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国内唯一车规级TPMS芯片量产 琻捷电子单挑英飞凌

日期:2018-05-23

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【导读】:TPMS芯片市场一直以来被国外厂家商英飞凌NXP、GE垄断,而我国此前在这一块是空白的,但是不久前,国内唯一车规级TPMS芯片量产,他就是 宁波琻捷电子,他是怎么做到的呢?

什么是TPMS,它是轮胎压力监测系统,采用无线传输技术,利用固定于汽车轮胎内的高灵敏度微型无线传感装置在行车或静止的状态下采集汽车轮胎压力、温度等数据,并将数据传送到驾驶室内的主机中,以数字化的形式实时显示汽车轮胎压力和温度等相关数据,并在轮胎出现异常时(预防爆胎)以蜂鸣或语音等形式提醒驾驶者进行预警的汽车主动安全系统。从而确保轮胎的压力和温度维持在标准范围内,起到减少爆胎、毁胎的概率,降低油耗和车辆部件的损坏。

据统计显示,目前我国高速公路上70%的交通事故为轮胎气压引起,46%为爆胎,爆胎引发的重大交通事故占全部交通事故的35%,在美国交通事故为轮胎气压问题引发的比例高达80%。引发爆胎的原因比例为,轮胎气压过高占20%,轮胎气压不足占57%,其它才占23%,行车时速在160公里以上时发生爆胎,死亡率接近100%,可以说爆胎是目前汽车交通事故的重大杀手之一!

TPMS强制安装带来井喷市场

而TPMS技术此前在我国是空白的,完全以来进口,2017年3月沪蓉高速的一起交通事故曾导致了56辆车连环相撞,伤亡人数达到了100多人。这起事故的关键原因就是因为一辆大货车爆胎导致连环追尾事故的发生。


蓉夏高速车祸现场图片

下面是以120公里行进的轿车爆胎情况

在全球范围,有鉴于爆胎引发汽车严重事故,各国纷纷出台政策强制给汽车安装TPMS系统,TPMS就是汽车轮胎压力监测系统(TIre Pressure Monitoring System)简称,主要用于在汽车行驶中对于轮胎温度及压力进行自动监测,针对轮胎漏气、低气压、高气压和高温进行自动报警,可以有效防止爆胎事故的发生!目前的汽车安全措施如ABS、ESP、安全气囊等都是“事后被动”型,即在事故发生后才起到保护人身安全的作用。而TPMS属于“事前主动”型,即在轮胎出现危险征兆时及时报警,驾驶员便可立即采取措施! 下图是各种立法强制安装TPMS的时间,我国将在2019年强制执行TPMS系统。

按照计划,从2019年1月1日起,中国市场所有新认证乘用车必须安装 TPMS,2020年1月1日起,所有在产乘用车车开始实施强制安装要求。强制政策的推出将带来我国TPMS系统的爆发。 2016年,我国新产汽车中TPMS的装配率约为20%,强制政策的出台意味着最迟于2021年中国新产汽车TPMS的渗透率将达到100%。 TPMS芯片作为TPMS胎压监测系统的上游配件,其市场需求也将快速提升。 2016年我国乘用车产量为2442万辆,我们假设中国乘用车产量每年7%递增,并假设TPMS装配率逐年提高,预计2021年中国汽车市场TPMS芯片需求量将达1.37亿片!


根据乘用车产量预估 TPMS 装配量和 TPMS 芯片需求

TPMS系统主要分为发射端和接收端,其中发射端主要包括ASIC芯片/MCU、MEMS传感器、RF/LF天线、锂亚电池等核心组件。传统上,能将ASIC芯片/MCU、MEMS传感器和天线整合为一个完整TPMS方案的只有NXP、英飞凌两家,现在,一家本土IC也可以提供完整方案了,它就是宁波琻捷电子(SENASIC)。

琻捷电子(SENASIC)方案介绍

琻捷电子(SENASIC)是一家专注于汽车级传感器芯片设计与销售的高科技公司。公司由几位复旦海归校友2015年创立,创始团队在车规级传感器芯片领域有多年的技术积累。公司以汽车传感器芯片作为切入点,在自主专利技术基础上,实现了高性能,低功耗,低成本的解决方案。汽车轮胎压力传感器芯片产品目前已经量产出货。在5月18日召开的第八届松山湖中国IC创新高峰论坛上,琻捷电子CEP 李梦雄博士指出琻捷电子是目前国内第一家,也是唯一一家汽车轮胎压力传感器芯片供应商。

他指出琻捷电子的SNP70X已经在去年10月通过车规认证,目前已经量产30万颗,并获得汽车前装订单。整个芯片采用24脚LGA封装,大小为5*5*1.9毫米

SNP70X集成了压力、温度和加速度传感器,休眠电流小于250nA产品寿命大于10年;在发射功率为7.5dBm条件下芯片整体电流小于7mA,并且发射功率从5dBm到10dBm可选;支持125KHz低频唤醒、激活,压力测量精度在-40℃到125℃范围里面达到±5kPa,温度测量精度在-20℃到70℃范围里达到±1.5℃。支持低频烧录支持轮胎定位。

该芯片功能框图如下



李梦雄指出SNP70X的核心处理单元采用8051 单片机,芯片大小2.3平方毫米、工作温度范围是-40度到125度,封装尺寸为6mm*5mm,是目前全球市场上实现量产的汽车轮胎压力传感器芯片(TPMS)里面尺寸最小的。

琻捷电子公司从汽车轮胎压力传感器芯片作为切入点,在自主专利技术基础上,168天就完成了芯片原型设计仿真,SNP70X经过了586天的可靠性测试和认证,底层固件更新进行了12版,并经过了126天严苛道路测试,先后通过了AEC-Q100车规芯片认证和模组级路测验证。

李梦雄博士表示继2018年实现SNP70X量产后,公司将于2019年推出下一代汽车智能化轮胎压力传感器芯片,进一步提升现有产品的通信效率并降低功耗;并将于2020年推出汽车通用传感器系列芯片。

目前琻捷电子提供多种开发板方便客户进行TPMS系统开发。

这是TPMS发射器和显示部分。

在电影《肖申克的救赎》里有一句经典台词“ It comes down to a simple choice - get busy living or get busy dieing.人分两种,要么忙着活,要么忙着死”李博士将die对应为芯片中的切割裸片,因此将这句经典台词修改为“人分为要么忙着活, 要么忙着做芯片。”倒也很应景,反应了目前我国热火朝天的芯片产业现状。

“我们的方案性能与国外产品相当,尺寸更小,关键是价格还便宜20%!”他强调。我想英飞凌或者NXP看到这里一定会睡不着觉了。希望本土芯片在细分领域越来越强

转自电子发烧友 作者:肖青梅

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