芯片改变世界 - 半导体/EDA

芯片改变世界

2020-09-17 10:46:53 德州仪器

“（开发集成电路时）我们并没有想到它将电子产品的成本降低到了百万分之一。”– Jack Kilby

当Jack Kilby于1958年在德州仪器发明首款集成电路时，他并不知道有一天此项发明能够应用在更安全的汽车、智能水表、袖珍型超声波设备以及如今人们依赖的许多其他重要应用中。

Jack Kilby无法预测在未来的几十年中，半导体技术不断创新，在降低电子产品的成本的同时缩小尺寸并提高可靠性和效率，帮助人们创造一个更美好的世界。
在德州仪器，我们满怀热情，致力于通过半导体技术让电子产品更经济实用，创造一个更美好的世界。这是工程的进步，而Jack Kilby发明的集成电路以及我们的不断创新，是德州仪器数十年来一直坚持的事。

值此庆祝芯片改变世界的62 周年之际，我们将重点关注医疗诊断改进、汽车安全和漏水检测等三项创新。

便携式超声仪普及医疗保健服务

我们的印度研发团队不断创新，在缩小集成电路尺寸的同时减少超声系统所需的集成电路数量，让客户能够负担起经济实用的便携式和连接型超声仪，让越来越多的人能够享受到更高质量的医疗保健服务。

德州仪器位于印度班加罗尔的研发中心团队在近20年来一直致力于制造越来越小巧的器件，以提高超声成像的质量并降低超声成像的成本。

医院和诊所中使用的传统超声扫描仪为推车型。目前，组件在降低功率和尺寸的同时改善了信号质量，使得超声仪器器件尺寸不断缩小，已发展为手持式电池供电的智能探头。曾经需用128个单独的组件创建32通道发送/接收前端的组件被集成到了两个集成电路中。尺寸小到可直接安装在探头中，省去了通常用于供电和进行计算的导线。

智能探头经济实用、携带方便，可由现场或急救人员携带至偏远地区，能够产生清晰、实时的内部器官图像，并可在智能手机上查看，为现场治疗提供至关重要的细节。
德州仪器位于印度班加罗尔的研发中心团队在近20年来一直致力于制造越来越小巧的器件，以提高超声成像的质量并降低超声成像的成本。

毫米波传感器提升汽车安全性

德州仪器开发出用于感应的突破性毫米波雷达技术，使汽车客户首次能够将其集成到更经济实用的汽车模型中，在全球范围内提升汽车安全性。

雷达系统已存在近一个世纪，造价高昂且主要用于军事应用。德州仪器近期开发的技术能将强大的雷达系统带入一个完全集成的微芯片中，能在汽车和许多工业领域中得到广泛应用。

德州仪器毫米波mmWave技术是我们在Kilby Labs研发中心开发的首批突破性创新之一。它是世界上更为精确的mmWave CMOS单芯片传感器。使用功率仅为同类传感器技术的一小部分，使用最小的占位面积同时可提供三倍的精确感应。

2018年底推出的毫米波雷达传感器标志着汽车雷达系统开始快速发展。更小型、性能更佳的系统为ADAS范围之外的汽车雷达新用例提供了可能性。该技术显著提高了长、短和中程雷达感应的精确性。

在ADAS范围之外，汽车工程师正在使用符合汽车标准的TI毫米波传感器来检测车辆周边的自由空间以及车门和行李箱附近的障碍物。该传感器可同时用于更智能的自动泊车、驾驶舱内侵入警报和占用检测，以便儿童在无人看管时发出警报。这些功能将通过多种方式提升车辆安全性。随着该技术的价格越来越实惠，我们将继续看到这些功能以较低的价格范围渗透到更多应用中。

超声波感应检测漏水情况，提升保护效果

德州仪器开发的经济实用的传感技术，能够检测到哪怕是最微小的水或气体泄漏。让客户能够安装高科技的水表煤气表，从而能够在检测到问题后及问题变得更严重之前进行维修，减少自然资源的浪费。

世界银行数据显示，全球每年由于输水管线的泄漏和破裂造成的水损失达8.8万亿加仑。传统水表因其带有旋转主轴或齿轮的机电系统设计只能粗略测量水流量，泄漏和破裂往往要等到数天后才能发现。但如同恒温器、电机以及许多其他日常设备和工业产品一样，流量计中的机电系统正在迅速向电子系统过渡。

超声波技术的创新正在改变许多行业，包括机器人技术、家庭自动化和节水领域。我们在高级超声感测微控制器（MSU）内部署了具有高性能模数转换器的智能模拟前端，以改善信噪比质量、克服仪表中的校准误差、测量从消防水带到少量泄漏的各类流量，并能检测湍流、气泡和其他流量异常。

超声波技术使安装在智能楼宇和智能城市中的水表能够每隔几秒就检测和定位低至单滴水量的泄漏。在这些系统中，一对沉浸式超声换能器能够测量流体中声波的速度。声波传播的速度取决于流经管道的流体粘度、流速和方向。超声波以不同的速度传播，具体取决于传播媒介或材料的硬度。

测量的精确性取决于传感器的质量、精密的模拟电路和信号处理算法。声学或超声换能器是压电材料，可将电信号转换成数百千赫兹的相对高频率的机械振动。通常情况下，1-2 MHz范围内的一对超声换能器必须经过匹配和校准，才能精确测量流量。它们构成了流量计成本的重要组成部分。传感器系统必须以极低功率运行，以确保电池15-20年的使用寿命。

德州仪器先进的超声波感应MCU系列包括独特的模拟前端和算法，可显著提高精确性，同时降低总体成本和功耗。我们的流量计量架构通过利用高性能的模拟设计、先进的算法和嵌入式处理，来减少对昂贵的超声波换能器的需求。

我们满怀热情，致力于创造一个更美好的世界

我们致力于通过半导体技术让电子产品更经济实用，创造一个更美好的世界。而超声波水表、袖珍型超声机和用于提高汽车安全性的TI毫米波雷达传感器只是我们众多努力中的三个示例。我们满怀热情，是因为我们继续引领集成电路的进步。每一代创新都建立在上一代创新的基础之上，使我们能够生产出更小巧、更实惠、更快速并且更低功耗的出色产品，从而实现半导体在电子产品领域的广泛应用。

这就是工程的进步。这就是我们过去数十年来一直在做的事情。

关键词：德州仪器集成电路半导体

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