车轮下的革命：如何让汽车更智能、更安全？

当英伟达、高通这些企业致力于为硬件打造聪慧大脑的时候，也有芯片厂商关注到，另一个“汽车传感芯片”这个赛道。这其中，“无线传感芯片”的问世更是帮助智能车变得更轻便、更敏感。毕竟，一辆传统汽车上装有100个传感器，线束的长度可达到五公里，是仅次于发动机和底盘的重量级配置。而普遍行业内的认知是，未来一辆汽车上面可能会有超过5000块芯片。一旦汽车电子电气架构设计更加集中式，操作系统趋向于智能手机化，那么身先士卒地，便是实现芯片与传感器的无线化。

好在，在今天，这已经不是梦想。

当无线传感芯片碰上智能汽车

“电动车自燃”是车厂最不愿听到的消息之一，也是影响很多车主购买电动车意愿的原因之一。为了防止其出现，GB38031《电动汽车用动力蓄电池安全要求》规定，电动车必须在电池包发生热失控前5分钟发出预警信息。目前预警的方法和必要有效手段包括采集电芯的电压，温度，电池包的气体压力，浓度等信息做组合分析。

以此看来，电池需要被安装上“眼睛”与“耳朵”。与此相应的是无线BMS传感芯片的出现。以往的电池被通过“菊花链”方式串联起来，但是一旦某处连接出现问题，整个系统都有瘫痪风险，而且难以修复；况且电线的存在也使得电池组的摆放分布十分受限，难以增加更多传感器，装配也更加复杂。

而无线BMS传感芯片能够在保证电池安全的同时，让车厂更容易添加和删除网络中的新节点，增加了监测温度、电流的传感器，帮助每辆汽车减少10m以上的导线以及1kg的连接器，让结构件的独立性更强。

另一个得益于无线传感芯片的案例是汽车的TPMS（Tire pressure monitoring system，压力监测系统）。当汽车的轮胎漏气或进入低气压状态，车胎更容易变形，路况不好的时候，车身还会剧烈抖动。

对于车载无线传感芯片行业的创业企业琻捷电子来说，车载TPMS芯片是其创业之后致力于研发的第一款产品，它可以在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。它所使用的蓝牙TPMS取代了传统的433MHz频段，集成了BLE 5.0的协议功能，首先的优势便是不再需要传统的433MHz接收机而简化了硬件成本。琻捷不仅是国内唯一一家实现TPMS芯片前装量产的公司，而且在蓝牙胎压芯片的研发上走在国际前沿，琻捷是全球第一家实现蓝牙胎压芯片单芯片解决方案的设计公司。如此一来胎压系统不再需要额外的激活与匹配工作，蓝牙跳频系统的具备高精度压力传感与高稳定性、超低功耗的特点，也让传输减少了同频干扰。

实际上，无线传感芯片还能让汽车上本没有“眼睛”与“耳朵”的功能变得敏感起来。例如，传统汽车的车载空调基本没有压力传感器，随着智能汽车与新能源汽车对车载空调的智能化逐渐有了需求，只要搭载上USI通用传感芯片，空调就可以提高能耗效率，把更多的电量用来续航而非制热或者制冷上。同样的道理，USI通用传感芯片也可以让进入光线明显道路的汽车自动关闭车灯，在突然下雨的天气自动开启雨刷器。

除了更为确保汽车安全的“雪中送炭”功能之外，无线传感芯片也能“锦上添花”地使智能车变得更加聪慧与诱人。

在特斯拉推出基于蓝牙开发的“数字钥匙”，即通过手机而非钥匙来打开车门之后，很多智能汽车纷纷跟随。琻捷所推出的基于BLE协议的数字钥匙就能让用户摆脱传统的车钥匙。还有新的倒车雷达功能，由于搭载了超声波芯片，激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等融合起来，驾驶员可以站在车外 5 米使用手机控制泊车。

实际上，琻捷拥有包括上述功能的六个产品线：电池包传感监测芯片（含无线BMS）、TPMS 芯片、USI通用传感芯片、车载蓝牙芯片、无线传感控制芯片与车载电源管理芯片。除了一些芯片已经开始前装之外，从2015年创业至今，经过多次迭代，特斯拉、比亚迪等品牌的智能汽车也逐渐配置了琻捷的芯片。琻捷是第一家实现车规级电池包传感监测芯片（含无线BMS）和TPMS芯片量产出货的国产芯片供应商，由于电池包传感监测芯片已经进入量产，市场接受程度较高，而获得了高增速的营收。

幸运的蓝海

琻捷电子创始人李梦雄很早便看到了无线传感芯片与智能汽车结合的前景。在前东家传感器厂商Sensata工作时，他所负责的部门负责汽车传感芯片的设计。尽管在10年前，很多人眼中“智能汽车”仍可望而不可及，但它的潜在颠覆性使得李梦雄躬身入局，决定创办一家“基于PMF（Product Marketing Fit）”而生的企业。他认为，他与团队既要能够跳出来看到整个市场的机会和大趋势，又要能够跳进去找到具体的实现路径和连接点。

如今无线传感芯片行业的许多玩家都是BLE协议的坚定支持者。实际上，不同种类的车载无线传感芯片可以公用相似的底层架构，就像一栋房屋，无论是居住楼，商场或是博物馆，本质上都是由砖墙砌成一样。

车规级BLE在汽车上的应用

无线传感的三个环节为信号的感知，处理与传输。信号在被感知之后，模拟到数字转化器上成为数字信号，被芯片内嵌的MCU（Micro computer unit）统一处理，再通过彼此能够识别的协议而进行传输，而行业最新采用的便是BLE协议。BLE所代表的高精度压力传感、高稳定性与超低功耗足以支持很多细分芯片的开发，例如琻捷的数字钥匙与TPMS 芯片（胎压监测）都利用BLE来实现。

如果将一款芯片的设计比作搭乐高，可以将技术模块组合起来并节省成本，那么以往一款车载芯片在3-5年时间才能问世的情况即将被改善。而由于琻捷此前的积累较多，2020年之后，有些芯片产品已经可以在两年之内开发完成。

但无线传感芯片与智能汽车的结合，何以获得如此关注呢？2019年上海车展上，华为轮值CEO徐直军提到，如果错过了智能汽车的十年，就相当于错过了一个时代。这句话精准概括了李梦雄对这个市场的极度看好。他认为，在整车保有量中，智能汽车的渗透率一定会越来越高。此外，人工智能、新能源、电气化，这些象征着未来趋势的关键词恰恰汇集到了智能汽车的概念中。

业内专家曾提到，传统的燃油车有将近2000块芯片，新能源车的芯片将超过3000块，很可能达到惊人的5000块，且其中的传感芯片有望超过25%，而且国产化率目前极低，因此市场将大幅度突破。这似乎预示了车载芯片厂商的前景。

尽管市场前景不错，对创业者来说，时间成本仍然是需要跨越的。

一款芯片从被定义，根据用户需求进行设计，到芯片验证，量产前的测试，再到客户导入、量产交付，再加上整个生命周期的追踪反馈，种种流程所涉及的周期很长，堪比需要多次临床测试的新药研发行业。另一个与新药相似的特点是，车载芯片同样涉及到人们的生命安全，它的可靠性往往优先于它的性能，所有验证都要形成闭环，一旦被确认足够稳定与安全，最终才有机会大批量生产。

创业者们争分夺秒，希望将科技创业向量产推进一步，再推进一步。好在，造车新势力的升腾，更加完备的产业链与行业环境，将汽车像“玩具”那样创造的十足想象力，使得无线传感芯片玩家们更快地“卷”了起来，也更快地获得了行业的认可。

智能汽车产业的Tier 1（一级供应商）与OE（整车厂商本身）都明确了自己对无线传感芯片的需求。如今看来，汽车行业从传统的封闭系统和分销体系转变为充分竞争的市场，无线传感芯片厂商的直接与间接上下游伙伴也将变得更加多元化。

同时，这些企业还乘上了另一阵东风——全球芯片短缺。2018年开始，新能源汽车潮开始爆发，由于在中国为主的新兴市场发展极快，直接导致了两年后的芯片短缺。同时，半导体行业本身也有着5-8年的行业存储量周期，这使得2021年的芯片短缺尤其严重。

以2015年入局的琻捷为例，由于身份是创业公司，产品的导入花了比大厂更长的时间，不少厂商都犹豫于是否花费人力成本、工程能力去将它导入到自己的系统中。但由于无线传感芯片市场的玩家不多，这个细分的芯片市场反而没有面临较大的芯片短缺问题。行业之中的另外几家大厂拥有不错的储备量，反而使得行业对这个细分产品的接受程度逐渐上升，并越发被车厂所重视。再加上近几年有大厂自认为在细分芯片的产品布局上已经落后于创业公司，选择性地退出这个赛道，这对于希望凭借技术优势后来居上的创业者来说，并非不是一个利好消息。

对于车载无线传感芯片厂商来说，四轮车是“车”，两轮车也是“车”，两轮电动车也有望被新技术改造。在它们看来，两轮车同样需要增设“眼睛”与“耳朵”来保护司机的安全。以电源管理为例，两轮电动车的电压范围会随电瓶转换而改变，此时，电源管理芯片就能提供更智能的解决方案。

随着一些行业玩家逐渐拿到融资，它们也将继续投入研发。琻捷创始人李梦雄就希望将资金用在以无线BMS解决方案为主的研发升级上，他希望再进一步，推出单一芯片的解决方案。

可以预想，在帮助产品变得更加安全可靠，从而切实得到好处之后，智能汽车所搭载的芯片也将更新换代，更多无线传感芯片将投入量产。