德州儀器：芯片改變世界

來源：德州儀器

“（開發(fā)集成電路時）我們并沒有想到它將電子產(chǎn)品的成本降低到了百萬分之一?！报CJack Kilby

當Jack Kilby于1958年在德州儀器發(fā)明首款集成電路時，他并不知道有一天此項發(fā)明能夠應(yīng)用在更安全的汽車、智能水表、袖珍型超聲波設(shè)備以及如今人們依賴的許多其他重要應(yīng)用中。

Jack Kilby無法預測在未來的幾十年中，半導體技術(shù)不斷創(chuàng)新，在降低電子產(chǎn)品的成本的同時縮小尺寸并提高可靠性和效率，幫助人們創(chuàng)造一個更美好的世界。

在德州儀器，我們滿懷熱情，致力于通過半導體技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟實用，創(chuàng)造一個更美好的世界。這是工程的進步，而Jack Kilby發(fā)明的集成電路以及我們的不斷創(chuàng)新，是德州儀器數(shù)十年來一直堅持的事。

值此慶祝芯片改變世界的62 周年之際，我們將重點關(guān)注醫(yī)療診斷改進、汽車安全和漏水檢測等三項創(chuàng)新。

便攜式超聲儀普及醫(yī)療保健服務(wù)

我們的印度研發(fā)團隊不斷創(chuàng)新，在縮小集成電路尺寸的同時減少超聲系統(tǒng)所需的集成電路數(shù)量，讓客戶能夠負擔起經(jīng)濟實用的便攜式和連接型超聲儀，讓越來越多的人能夠享受到更高質(zhì)量的醫(yī)療保健服務(wù)。

德州儀器位于印度班加羅爾的研發(fā)中心團隊在近20年來一直致力于制造越來越小巧的器件，以提高超聲成像的質(zhì)量并降低超聲成像的成本。

醫(yī)院和診所中使用的傳統(tǒng)超聲掃描儀為推車型。目前，組件在降低功率和尺寸的同時改善了信號質(zhì)量，使得超聲儀器器件尺寸不斷縮小，已發(fā)展為手持式電池供電的智能探頭。曾經(jīng)需用128個單獨的組件創(chuàng)建32通道發(fā)送/接收前端的組件被集成到了兩個集成電路中。尺寸小到可直接安裝在探頭中，省去了通常用于供電和進行計算的導線。

智能探頭經(jīng)濟實用、攜帶方便，可由現(xiàn)場或急救人員攜帶至偏遠地區(qū)，能夠產(chǎn)生清晰、實時的內(nèi)部器官圖像，并可在智能手機上查看，為現(xiàn)場治療提供至關(guān)重要的細節(jié)。

德州儀器位于印度班加羅爾的研發(fā)中心團隊在近20年來一直致力于制造越來越小巧的器件，以提高超聲成像的質(zhì)量并降低超聲成像的成本。

毫米波傳感器提升汽車安全性

德州儀器開發(fā)出用于感應(yīng)的突破性毫米波雷達技術(shù)，使汽車客戶首次能夠?qū)⑵浼傻礁?jīng)濟實用的汽車模型中，在全球范圍內(nèi)提升汽車安全性。

雷達系統(tǒng)已存在近一個世紀，造價高昂且主要用于軍事應(yīng)用。德州儀器近期開發(fā)的技術(shù)能將強大的雷達系統(tǒng)帶入一個完全集成的微芯片中，能在汽車和許多工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

德州儀器毫米波mmWave技術(shù)是我們在Kilby Labs研發(fā)中心開發(fā)的首批突破性創(chuàng)新之一。它是世界上更為精確的mmWave CMOS單芯片傳感器。使用功率僅為同類傳感器技術(shù)的一小部分，使用最小的占位面積同時可提供三倍的精確感應(yīng)。

2018年底推出的毫米波雷達傳感器標志著汽車雷達系統(tǒng)開始快速發(fā)展。更小型、性能更佳的系統(tǒng)為ADAS范圍之外的汽車雷達新用例提供了可能性。該技術(shù)顯著提高了長、短和中程雷達感應(yīng)的精確性。

在ADAS范圍之外，汽車工程師正在使用符合汽車標準的TI毫米波傳感器來檢測車輛周邊的自由空間以及車門和行李箱附近的障礙物。該傳感器可同時用于更智能的自動泊車、駕駛艙內(nèi)侵入警報和占用檢測，以便兒童在無人看管時發(fā)出警報。這些功能將通過多種方式提升車輛安全性。隨著該技術(shù)的價格越來越實惠，我們將繼續(xù)看到這些功能以較低的價格范圍滲透到更多應(yīng)用中。

超聲波感應(yīng)檢測漏水情況，提升保護效果

德州儀器開發(fā)的經(jīng)濟實用的傳感技術(shù)，能夠檢測到哪怕是最微小的水或氣體泄漏。讓客戶能夠安裝高科技的水表煤氣表，從而能夠在檢測到問題后及問題變得更嚴重之前進行維修，減少自然資源的浪費。

世界銀行數(shù)據(jù)顯示，全球每年由于輸水管線的泄漏和破裂造成的水損失達8.8萬億加侖。傳統(tǒng)水表因其帶有旋轉(zhuǎn)主軸或齒輪的機電系統(tǒng)設(shè)計只能粗略測量水流量，泄漏和破裂往往要等到數(shù)天后才能發(fā)現(xiàn)。但如同恒溫器、電機以及許多其他日常設(shè)備和工業(yè)產(chǎn)品一樣，流量計中的機電系統(tǒng)正在迅速向電子系統(tǒng)過渡。

超聲波技術(shù)的創(chuàng)新正在改變許多行業(yè)，包括機器人技術(shù)、家庭自動化和節(jié)水領(lǐng)域。我們在高級超聲感測微控制器（MSU）內(nèi)部署了具有高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器的智能模擬前端，以改善信噪比質(zhì)量、克服儀表中的校準誤差、測量從消防水帶到少量泄漏的各類流量，并能檢測湍流、氣泡和其他流量異常。

超聲波技術(shù)使安裝在智能樓宇和智能城市中的水表能夠每隔幾秒就檢測和定位低至單滴水量的泄漏。在這些系統(tǒng)中，一對沉浸式超聲換能器能夠測量流體中聲波的速度。聲波傳播的速度取決于流經(jīng)管道的流體粘度、流速和方向。超聲波以不同的速度傳播，具體取決于傳播媒介或材料的硬度。

測量的精確性取決于傳感器的質(zhì)量、精密的模擬電路和信號處理算法。聲學或超聲換能器是壓電材料，可將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)百千赫茲的相對高頻率的機械振動。通常情況下，1-2 MHz范圍內(nèi)的一對超聲換能器必須經(jīng)過匹配和校準，才能精確測量流量。它們構(gòu)成了流量計成本的重要組成部分。傳感器系統(tǒng)必須以極低功率運行，以確保電池15-20年的使用壽命。

德州儀器先進的超聲波感應(yīng)MCU系列包括獨特的模擬前端和算法，可顯著提高精確性，同時降低總體成本和功耗。我們的流量計量架構(gòu)通過利用高性能的模擬設(shè)計、先進的算法和嵌入式處理，來減少對昂貴的超聲波換能器的需求。

我們滿懷熱情，致力于創(chuàng)造一個更美好的世界

我們致力于通過半導體技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟實用，創(chuàng)造一個更美好的世界。而超聲波水表、袖珍型超聲機和用于提高汽車安全性的TI毫米波雷達傳感器只是我們眾多努力中的三個示例。我們滿懷熱情，是因為我們繼續(xù)引領(lǐng)集成電路的進步。每一代創(chuàng)新都建立在上一代創(chuàng)新的基礎(chǔ)之上，使我們能夠生產(chǎn)出更小巧、更實惠、更快速并且更低功耗的出色產(chǎn)品，從而實現(xiàn)半導體在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

這就是工程的進步。這就是我們過去數(shù)十年來一直在做的事情。

審核編輯 黃昊宇