随着自动驾驶与智慧车辆的快速发展,汽车电子系统的复杂度与整合性日益提高。从先进驾驶辅助系统(ADAS)到车用资讯娱乐系统(IVI),再到高效能运算(HPC)与高速数据传输架构,车厂对於高精度、低延迟且高度可靠的时脉技术需求与日俱增。这样的变革,也让体声波(BAW, Bulk Acoustic Wave)时脉技术站上了车用电子的关键舞台。
BAW 是一种以压电效应为基础的高频谐振器技术,能产生 GHz 级频率并维持高 Q 值共振。相较传统石英振荡器,BAW 可整合至标准塑胶封装中,与其他积体电路共存,不仅提供更高的可靠性与效能,也具备超低抖动与极隹的抗振性。这些特性,正是实现稳定车用系统运作的关键。
在ADAS与IVI架构中,系统需处理来自摄影机、LiDAR、雷达等多元感测器的数据,并即时执行影像辨识、决策与回应。这些运算高度依赖时脉的准确度与稳定性。BAW 时脉具备 ±25ppm 的长期稳定性,以及小於 3ms 的启动时间,能在瞬息万变的驾驶环境中快速启动、准确运作。此外,其 1ppb/g 的抗振性能,已通过 MIL-STD 军规标准验证,特别适用於高震动、严苛的车用环境。
而随着汽车电子朝向区域架构与高速传输发展,例如 PCIe 6.0、Gigabit 乙太网路与 SerDes 技术的导入,对时脉精度与抖动控制的要求也随之提高。TI 的 BAW 解决方案如 LMK3H0102-Q1,即支援 PCIe 6.0 所需的100飞秒(fs)时脉抖动,实现高速传输与稳定运算同步。
BAW 不仅带来性能优势,也在车用安全标准上展现其价值。目前TI 的车用 BAW 时脉解决方案具备低 FIT 值(每十亿小时故障率),能协助系统更容易达成 ISO 26262 ASIL D 等级的功能安全要求。根据 JESD85 标准,BAW 解决方案的可靠性为石英的100倍,显着降低非预期故障机率,延长车用系统的寿命。
更重要的是,BAW 技术对空间有限的车用设计也有助益。在区域架构下,时脉树的设计更为复杂,但 BAW 相较石英最多可节省55% 的电路板空间,提供设计弹性,同时透过稳定供应链降低开发风险。
整体而言,BAW 时脉技术不仅是传统石英振荡器的替代方案,更是因应未来汽车电子化、智能化、功能安全与高效能运算需求而诞生的创新解决方案。它以高稳定性、低抖动、强环境耐受力与卓越可靠性,重新定义车用时脉标准,为迈向零碰撞的智慧驾驶愿景奠定稳固基石。