,提供更多高性能传感器、DC-DC转换器、汽车LED驱动器等关键组件,增强系统级价值。安森美也会随着技术的发展不断研究和进步,未来将会采用更先进的工艺节点,以进一步提升Treo平台产品的性能和集成度。