Melexis深耕汽车领域:10颗芯片打进每辆新车,ToF解决方案再度升级

2018-12-15 MELEXIS

Melexis(迈来芯)是一家以启发工程为信念,始终坚信工程技术价值,坚持走科技创新之路的高科技公司。自从1988年在比利时成立,历经三十年艰苦努力,Melexis已发展成为一家拥有1500多名员工、业务范围涵盖14个国家/地区的跨国企业。凭着对科技研发的无限热忱,Melexis不仅跻身全球五大顶级汽车半导体传感器供应商之列,更成为电动机传动、汽车联网及无线通信专用集成电路领域的领导者。


如今,全球生产的每辆新车平均搭载10颗Melexis芯片。Melexis更是瞄准了潜力无限的自动驾驶汽车市场,推出了QVGA飞行时间(ToF)芯片组及其评估套件EVK75123。通过应用专利技术,建立全新战略伙伴关系,鼓励工程团队推动技术发展,从而不断提高产品性能和成本效益,最终使ToF技术在汽车应用领域全面普及。


麦姆斯咨询邀请Melexis参加今年12月21日将在深圳会展中心举办的『第二十五届“微言大义”研讨会:激光雷达技术及应用』。在此之前,麦姆斯咨询采访了Melexis亚太区域销售与应用总监陈俊和光学传感器市场经理Gualtiero Bagnuoli,对这家全球顶级汽车半导体传感器供应商有了更加深入的了解。


采访对象:

Melexis亚太区域销售与应用总监陈俊(左)、光学传感器市场经理Gualtiero Bagnuoli(右)


Melexis专注利用半导体和传感器IC打造创新型解决方案。Melexis是全球最大的芯片供应商之一,致力于向汽车、工业、医疗和消费品行业提供各种芯片。公司总部位于比利时,目前已在全球19个地区设立了办事处,拥有员工1500余名。 

技术创新并非闭门造车,需要与客户密切沟通,在充分了解客户需求和关注点的基础上,设计出契合客户需求的产品。这种以客户为导向的创新模式是我们取得成功的基础,我们的产品非常契合客户的需求与预期。

在企业文化层面,Melexis致力于在实践中不断探索总结,打造和谐的工作环境,鼓励员工积极进取、追求卓越、兼顾生活、开拓未来。我们的最终目标是与员工携手努力,共同创建美好未来。公司上下齐心协力,共同推动公司发展,塑造企业文化,杰出的员工与团队紧密联系在一起,最终取得丰硕的成果。


汽车行业是我们销售收入的主要来源,如今,我们已经成为这一领域的技术引领者。30多年来,我们不断为客户提供多样化的IC产品,同时我们的研发团队坚持创新,研发出诸多新型的智能IC和传感器元件。我们的传感解决方案包括磁性传感器MEMS传感器(如压力传感器TPMS传感器红外传感器)、传感器接口IC光电子单点线性阵列传感器以及飞行时间(ToF)技术。Melexis的驱动器IC产品系列包括先进的直流和无刷直流电机控制器LED驱动器FET预驱动器IC。同时,我们在元件有线(如 LIN、SENT)及无线(如RKE、RFID)桥接领域积累了丰富的专业知识与经验,确保元件之间可以清晰快速地进行通信。


展望未来,我们仍将不懈努力,不断提高汽车、卡车及非公路车辆的安全性、可靠性和节能性。我们的IC解决方案已经广泛应用于电动汽车领域,帮助实现无人驾驶和汽车内部定制系统。


除汽车行业外,我们的业务范围还涵盖智能家电、智能家居、工业和医疗等诸多领域。Melexis不仅关注技术,更注重技术赋予人类生活的积极影响。

我们典型的产品和应用包括风扇驱动器(空气调节系统、服务器机架)、温度传感器(微波、人体感应)、电子罗盘、位置传感器(操纵杆)、锁存器和开关(白色家电)、工业电机控制器等。


Melexis传感器产品组合展示


我们了解到Melexis在2015年的销售额突破4亿欧元大关,比2010年翻了一番。2018年上半年的销售额也达到2.811亿欧元,与2017年同期相比增长12%。您认为近几年Melexis的高增长态势动力主要来自哪些领域? 


2018年第一季度的主要增长动力是压力传感器、温度传感器、锁存器和开关传感器以及我们的嵌入式照明产品。此外,我们的磁性位置传感器销售状况依旧保持良好势头。近期,Melexis推出了新一代单片磁性传感器系列,可为包括动力传动执行器、踏板和换档杆在内的汽车应用提供强大的绝对位置传感功能。现代车辆(尤其是电动汽车和混合动力汽车)的电气化程度日益提高,杂散磁场干扰愈发严重,我们的创新成果可以有效抑制杂散场干扰。这充分展现了Melexis的持续创新能力,Melexis有能力帮助客户应对各种新的挑战,使产品性能不断提升。


Melexis在今年年初曾宣布计划在未来五年内,扩建其在保加利亚首都Sofia(索菲亚)和法国Corbeil-Essonnes(科尔贝-莱索讷)的工厂。能谈谈Melexis在全球的芯片生产和测试基地的分布情况,以及未来的扩产计划吗?


Melexis分别在伊珀尔(比利时)、索菲亚(保加利亚)、科尔贝-埃索讷(法国)、埃尔福特(德国)和古晋(马来西亚)设有制造工厂,各所工厂均具备研发、制造、测试工程和质量保证能力。

最近,我们进一步拓展了在伊珀尔、索菲亚、科尔贝-埃索讷地区的业务,以期为提升研发、物流和制造能力并最终实现全球增长计划而助力。这些投资不仅能够带来资源和产能的增长,还能确保我们建立起高效配合、协调一致的供应链,以便更好地为客户提供服务。我们启发性工程的价值正在逐渐受到客户的认可。至于我们的未来扩产计划,暂时无法对外披露,敬请谅解。


Melexis在2017年推出了QVGA ToF芯片组(MLX75023MLX75123)及其评估套件EVK75123,可提供汽车级(-40℃至+105℃)和工业级(-20℃至+85℃)两种等级。首先,请您讲解下该ToF芯片组的功能及技术指标吧。


EVK75123是ToF芯片组MLX75023和MLX75123的评估套件。这款全新的芯片组支持全QVGA分辨率的实时3D成像,并具有无与伦比的日光鲁棒性。评估套件是在此芯片组基础上打造的一款完备的3D相机,可直接连接到电脑上显示和记录深度图像数据,同时还支持直接访问大量配置设置。


EVK75123是一款模块化即插即用平台,客户可根据需求进行定制。评估套件由四个垂直堆叠的PCB板组成(从上到下依次为:照明板、ToF传感器板、接口板和处理器板)。可通过外部FPD-Link III通信电缆将板间连接旁路,从而将顶部两块PCB板与底部两块PCB板分离。基于Windows系统的图形化用户界面可实时直观呈现深度图像,以及进行基本的数据记录、分析和配置。同时提供了MATLAB SDK和C API方便客户进行软件开发。评估套件具有极高灵活性,设计人员可针对具体应用进行必要的系统定制开发。

EVK75123适用于手势识别、驾驶员监控和行人/障碍物检测等各种汽车应用。  

MLX75123 ToF配套芯片和MLX75023 ToF传感器芯片组设计用于改进ToF摄像头设计并最大程度减少组件数量,使器件具有日光鲁棒性并能够在宽温度范围内运行。MLX75023是光学飞行时间(ToF )传感器阵列。该传感器具有基于DepthSense®技术的320 x 240(QVGA)飞行时间像素。在典型应用条件下,这种独特设计可实现高达120 klux的背光抑制。该传感器具有高速输出,帧率高达600帧/秒,可用于跟踪快速移动的物体。MLX75123可控制 MLX75023 ToF传感器和照明单元。它内置高速ADC,可转换模拟传感器数据并支持感兴趣区域、可配置时序、统计和诊断以及可编程调制等系统功能。ToF传感器采用小型玻璃BGA 晶圆级封装形式,而ToF配套芯片采用紧凑型7mm x 7mm ELP封装。

EVK75123的主要优势:

- MLX75023和MLX75123 ToF芯片组
- QVGA分辨率
- 120 klux日光抑制
- VCSEL光源(发射角为60°或 110°)
- 调制频率最高达40MHz
- 距离和置信度数据(最高60 FPS时)
- Visualizer、C API和MATLAB SDK
- 尺寸:80mm x 50mm x 35mm


汽车级ToF图像传感器芯片MLX75023采用了SoftKinetic的DepthSense成像技术,请您详细介绍下该技术情况,以及贵司与SoftKinetic的合作情况吧。SoftKinetic被索尼(Sony)收购之后,对你们的合作是否有影响?


2015年,Melexis与索尼达成合作协议,共同面向汽车行业开发基于ToF技术的产品。Melexis已经取得DepthSense ToF传感器技术(由索尼收购的SoftKinetic公司开发)的使用许可,并将继续与索尼合作拓展这项技术。双方通过此次合作开发的ToF图像传感器产品已在索尼世界一流的晶圆厂投入生产。此次合作将帮助Melexis打造面向手势识别和车内监测领域的解决方案,更好地为全球客户服务。

索尼卓越的ToF图像传感器技术与我们在汽车传感器领域多年的专业知识和经验形成优势互补,为ToF技术的持续发展提供了全新的卓越平台。此项创新技术将极大改变驾驶员与汽车的互动方式,并进一步提高汽车的主动安全性。


近些年,索尼(Sony)、松下(Panasonic)、英飞凌(Infineon)、意法半导体(ST)和德州仪器(TI)等传感器大厂也在ToF图像传感器方面展开布局,这一方面表明ToF前景非常光明,另一方面也增加了市场竞争。针对上述情况,Melexis如何根据自己产品情况(特性和优势)实施发展战略,并制定了哪些市场销售策略呢?


相比其他厂商,Melexis的重心在汽车领域,致力提供市场上最完整的汽车ToF传感器产品组合,并于11月13日推出第二代ToF传感器并发布了一款颠覆性的VGA器件,两款产品在性能和成本方面为行业树立了新的标杆,凭借全面的性能积极优化车内监测系统。



再请您介绍下ToF芯片组评估套件:EVK75123,它如何加速客户的三维相机/摄像头产品设计?


此芯片组支持全QVGA分辨率的实时3D成像功能。评估套件是在此芯片组基础上打造的一款完备的3D相机,可直接连接到电脑上来显示和记录深度图像数据,同时还支持直接访问大量配置设置。评估套件提供60°和110°视场角(FOV)两种版本。


ToF芯片组评估套件EVK75123(左:60°FOV,右:110°FOV)


由于采用模块化结构,工程师可以根据需要选择模块。例如,他们可以将传感器板(包含 ToF 芯片组)与其他硬件模块结合使用,或者也可以将其作为独立模块使用。处理器板可以根据需要放在远离传感器板和照明板的位置。Melexis还提供预安装有必要工具和代码的轻型虚拟机,开发人员在设计相机时可直接在Melexis EVK上编写、编译及部署自己的固件和应用软件。

在传感器和传感器接口IC技术方面,我们积累了丰富的专业知识,能够为实现3D成像系统提供所需的先进芯片,产品拥有出色的日光稳定性,并能应对高温环境。这款新的芯片组和相应的评估板为快速开发下一代ToF 3D相机/摄像头设计提供了现成的完整全集成化解决方案。


迈来芯于11月13日推出了第二代ToF传感器,并发布了一款颠覆性的VGA器件,这两款产品在性能和成本方面为行业树立了新的标杆。这是对Melexis开创性飞行时间产品组合的有力补充,有效巩固了公司在这一高科技领域的领导地位,更好地满足了汽车客户对先进ToF传感解决方案的需求。

相比上一代产品,全新的MLX75024 ToF QVGA传感器灵敏度提升了一倍,同时分辨率 (320像素x 240像素)和环境光耐受能力仍保持原有的行业领先水平。因此,该传感器支持在较低亮度下运行或将所需照明功率降低至少30%,耗电量降低50%,而系统效率却得到进一步提升,并且由于发热情况得到改善,摄像头也可以采用更为紧凑的设计。全新可选的增益特性使设计人员能够在照明功率、精度和环境光耐受能力之间实现权衡。得益于上述改进,在低光照条件下和一米距离外的SNR比原先提升了两倍。该传感器还有一大改进,集成了片上温度传感器,可以降低系统尺寸和成本。为支持最新的MLX75024 QVGA ToF传感器,Melexis专门开发了MLX75123BA ToF配套芯片,相比前代配套芯片其前端噪声情况改善了三倍。配套芯片用于配置像素增益等参数,同时支持像素合并功能,能够简化低分辨率应用中的硬件和软件配置。此外,使用一颗MLX75123BA即可同时为两颗MLX75024传感器提供支持,进一步降低了系统成本、复杂性以及双ToF摄像头的整体尺寸。


Melexis的第二代ToF传感器MLX75024

(左:芯片正面,右:芯片背面)


未来,Melexis将继续开发电流传感器等产品和LIN RGB解决方案,为推进汽车电气化和汽车内部定制化贡献力量,同时利用ToF传感器创新成果打造ADAS解决方案,并借助风扇驱动器等技术在相邻市场中寻找商机。

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