一文了解英飞凌的“芯“版图

PSoC™家族是英飞凌在MCU领域的代表性产品之一，这是英飞凌在2020年收购赛普拉斯后新增的系列，在消费电子、家电、智能家居、工业和汽车等领域均有广泛的应用，今年正值英飞凌PSoC 面世20周年。PSoC微控制器是基于ARM  Cortex -M处理器、高性能可编程模拟模块、基于PLD的可编程数字模块、可编程互连和路由以及 CAPSENSE™ 的可编程嵌入式系统级芯片解决方案。

据英飞凌介绍，目前PSoC主流的两个系列是PSoC 4的单核C10系列和PSoC 6为物联网应用设计的双核架构系列。在此次展会上，英飞凌分别展出了PSoC™ 4 MAX先锋研发板和PSoC™ 6 WiFi-BT先锋研发板。

PSoCTM 4 MAX先锋研发板

PSoC™ 6 WiFi-BT先锋研发板

PSoC 4具有灵活和可扩展的低功耗功率混合信号架构，从功能上来看，PSoC 4更适合于做一些小应用的合成，如一些人机交互、小型的马达控制等，这些应用对算力的要求没有那么大，就可以把运算器和比较器全部集成在MCU里。如下图是基于英飞凌PSoC 4 MCU的接近式感应，感应距离可达10cm，还具有防水功能。

下图是是英飞凌FOC矢量控制变频电机平台，它是目前基于MCU产品PSoC 4的电机控制方案，目前主要应用在一些空调、冰箱、洗衣机这样的家电领域。英飞凌还可以提供完整的解决方案，包括底层的一些电机算法如FOC、底层MCU内部的硬件模块。

而PSoC 6系列则可以针对一些新型的物联网应用，如对算力需求越来越高的指纹识别、语音解码等应用。而且PSoC 6中具有CAPSENSE™触摸感应技术，所以PSoC 6系列除了可以做触摸按键这种形式的产品，还可以做触控滑条，提供很好的人机交互体验。

下图就是应用了PSoC 6的英飞凌智能门锁方案，它把触摸按键、指纹算法，以及开关锁功能等全部都集成在一个芯片，大大简化了设计，节约了BOM成本。

此外，英飞凌还展示了其汽车MCU的产品。主要有两大家族，分别是AURIX和Traveo。

Traveo主要是支持图形类数字仪表，下图是英飞凌基于Traveo™II单片机的12.3寸数字液晶仪表，与SoC方案相比，Traveo™II主要有两大优势：一是成本低，二是它的启动速度非常快，可以做到开机秒起。

在传感器方面，英飞凌模仿人的五官，打造了一系列的传感器产品矩阵。

毫米波雷达和ToF传感器可以当做是人类的眼睛。本次展会英飞凌带来了两款3D ToF图像传感器，分别是英飞凌基于3D ToF的人脸识别+驾驶员监控系统和基于3D ToF的乘客监控系统，他们均符合ISO26262标准。在汽车上主要有这四大应用场景：1）通过Face ID识别身份信息给车辆解锁，2）通过DMS系统对驾驶员进行监控，3）通过OMS系统对乘客的监控，例如物品遗留等等，4）车外盲点的检测。英飞凌的ToF传感器能够为汽车提供一个非常安全、可靠、方便的服务。

除了在汽车领域的应用，英飞凌的ToF传感器还可以应用于物联网（IoT）和机器人等领域。在IoT领域，随着AR、VR、元宇宙概念的兴起，ToF传感器越来越开始开辟出更多的用武之地。

在毫米波雷达方面，英飞凌此次重点展示了其毫米波雷达芯片，所谓毫米波雷达，是指发射毫米波信号，再接收毫米波信号，然后通过MCM把原始数据传到电脑上面。那么它主要的应用有哪些呢？一个是可以在智能音箱中实现非接触式的、实时的睡眠呼吸监测，它的视角达到120度的范围；再就是毫米波雷达芯片亦支持隔空手势控制，目前demo有上挥手、下挥手、左挥手、右挥手四个手势的识别，距离分辨率大约有3.75厘米多，功耗60毫瓦。

利用毫米波雷达芯片进行睡眠呼吸监测

利用毫米波雷达芯片进行手势识别

麦克风可以起到人耳的作用。下图是英飞凌的汽车声视系统解决方案。目前，大多数ADAS都基于摄像头、雷达或者激光雷达，目标物体必须在系统的识别视线范围内，为了应对这一挑战，英飞凌与合作伙伴共同开发了高级传感解决方案，该解决方案将XENSIV ™ MEMS麦克风添加到现有传感器系统，它可以提取车辆周围的环境信息，把声音信号变成电信号，能让车辆“看到”拐角，井提醒车辆注意隐藏在盲区中的移动物体。如果说摄像头和雷达是汽车的“眼睛”，那么英飞凌的这款硅麦克风将成为汽车的“耳朵”。据英飞凌介绍，该产品的信噪比很高，能够把噪音压到极低，从而增加对声音信号感知的灵敏度。

气体传感器可以作为人的鼻子。下图是英飞凌的氢气传感器样品展示，该传感器以及被广泛应用在工业和汽车领域，尤其是燃料电动汽车和电动汽车BMS系统。它主要有两大作用：一方面，对于氢能源应用来说，从最开始的制氢、输氢、加氢到用氢，所有的环节都离不开氢气，这款氢气传感器可以探测是否有氢气泄漏。另一方面，氢气传感器也可以通过检测电动汽车电芯里分解出的氢气量，可以进行热失控检测。

下图是英飞凌的co2go二氧化碳传感器，它使用的是XENSIV™ PAS CO2传感器，具有体积小巧，测量准确，安装方便等优点。

除此之外，下面是英飞凌电流传感器demo，它可以根据需要检测的电流大小，范围不同，分为两类，一类就是检测的电流比较小的时候，可以让电流从芯片内部流过去。另外一类是被测电流比较大，芯片无法承受的情况，那么就可以让电流流经线路板上的导线，芯片贴在导线的上方，还是检测线路板上的这条导线周围的磁场。

英飞凌的角度传感器可以实现360°的角度测量，15位绝对角度误差输出能实现0.01°的分辨率，系统自校准能实现全温度区间全寿命周期最大1°误差。

在功率半导体领域，英飞凌从传统的硅材料到第三代半导体材料SiC和GaN均有布局，产品覆盖的功率从几瓦到几千瓦。过去多年以来，英飞凌在硅（Si）IGBT方面一直领先，其基于EDT2技术HybridPACK™ IGBT模块，是目前全行业的标杆。但对SiC和GaN的重视则让他们在功率分立器件领域的路走的更为宽阔。

SiC功率器件是英飞凌的经典产品，英飞凌有全系列的CoolSiC分立器件，英飞凌的CoolSiC™品牌已是业内最大的工业功率半导体应用产品组合。在此次展台上，英飞凌展示了碳化硅分立器件的几种分装形式。

此外，英飞凌还展出了SiC功率模块，如下图所示的是1200V 4毫欧的SiC MOSFET。

基于这些不同材料的器件，英飞凌推出了多款高效的电机驱动系统，包括用于汽车主驱的HybridPACK™Drive 750V/950A产品，有硅IGBT和SiC MOSFET两种，所对应的耐压级别和功率不同。还有一些隔离型驱动产品，如下图所示，是英飞凌的EiceDriver系列隔离型驱动产品，它的优势主要在于易于设计，且具有很高的性价比，传输延时较小。

基于英飞凌高性能的WiFi+蓝牙连接方案，英飞凌在展台上展出了照片打印机、数码相框、智能音响、智能照明、智能笔等多个解决方案，这些方案尽显各自的优势。

对于物联网行业来说，制约其大规模普及很重要的一个因素是安全的顾虑。所以近几年英飞凌从硬件的角度来解决物联网安全的问题。其核心就是公司主推的独立硬件安全芯片，主要是OPTIGA™ Trust系列，这些产品主要是可以做一些IP保护，譬如一些装在手机电池中、生物识别支付卡、无线充电模块等的安全芯片。

OPTIGA™ Trust安全芯片

无线充电设备配件

一个小小的展台不足以显示英飞凌的“芯”产品全貌，但足以让你我知晓英飞凌“芯”版图的强大。紧跟低碳化和数字化转型大势，发力未来出行、物联网、高能效三大领域，英飞凌的解决方案将大放异彩。

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