過去幾年,全球汽車市場尤其是中國汽車產業發生了巨大變化,其中最具代表性的就是新能源的滲透率不斷提高。
2025年,中國新能源汽車產銷分別達到1662.6萬輛和1649萬輛,新能源汽車新車銷量占汽車新車總銷量的47.9%。該數字對于芯片公司有著更多意義,汽車行業的增量不只來自于銷量,更大的變化發生在車里,一輛車正在裝進越來越多的芯片。
燃油車時代,汽車電子已經是重要的組成部分,但電動化和智能化則把電子系統的復雜度推到了另一個量級。Yole Group預計稱,汽車半導體市場將從2024年的680億美元增長到2030年的1320億美元,復合增速約10%,大約是汽車整車市場增速的五倍。
這也解釋了,為什么汽車始終是芯片廠商最愿意爭取的市場之一。
正如德州儀器(TI) CEO Haviv Ilan不久前在Bernstein大會上提到,汽車業務過去幾年沒有像工業市場那樣大幅下探,而是維持在接近峰值的水平。其中一個重要原因,就是汽車內部半導體含量始終保持穩定增長。
在2026慕尼黑上海電子展期間,TI圍繞汽車展示了區域架構、中央計算、線控制動、EIS電池管理、OBC、毫米波雷達、以太網環網、優化脈沖算法、GaN電源轉換以及藍牙信道探測等十余個方案,也成為此次TI方案展示最集中的應用方向。這些產品看起來分散,但也恰好證明,圍繞汽車電子電氣架構的各個系統都在持續創新。
面對這樣的大趨勢,TI采取了廣泛的產品和系統升級。TI車載系統經理盧璟表示,汽車領域的技術變化并沒有放慢。“雖然行業關注點在不斷變化,從半導體廠商的角度來看,以及結合與客戶的實際合作情況,汽車領域仍然有許多關鍵技術正在持續推進和落地。”她說道。
48V架構:區域控制推動低壓電源升級
隨著電動車邁入區域架構下,控制單元的功耗越來越高,同時各種電機類負載應用增多,汽車低壓電源母線也開始從12V向48V過渡。這不僅有助于增強車輛功能、延長續航里程、降低線束成本和重量,即便在混動和燃油車平臺上,也有助于提升能源利用效率。

盧璟表示,在相同功率條件下,系統電壓由12V提升至48V后,所需電流顯著降低,從而可以采用更細的線束,并有效降低線束重量和材料成本。若48V架構繼續與區域控制結合,可進一步優化整車線束布局,減少線束長度和復雜度,從系統層面提升整車集成效率,并改善散熱設計。站在整車角度,48V能在結構設計、線束設計和熱管理上帶來綜合收益。
不過,TI并沒有完全激進到全部48V化,實際上還有很多舊有架構或者小功率應用不需要48V。TI此次展示的48V區域控制模塊,體現的是混合供電思路。同一個區域控制器既可以驅動雨刮器等大功率負載,也可以通過48V轉換至12V,為風扇等小功率設備供電。
這也意味著48V和12V會在很長時間里共存。從系統角度來看,48V器件耐壓要求更高,單顆芯片成本可能高于12V方案,而整車廠需要綜合線束、結構、熱管理和平臺復用等衡量系統收益。

區域架構:重新定義汽車智能賦能軟件定義汽車
德州儀器將多種電源及網絡方案組合呈現,強調了區域架構的重要性,這也是軟件定義汽車的關鍵路徑,但高品質、高功率密度電源是系統運行的關鍵。
應對ADAS,處理器和傳感器同步升級
智能駕駛的發展,讓車企越來越重視傳感器數據質量,尤其是隨著ADAS法規的升級,讓傳感器的價值更加重要,無論是攝像頭、毫米波雷達還是激光雷達,都需要提供更加精準的信息。
盧璟表示,近年來,隨著中央計算平臺算力的不斷突破,越來越多的數據可以集中處理,為多傳感器融合和AI算法提供了更好的基礎;另一方面,行業也在持續優化數據傳輸架構,并非所有原始數據都需要上傳至中央計算平臺,而是需要根據應用需求,在邊緣處理與集中計算之間進行合理分工,以實現系統性能、帶寬和成本之間的平衡。


從邊緣雷達架構到衛星雷達架構
如圖所示,上圖為邊緣雷達架構,下圖為衛星雷達架構,可以看出一部分感知及全部理解功能,都被放入到中央電子控制單元(ECU)中進行處理。同時數據傳輸速率要從100Mb升級至1000Mb。
盧璟認為,衛星流式雷達的競爭力首先是射頻性能,射頻性能直接影響目標檢測的精度和可靠性;其次是系統擴展能力,包括通道數量和多芯片級聯能力。TI AWR2188的集成式單芯片FMCW收發器可支持8×8至32×32擴展,正是為了適配不同車型平臺和智能駕駛配置。此次展會上,TI展示了最新的單芯片8RX/8TX衛星流式4D成像雷達,最高支持4顆級聯,正是迎合了這一趨勢。
不過,衛星雷達并不代表著唯一的終極架構,盧璟表示,雷達系統架構需要結合整車計算平臺的算力水平進行設計,在邊緣處理與集中計算之間進行合理分工,以實現系統性能、帶寬和成本之間的平衡。
針對不同客戶的需求,TI提供了多種雷達架構方案,特別是一些集成數字信號處理器(DSP)的雷達片上系統(SoC),可以實現邊緣計算,無需昂貴且復雜的SoC和高速串行器/解串器(SerDes)。

AWR2188演示圖
感知環境數據只是自動駕駛運行的第一步,ADAS處理器才是關鍵所在。TI今年推出的TDA5,算力涵蓋10 TOPS至1200 TOPS,采用行業標準的UCIe接口Chiplet模式,并集成了TI最新的C7系列神經網絡處理器(NPU),從而實現更豐富的靈活拓展,同時能效比超 24 TOPS/W。
盧璟提到,隨著智能駕駛普及和功能升級,客戶對算力、能效、成本以及平臺可擴展性的要求都在提高。TDA5延續TDA4的軟件生態,幫助現有客戶平滑遷移;同時采用統一封裝設計,并預留高速擴展接口,客戶可以根據不同車型或產品定位擴展算力,而不必重新設計硬件平臺。
從單對以太網技術(10BASE-T1S)到智能車燈,區域控制重構車身電子
車身電子過去很容易被低估,但如今用戶對于舒適性體驗需求增強,車身的創新層出不窮。從自適應前照燈、高效車身電機以及采暖、通風和空調 (HVAC) 系統到適用于車身控制模塊、網關和汽車門禁系統等等,都在發生著變化。
區域控制也在改變車身電子的拓撲方式,打破原本以功能域劃分的車身各類ECU分布,這會改變底層組織方式,尤其是通信架構與節點的變化。
盧璟提到,行業對于“中央計算+區域控制”架構的發展方向已基本形成共識,TI的產品布局也圍繞這一趨勢展開。隨著電子電氣架構不斷演進,車載網絡通信的重要性也日益提升。
10BASE-T1S就是這一輪變化里的關鍵技術。它不是為了追求更高帶寬,而是面向低速、多節點、IP化的車載通信場景,非常適合整車以太網化的趨勢。
10BASE-T1S具備良好發展前景,尤其是在軟件定義汽車架構下,可以更好支持無需微控制器(MCU-Less)等新型系統架構,實現多節點通信和控制。過去無論任何終端節點,從車燈到各類傳感器,都需要MCU進行控制與協議處理,而未來通過10BASE-T1S,一部分控制邏輯可以通過區域控制器實現,邊緣只保留必要的接收和驅動功能。

10BASE-T1S與其他總線的對比,比較顯而易見的是相比控制器局域網(CAN)和CAN-FD,10BASE-T1S可以支持更高速率,更重要的是,它把低速、多節點通信帶入到以太網體系。
車燈技術也正在成為汽車差異化賣點之一,DLP大燈憑借其出色的像素精細化管理成為目前豪華車的熱門標志之一。另外,TI也聯合常州星宇車燈開發了完整的ISD LED智能車燈解決方案。智能信號顯示(Intelligent Signal Display)系統,它將車輛前部或尾部的LED照明單元升級為可自定義的“智能顯示屏”,能實時顯示動態圖案、文字與車輛運行狀態,使汽車照明向人車交互演進。
其中,LP5860 11×18 LED 矩陣驅動器器件是高性能 LED 矩陣驅動器、支持多達198個 LED 點或66個 RGB LED 像素。MSPM0L1304-Q1 MCU非常適合車燈控制應用,其核心價值主要體現在以下幾點:一是通過高精度脈寬調制(PWM)實現可靠的燈光控制;二是通過通用異步收發器(UART)、直接存儲器存取(DMA)等提升與 LED Driver 的通信效率;三是通過低成本本地互連網絡(LIN)接口支持汽車總線架構;四是軟件層面,TI提供面向汽車應用的微控制器抽象層(MCAL)代碼示例支持,可幫助客戶降低車規軟件集成和功能安全開發門檻。如果系統需要支持CAN-FD、更高性能和更復雜的車身網絡接入,則可選擇 MSPM0G系列器件。

MSPM0車燈照明框圖

除了照明,車身電子中的門禁系統也在升級。在藍牙信道探測車鑰匙應用中,TI的CC274x 汽車SimpleLink?低功耗Bluetooth?無線MCU集成了算法處理單元(APU),包括用于高效矢量和矩陣運算的數學加速器以及對快速傅里葉逆變換(IFFT)和高級超分辨率算法(如多信號分類 (MUSIC))提供 Bluetooth信道探測后處理支持,從而實現更高精度、更高安全性的測距與車輛進入體驗。盡管超寬帶(UWB)的車鑰匙在豪華車中正在普及,但對于絕大多數普通車型而言,UWB錨點依然昂貴,終端支持力度也不足。因此,隨著支持藍牙信道探測的手機終端數量逐步積累,藍牙信道探測有機會成為更具性價比的汽車進入方案。
車身電子看似碎片化,實際是整車電子電氣架構重構的毛細血管。中央計算再強,也要通過這些區域控制器、低速網絡和執行節點,真正控制車上的每一個動作。
底盤走向線控,實時控制是關鍵
盧璟提到,隨著L3及更高級別智能駕駛的發展,對底盤系統提出了更高要求。未來自動駕駛需要更加精準、可靠的執行系統,因此線控制動、線控轉向等線控底盤技術將成為重要發展方向。本次展會上,TI展示了基于C2000?實時微控制器的電子機械制動方案,并結合能安全設計,幫助客戶滿足智能駕駛時代對安全性和可靠性的更高要求。
TI 的TIDA-020106參考設計展示了一個完整的機電制動(EMB)功能方案,并對硬件、軟件以及功能安全設計進行了說明。由于電子助力轉向(EPS)與 EMB 在關鍵組成部分上具有較高相似性,因此該參考設計也可作為 EPS 系統設計的參考。
從 EHB(電子液壓制動) 走向 EMB,也意味著控制難度明顯提高。過去液壓系統承擔了一部分機械執行和能量傳遞功能,到了 EMB,這些任務需要全部由電機、功率、傳感器和實時控制 MCU 等電子器件實現。也正因此,MCU不只是發送一個制動指令,而是要實時采集踏板、位置、輪速、電流、電壓和溫度等各類信號,快速計算目標制動力矩,再通過高精度 PWM 控制逆變器驅動電機,同時完成故障診斷和功能安全保護。
這也是 C2000 F29系列MCU非常適合線控制動、線控轉向等底盤應用的原因。它面向實時控制而設計,既有更高的 CPU 性能和確定性的中斷響應能力,也集成了 ADC、比較器、高分辨率 PWM、CAN等關鍵外設,可以支撐從信號采樣、FOC 電機控制、功率級驅動到故障保護的完整閉環。同時,相比F28系列產品,C2000 F29H859實時微控制器,集成最高3個200MHz內核,支持鎖步、隔離,適合面向汽車安全完整性等級D(ASIL-D)的功能安全設計,對于 EMB、EPS 等安全應用來說非常關鍵。


TI 的 TIDA-020106 EMB參考設計框圖及實物
盧璟指出,在進行功能安全設計時,首先需要明確系統的安全目標,例如是保障系統持續運行,還是確保在發生故障時不會對車輛及乘員造成安全風險。不同的安全目標,對系統架構和冗余設計的要求也會有所不同。
對于部分功能安全要求較高的應用場景,雙MCU架構能夠提供更高等級的冗余和安全保障;而對于其他應用,如果安全目標允許,也可以通過單MCU結合其他功能安全機制,實現相應的安全等級。因此,從TI的角度來看,功能安全架構并不存在唯一方案,更重要的是根據具體應用需求和目標,選擇最合適的系統設計。
持續推動車輛電氣化進程
電氣化進程雖然已經發展了很長時間,如今依然有大量可創新之處。

TI在電動汽車相關動力系統上的應用
盧璟舉例道,首先是動力多合一技術的發展,車企希望把更多功率相關功能集成到更少的控制器和功率模塊里,降低體積、重量和成本,同時提高效率。但各家需求不同,因此并不存在唯一一套多合一的方案。需要從客戶的系統架構需求出發,評估最適合的解決方案,包括功能集成需求、實時控制的時延要求、算力需求以及采樣與控制資源。
TI和威邁斯此次就展示了基于F29H859的6.6kW OBC和3.5kW DC-DC轉換器。F29的核心優勢在于其業界領先的實時控制性能,能夠為復雜控制環路提供高性能、低時延的控制能力。同時,相較于上一代產品,F29在軟件架構上進一步增強了對AUTOSAR等軟件生態的支持,為客戶的軟件開發和系統集成提供了更大的靈活性。另外,TI也提供基于Arm內核的實時控制MCU,為客戶提供靈活的選型空間。

基于F29H859的6.6kW OBC和3.5kW DC-DC轉換器
除了多合一之外,單級OBC也是一個重要的發力點,尤其是隨著汽車行業提質增效的大需求下,單級OBC的前景非常看好。
當前主流OBC多采用雙級架構,即前級AC/DC功率因數校正,后級DC/DC隔離變換。這種架構成熟可靠。不過盧璟也提到,單級架構對控制算法和實時控制能力提出了更高要求。單級架構并不是簡單減少一級電路。它把原來分散在 PFC 和 DC/DC 兩級里的控制任務集中到一個功率級中,對實時控制能力、PWM 調制、采樣同步、功率器件驅動和故障保護提出了更高要求。也正因此,TI 在這一方案中強調C2000 F29x實時 MCU 和 Type-5 ePWM 的作用,通過高性能實時控制和復雜 PWM 調制能力,支撐三相單級 AC/DC 變換器的閉環控制。

單級矩陣變換拓撲
如圖所示,單級矩陣變換器拓撲無需使用升壓電感和直流母線電容,但需要配置雙向開關,由于減少了一級變換,可以提升效率并減少系統尺寸。
另外,在牽引逆變器控制上,TI 還提出了最優脈沖模式(OPP)算法。傳統空間矢量脈寬調制(SVPWM)簡單成熟,但在高功率牽引系統中,開關頻率、功率器件損耗和電機諧波損耗之間始終存在取舍。OPP 的思路不是盲目提高開關頻率,而是在特定工況下重新安排開關脈沖的位置和數量,在降低功率半導體開關損耗的同時,控制電機諧波損耗。這對于高頻功率系統而言會有顯著提升,TI 官方白皮書顯示,基于 F29x MCU 的 OPP 實現,在初步高功率測試中可帶來約 0.8% 的牽引系統效率提升。OPP需要在不同轉速、負載和調制比下選擇合適的開關脈沖位置,對處理器實時計算能力、PWM發波精度以及電流/電壓采樣同步提出了更高要求,也正好體現了F29x MCU在實時控制鏈上的價值。

最優脈沖模式波形與空間矢量調制波形

集成EIS的電池管理系統(BMS)則是TI在電氣化領域中的又一項關鍵創新。作為BMS長期耕耘者,TI始終關注BMS的革新,BQ79826Z-Q1電池監測器和平衡器和BQ79881-Q1電池接線盒組監測器正是通過集成EIS引擎,提升BMS的準確度。
傳統BMS主要依賴電壓、電流和溫度三個主要參數,再結合庫侖計和算法估算SOC、SOH和安全狀態。這套方法成熟,但在磷酸鐵鋰(LFP)電池越來越普及后,局限更明顯。LFP電池電壓平臺較平,車輛長期在20%到80%區間使用時,庫侖計也容易累積誤差。
EIS提供了另一種觀察電池的方法。它通過向電芯注入交流激勵,采集電池對不同頻率信號的響應,得到阻抗特征。阻抗數據與電池內部狀態相關,可以幫助判斷荷電狀態(SOC)、健康狀態(SOH)、核心溫度、衰老狀態以及潛在異常。

EIS系統示意圖
圖中顯示典型的電池包配置,包括兩個BQ79826Z-Q1電池監測器和平衡器和一個 BQ79881-Q1電池接線盒組監測器。BQ798xx監測器包含集成的同步協議,可使電流和電壓測量保持緊密對齊,從而更大限度地減少阻抗相位誤差。激勵源可以直接由BQ798xx器件控制,也可以由直流/直流轉換器、充電器、均衡器、預充電電路或逆變器等終端設備中的現有源生成。
另外,值得注意的是2026年7月1日,新能源汽車電池安全新國標正式實施。盧璟提到,隨著新能源汽車電池安全要求不斷提高,EIS受到越來越多關注,尤其是在新國標進一步提升電池熱安全要求的背景下,應用價值更加凸顯。傳統電池監測主要依賴外部參數,而EIS能夠通過交流激勵獲取電芯內部狀態信息,為識別內部潛在風險、實現更早期故障預警提供更多數據支持。
TI的EIS方案重點放在底層硬件能力。通過在芯片內部集成激勵源,可以用小的激勵信號實現更高精度的阻抗測量,從而提升信號采集質量和系統能效,同時不影響整體的EMI及電池損耗。
不過盧璟也談到,目前,EIS仍處于持續探索和驗證階段,尤其是在車輛實際運行過程中,如何克服電機等系統噪聲對信號采集的影響,并建立更加成熟的數據模型,仍是行業面臨的重要挑戰。EIS的產業化不僅依賴硬件能力,更需要長期的數據積累、算法優化以及整車驗證。

EIS技術也可延伸至儲能系統
高功率音頻,把GaN帶進48V座艙
車內電源、功放、音頻處理和車載網絡繼續升級,尤其是高端車型開始追求沉浸式音頻,車內揚聲器數量和功率都在提升,傳統12V供電在高功率音頻系統里會遇到更高電流、更大損耗和更復雜散熱問題。
這也是48V車載功放開始受到關注的原因。盧璟提到,隨著48V電氣架構逐漸成為行業發展趨勢,車載音頻系統也正向更高功率方向發展,部分高端功放系統輸出功率已超過1kW,因此如何在48V平臺下實現高效、可靠的功放驅動,成為客戶關注的重點。
在這類高功率音頻系統中,GaN的意義不只是提高轉換效率,還在于通過更高開關頻率縮小磁性器件和散熱設計,讓48V座艙電源系統更容易在有限空間內落地。

如何實現真正的軟件定義汽車
很多時候,軟件定義汽車容易被簡單理解為空中(OTA)。但OTA只是外在結果,真正改變車企開發方式的,是軟件復雜度變高、車型周期變短,以及硬件平臺越來越集中。軟件團隊不能再等芯片、板卡和測試車全部準備好之后才開始大規模開發。
盧璟提到,近年來隨著汽車架構不斷升級、軟件復雜度持續提升,以及整車開發周期不斷縮短,數字孿生技術開始在汽車行業得到越來越廣泛的應用。一方面,中國汽車市場產品迭代速度持續加快,軟件開發與算法驗證面臨更高效率要求;另一方面,傳統依賴硬件樣機開展軟件開發和驗證的方式,周期較長,開發成本也較高。
TI基于TDA5提供數字孿生開發方案,希望讓開發者在芯片流片和硬件樣機完成之前,就提前進行軟件開發、算法調試和系統驗證。
開發人員可以把測試數據導入虛擬環境,模擬整車運行場景,對感知、決策等功能進行驗證,并及時分析和優化算法性能。這相當于把一部分驗證工作前移,讓軟件團隊不必完全等待硬件。
當然,數字孿生不會替代真實硬件驗證。盧璟也強調,數字孿生平臺并非完全替代硬件驗證,而是盡可能提高前期軟件開發和驗證的覆蓋率。大部分軟件功能和算法可以在虛擬環境中完成開發、調試和驗證,少量依賴真實硬件特性的場景,仍需在芯片流片后進行最終驗證。
這對OTA也很重要,軟件定義汽車要求車輛交付后持續更新,但每次更新都不能影響制動、泊車、ADAS等安全關鍵功能。如果每次更新都靠實車跑長周期驗證,節奏很難跟上。而虛擬ECU和數字孿生等技術,正在幫助車企把軟件驗證變成一種可擴展能力。
軟件定義汽車也會反過來推動中央計算、區域控制和車載網絡升級。盧璟提到,從TI角度看,產品演進始終源于客戶系統架構升級需求,對于軟件定義汽車而言,并不是單獨一類產品,而是一整套的方法學,把48V、區域控制、ADAS、座艙、底盤甚至三電系統重新串聯起來。
TI希望覆蓋的,是整車電子電氣架構升級的增量
汽車正在從以機械系統為核心的交通工具,變成由電源、計算、傳感、通信和軟件共同支撐的復雜系統。這輪變化對芯片廠商提出了更高要求。單顆器件性能仍然重要,但車企更需要可組合、可擴展、可遷移的系統級方案。它們關心的不只是算力,還有能效、成本、軟件生態、功能安全、開發周期以及長期供貨能力。
這也是TI過去幾年持續投入新品開發和制造能力的重要背景。汽車芯片不是消費電子式的短周期生意,平臺驗證周期長,供貨周期長,質量和穩定性要求高。一顆芯片進入整車平臺后,往往要服務多年,供應鏈的穩定程度和芯片性能本身一樣關鍵。
盧璟表示,中國始終是TI非常重要的市場,TI與中國客戶保持緊密合作,并持續圍繞行業發展趨勢進行產品規劃和技術布局。當行業向區域控制、軟件定義汽車、自動駕駛以及更高集成度和系統能效演進時,TI也相應推出支持48V系統、更高集成度MCU以及新一代車載網絡等解決方案,以滿足客戶不斷變化的系統需求。
這正是TI在汽車市場的打法。它并不押注某一顆明星芯片,也不試圖替客戶判斷唯一的技術路線,而是依靠模擬、電源和嵌入式處理能力,覆蓋整車從供電、控制、感知、通信到軟件開發的多個環節。
新能源汽車滲透率繼續提升,汽車半導體含量持續增長。TI真正想覆蓋的,不只是某個熱門應用,而是汽車電子電氣架構升級釋放出的系統級增量,這才是此次TI集中展示七大汽車方向背后的核心邏輯。
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