筆者再次來到美國加州硅谷，開始為期一周的***總部技術探秘之旅。5天內共采訪了Maxim（美信）、Analogix（硅谷數模）、Arteris、Lattice（萊迪斯）、Mentor Graphics（明導）、Silego、Silicon Image和GEO等8家半導體廠商，并聆聽了一場Gartner關于物聯網市場和技術的演講。

　　首先還是看看筆者每次來硅谷時用以判斷半導體行業發展狀態的“汽車數量指數”晴雨表吧。所到幾家廠商總部的停車場內，基本都停滿了員工們的各種座駕。之前在國內從多種渠道了解到，美國經濟已經恢復上升趨勢，半導體行業景氣指數也在不斷攀升。這次親眼驗證了上述說法。

　　下面將分篇介紹本次硅谷技術探秘的所見所聞

　　汽車電子篇

　　老牌Maxim模數全能

　　第一天采訪的Maxim和最后一天采訪的GEO都有汽車電子業務。不同的是，Maxim是一家有著30年歷史的老牌半導體廠商，年營收達24億美元，每年研發資金約5億美元。汽車電子業務主要是電源管理、ADAS（高級駕駛輔助系統）和信息娛樂系統等的模擬、混合信號解決方案。而GEO只有5歲，汽車電子主要關注幾何圖形處理和視頻處理。由于是初創型公司，所以年收入沒有對外公布，不過，據了解，這幾年的研發投入共約1億美元。巧的是，兩家公司還有些淵源。2012年，剛成立3年的GEO***了Maxim的數字視頻IC部門。

　　Maxim汽車電子解決方案部門執行總監Kent Robinett（見圖1）指出，未來5年內，車載CD播放器將會落伍，駕乘者的車內信息娛樂體驗將會趕上移動互聯終端那樣的體驗；駕駛輔助功能將成為所有乘用車的標配，這有助于把交通事故率減少50%。此外，美國交通管理部門要求，2018年，乘用車必須安裝倒車影像監控系統；LED車燈將繼續實現品牌差異化，這對環境和安全有著積極意義。

　　圖1 Maxim汽車電子解決方案部門管理團隊成員。執行總監Kent Robinett（左二）、執行總監Jon Horner（左一）、總監Farhad Farahbakhshian（右一）、高級業務經理Ben Landen（右二）。

　　對于汽車信息娛樂系統，1997年之前第一代的成本只有幾美元，1998~2006年第二代的成本曾飆升到了上千美元，2007~2010年第三代的成本回落到了幾百美元。隨著顯示、射頻前端、ECU、3G/4G無線通信及云計算的發展，2011年之后第四代汽車信息娛樂系統的成本將進一步下降到幾十美元甚至更低。

　　另據Strategy Analytics對英美車主的一項調查結果，消費者非常渴望擁有車上裝有ADAS系統，不過，他們認為ADAS目前的價格太高而不愿購買。預計2017年，各種不同類型ADAS產品的市場規模將增長到近9000萬套。現在面臨的技術挑戰是，要能在低成本線纜上無壓縮地傳送百萬像素的數據，而且有很好的EMC性能。

　　Robinett透露，針對高清中控和后排顯示，及ADAS等車載信息娛樂系統，他所領導的汽車電子方案部門最新推出了3.12Gbps多媒體串行鏈路（GMSL）SerDes芯片組。其特點是，可使屏蔽雙絞線和同軸電纜兼容，并降低同軸電纜50%的成本和重量；線纜傳輸距離為15m；采用專利的全雙工串行傳輸架構；片上擴頻時鐘，可降低EMI，因而不需要外部擴頻時鐘。

　　對車載顯示器、LED背光燈及抬頭顯示系統（HUD），帶高壓DC/DC控制器和電池分離功能的四通道LED驅動器MAX16813，最多可驅動4串高亮度LED燈。其特點是，減少了EMI噪聲，拓寬了動態范圍，同時，在關斷時，可使電池漏電流降到最低。

　　汽車儀表盤和信息娛樂系統的電源管理方面，含有3個大電流DC/DC轉換器的MAX16993，可節省50%以上的電路板面積，并減少AM頻段噪聲，降低EMI輻射。

　　對于喜歡在車上用USB為智能手機和平板電腦等移動終端充電的人們，DC/DC轉換器MAX16984可用汽車電池進行安全可靠的充電。在移動終端剩余電量40%的情況下，充電30分鐘，MAX16984方案比市場現有的標準方案可多充8%（見圖2）。據了解，目前針對的是USB2.0，正在開發支持USB3.0的方案。

　　圖2 采用MAX16984的充電方案與市場現有標準方案的比較

　　新兵GEO專攻視頻處理

　　筆者本次采訪的其他廠商都有自己的一座或幾座辦公樓，其中Lattice的辦公樓旁還有一個長條狀、蜿蜒曲折的水池，環境甚好。

　　而GEO由于是初創型公司，與那些財大氣粗的豪門或準豪門不能攀比，現在過日子還得算計著花，錢要用到研發的刀刃上，所以只能暫時蝸居在合用辦公樓的半層。因為面積小，不帶大會議室，在演講和接受采訪時，也是在臨時租的公用會議室里。不過，這并沒有妨礙它擁有世界級的獨創技術。

　　GEO董事長兼CEO Paul M.Russo（見圖3）表示：“視頻所在之處就有我們的機會。”據他介紹，公司現有2個芯片平臺：不帶CODEC的eWarp，適于攝像、抬頭顯示系統和投影系統應用；eWarp+CODEC的CloudGEO，適于云、物聯網、可穿戴設備上的攝像機。

　　圖3 GEO董事長兼CEO Paul M.Russo

　　Russo透露，2款40nm工藝的芯片已出樣片，并將在2014年3季度量產。

　　GEO現有的50個客戶中，不乏像索尼、夏普、松下、日立、飛利浦、博世、霍尼韋爾等全球知名品牌，中國的海信也位列其中。據悉，比亞迪很可能成為其在汽車領域的客戶。目前，云攝像機、安防監控、智能電視和投影儀客戶的產品都已上市，汽車類客戶的產品將在2014年稍晚時間上市。

　　市場研究機構Techno Systems Reserch的報告顯示，未來5年，每輛汽車中可能會有多達8個攝像頭。2014年，車用攝像頭和抬頭顯示芯片的市場規模約為3億美元，2018年將達到9.4億美元。

　　該報告認為，美國高速公路安全管理局（NHTSA）和歐洲新車碰撞測試（EuroNCAP）的汽車安全法規將推動車用攝像頭市場快速增長。預計2014年，車用攝像頭的市場規模約為5290萬個；2018年，總數約1.077億個。這期間的年平均復合增長率約為24.4%。

　　2014年，所有本田和Acura車型將全部安裝攝像頭單元。日本松下、索尼、韓國現代摩比斯（Hyundai Mobis）和加拿大麥格納（Magna）4家一級供應商在車用攝像頭市場占了近半壁江山，其中松下占全部市場的1/5。

　　GEO的可編程eWarp處理器平臺支持任意尺寸圖形像素實時變換，可起到多個獨立幾何校正的作用，如鏡頭畸變校正，全景拼合圖像，取代物理調節的校準，及ePTZ的實時潘傾斜和變焦（pan tilt and zoom）。還有，對于180°以上的超廣角魚眼鏡頭，GEO的無內容損耗（Zero Content Loss）1080p全高清60fps視頻畸變校正專利技術，可進行實時圖像變換計算。上述技術分別如圖4~6所示。

　　圖4 GEO可編程eWarp處理器在汽車攝像頭系統中的應用（1）

　　圖5 GEO可編程eWarp處理器在汽車攝像頭系統中的應用（2）

　　圖6 GEO可編程eWarp處理器在汽車攝像頭系統中的應用（3）

　　目前汽車中的前后左右4個VGA攝像頭系統，可被一塊eWarp處理器芯片的圖像變換功能取代（見圖7）。例如，可用于自動泊車系統。該技術最開始被用于高端SUV車型，現在已逐步進入轎車中。

　　圖7 采用一塊eWarp處理器芯片的全景俯視系統

　　抬頭顯示技術最初用在美國和法國的軍用和民航飛機上。后來，通用汽車擁有了該技術在汽車上的專利，目前，專利已經公開。1988年，該技術首次選裝在通用汽車的Cutlass Supreme（超級短劍）車型上。

　　GEO和Techno Systems Reserch預計，2014年，抬頭顯示系統的市場規模約為350萬套。2016年將出現快速增長，約860萬套。2018年將上升到1510萬套。這期間的年平均復合增長率約為22.7%。

　　2014年，寶馬將在大部分車型中配置抬頭顯示系統。通用汽車也將擴大裝配的車型種類。奔馳將調整市場戰略，2014年秋季，在S和C級車型中配置抬頭顯示系統。日本精機（Nippon Seiki）、矢崎（Yazaki）、美國江森自控（Johnson Controls）、德國大陸（Continental）和日本電裝（Denso）分別占據了抬頭顯示系統傳統一級供應商的前五位。由于需求大，市場前景極為看好，松下、博世和現代摩比斯也正在擠入一級供應商陣營。

　　抬頭顯示系統目前面臨的挑戰包括：成本非常高，每套約1200~1500美元，這限制了它的市場普及度，因此只能用在部分高檔汽車里。用于投影顯示的前風擋玻璃較特殊，這使抬頭顯示系統的成本又增加了上百美元。此外，高清顯示和投影面積的擴大使圖像畸變問題更加凸顯。

　　前面提到的GEO可編程eWarp處理器和視頻畸變校正專利技術，能同時校正風擋玻璃和短距光學微投影器產生的各種圖形畸變。還可以電子調節風擋上的圖像位置，這樣就不會因為駕駛員的身高而影響水平視角。如圖8~10所示。

　　圖8 GEO的自動校準技術

　　圖9 可編程eWarp處理器的幾何處理

　　圖10 可編程eWarp處理器和視頻畸變校正專利技術，能同時校正風擋玻璃和短距光學微投影器產生的各種圖形畸變，不會因為駕駛員的身高而影響水平視角。

　　另外，針對云、物聯網、可穿戴設備上的攝像機，GEO的GC6500（Raptor2）解決方案可提供eWarp實時像素處理引擎；支持最多8個獨立視頻流的編解碼，每個感興趣區域（ROI）都是獨立的；高動態范圍影像信號處理器（ISP），壓縮與視頻處理流水線等，及硬件參考設計和軟件架構。

　　同時，GC6500和GW3xx方案均支持180°和360°魚眼鏡頭；可編程eWarp引擎支持多視角流，畫中畫，多個鏡頭的影像合成；單獨流的獨立視角等。優勢是，消費者或用戶只用一個攝像頭即可，而沒必要再用多個攝像頭。