Niet alleen de chipmachines van Nederlandse bodem gaan de hele wereld rond, maar ook de chips zelf: NXP Semiconductors N.V. maakt onder meer halfgeleiders voor de automotive industrie. De afgelopen jaren boekte het Eindhovense bedrijf grote vooruitgang met zijn radartechnologie voor deze industrie.
R&D is doorgaans een onderneming van de lange adem. Aan de meeste R&D-projecten wordt dan ook vele jaren gewerkt, waarbij de uitkomst van tevoren allerminst vaststaat. Naar aanleiding van de R&D Top 30 lichten we in de reeks “R&D-projecten uitgelicht” enkele bijzondere R&D-projecten uit.
“Enkele jaren geleden zijn we erin geslaagd om een radarchip te maken op de standaard CMOS-technologie”, vertelt Kees Gehrels. Hij is verantwoordelijk voor innovatie en business development op het gebied van radartechnologie bij NXP. “Dat drukt de kosten van deze chips enorm, want CMOS is in de industrie een standaard technologie.”
Deze ontwikkeling heeft het voor NXP mogelijk gemaakt om meerdere functies op één chip te plaatsen. Gehrels: “Daardoor zijn de chips goedkoper, minder foutgevoelig en energie-efficiënter.” Dat laatste is erg belangrijk, want radarsensoren zitten in auto’s doorgaans achter de bumper, waar het moeilijker is om warmte af te voeren.
Voorheen hadden auto’s met radartechnologie radarsensoren met elk meerdere chips: een om een signaal uit te zenden, een om het signaal te ontvangen en soms nog enkele andere chips voor bijvoorbeeld signaalverwerking. De radarchips van NXP voeren al deze taken in hun geheel uit, op een frequentie van 76 tot 81 GHz, over afstanden tot 300 meter.
Dat is ruim voldoende om ze in te zetten in de systemen waarvoor ze het meest worden gebruikt: adaptive cruise control (ACC) en autonomous emergency braking (AEB). Gehrels: “Ze zijn enorm effectief; in steden reduceren deze systemen het aantal kop-staartbotsingen met 45%.”
Radarchips zijn in de automotive volledig geïntegreerd. Gemiddeld heeft een auto tegenwoordig 1,3 radarsensoren aan boord, stelt Gehrels. “Veertien van de vijftien grote automotive-fabrikanten gebruiken onze radarchips.”
De ontwikkeling van de radarchips op CMOS-technologie was er een van de lange adem, legt de NXP-man uit: “In 2012 begon de R&D ervan; in 2018 gingen we voor massaproductie.” Dat betekent echter niet dat de radarchips zijn uitontwikkeld. Gehrels: “Eerst heb je een doorbraak en daarna voeg je constant verbeteringen aan toe: kleine features, een efficiënter energiegebruik, enzovoorts.”
Een ander punt dat telkens verbeterd wordt is de zogenoemde interference mitigation, die moet voorkomen dat het radarsysteem van de ene auto het systeem van de andere auto stoort. Omdat het aantal auto’s met radarsystemen op de weg toeneemt, wordt dit een steeds belangrijker aspect.
Ook werkt NXP al hard aan de volgende generatie chips voor radarsystemen: Dolphin. Gehrels: “Daarbij hebben we de complete radarprocessing geïntegreerd op één chip. Dus is er geen aparte processorchip meer nodig.”
Dat de vraag naar chips in de automotive industrie alleen maar toe zal nemen, is volgens Gehrels wel duidelijk: “Momenteel zitten er in de nieuwe auto’s op fossiele brandstoffen gemiddeld zo’n duizend chips; voor elektrische auto’s ligt dat aantal rond de drie- à vierduizend.” En met de opkomst van zelfrijdende auto’s zal die vraag alleen maar harder toenemen. En dan zijn er ook nog andere toepassingen voor dit soort chips denkbaar, zoals in verkeerslichten. En wie weet wat in de nabije toekomst nog meer.
