车载摄像头PMIC进入集中上新期

车载摄像头PMIC正在成为模拟芯片厂商集中布局的产品方向。

近期，MPS、纳芯微、圣邦微、芯洲科技、希荻微等公司均发布了最新的产品公告。这些产品的结构高度相似，大多集成多路Buck和一低噪声LDO，负责为图像传感器、SerDes、ISP和MCU提供多路电源。

几年前，摄像头电源通常由分立Buck和LDO完成。随着摄像头数量、像素和处理能力提高，在尺寸、效率、噪声、平台兼容性和功能安全等方面都不容易处理，因此以PMIC为代表的高集成度方案，正在成为业界主流。

早期汽车摄像头主要用于倒车影像和环视，一辆车通常搭载三至四颗。如今，前视、后视、环视、侧视、电子后视镜、DMS和OMS逐步普及，单车搭载量增加到8至12颗，部分高阶车型还会配置更多摄像头。

像素也在同步提高。200万像素摄像头仍大量用于环视和后视，前视摄像头正在加速向800万像素升级，1200万、1700万像素图像传感器也可能进入市场。更高的分辨率需要更大的传感器、更高的数据传输带宽和更强的图像处理能力，模组内部除图像传感器和串行器外，还可能增加ISP、MCU或端侧处理芯片，这就给系统功耗带来了更多的要求。

另外，在模组中不同器件的供电电压不同，一个摄像头模组内可能同时存在0.8V至3.3V多个电源轨，模拟电源、数字核心、I/O和SerDes的电流及时序要求也各不相同。高阶ADAS摄像头还需要满足功能安全，监控每一路电源状态及故障。 

供电复杂度提高后，若采用分立方案，器件尺寸和成本将显著提升。实际上，如今摄像头模组的PCB空间十分有限，可能仅有几个平方厘米，这其中还要包括电源、SerDes和图像传感器。 

高集成PMIC由此成为更合适的方案，高集成度可以显著减少外围器件和系统布线，并提升系统可靠性。

CMOS图像传感器的模拟电源轨对纹波十分敏感，Buck开关噪声、LDO抑制能力不足、负载瞬态和PCB寄生参数，都可能将干扰耦合到像素读出链路，在图像中形成横向条纹、波纹和固定模式噪声。

这类问题在夜间和低照度条件下更容易暴露。白天拍摄时像素信号较强，电源引入的小幅干扰可能被图像信号掩盖；暗光环境下，传感器会提高模拟增益，电源纹波也随之被放大。噪点、条纹或画面闪烁，问题不一定来自镜头和传感器，还极有可能是电源的问题。

因此，摄像头PMIC不能只比较数据手册中的典型纹波。完整的验证需要在暗场、高模拟增益条件下采集RAW图像，分别计算随机噪声和逐行噪声。随机噪声主要表现为无规律的像素波动，逐行噪声则会形成更容易被人眼和算法识别的固定横纹，摄像头供电设计需要保证逐行噪声远低于传感器自身的随机噪声。

为了控制这些干扰，新一代摄像头PMIC通常会加入高PSRR低噪声LDO、Buck错相控制、展频、固定高频开关和更快的负载瞬态响应。LDO主要为图像传感器模拟电源供电，Buck则负责数字核心、I/O、SerDes和处理器。各通道之间还要减少串扰，避免几路Buck同时开关时产生集中的输入电流纹波和辐射峰值。

摄像头模组功率一般只有几瓦，散热却比很多高功率电子系统更为紧张。

环视、侧视和电子后视镜摄像头通常安装在保险杠、后视镜或车身边缘，电路板被封装在塑料或金属外壳中，内部几乎没有任何主动气流散热条件。PMIC损耗增加后，热量难以及时排出，图像传感器温度也会随之上升。

CMOS传感器的暗电流、散粒噪声和热噪声都与温度相关。环境温度从25℃提高到85℃时，暗场图像中的随机彩色噪点会明显增加。摄像头PMIC的效率不只关系到整车功耗，更会影响图像传感器的画质、寿命以及长期工作稳定性。

在典型摄像头应用中，约90至130mW的PMIC损耗差异，可能对应约5至10℃的板温变化。对于气流有限的小型模组，即便只有十几毫瓦的功耗差异，也可能改变外壳尺寸、导热材料和散热结构。 

这也解释了为什么摄像头PMIC不能简单地增加更多LDO。LDO结构简单、噪声较低，但效率相对较低，散热难度增加。当前主流方案通常只保留一路低噪声LDO给传感器模拟电源，其余较大电流电源轨使用同步Buck完成转换，在噪声、效率和面积之间取得平衡。

前视、环视、DMS和电子后视镜对电源的要求并不相同。

环视摄像头分辨率和功耗相对较低，功能安全要求也可能较低；前视摄像头需要更高电流和更完整的故障诊断；DMS、OMS安装在座舱内部，有些系统直接由12V电池供电，需要应对冷启动、电池波动和较高输入电压。 

另外，不同品牌图像传感器的核心电压、模拟电压、I/O电压和上下电时序也存在差异。如果每更换一款传感器就重新选择PMIC的话，Tier 1还需要重新完成各种认证以及设计。

因此，越来越多摄像头PMIC开始集成OTP和数字接口。输出电压、启动时序、保护和I²C地址可以根据具体项目配置，同一颗芯片能够覆盖多个图像传感器和摄像头平台，通过可编程能力成为平台复用和缩短开发周期的重要条件。

MPS新推出的MPQ70340FS-AEC1采用三路Buck加一路低噪声LDO结构，输入能力和功能安全是产品的主要特点。

芯片支持最高40V输入，其中两路Buck覆盖3.5V至36V输入范围，能够用于汽车电池直供或较高电压的PoC供电架构。MPS采用双级高压降压结构，改善从12V、24V甚至更高输入直接转换到1.8V等低压电源轨时的效率和温升。特别是DMS、OMS及部分舱内传感器系统方案逐渐更多采用车载12V电池供电，而这需要PMIC能够适应冷启动、电池波动以及Load Dump等复杂工况。因此，摄像头PMIC不仅需要具备宽输入范围，还需要在高压输入条件下保持较高转换效率和良好参数性能。 

产品采用2.2MHz固定开关频率和带PLL的恒定导通时间控制，在负载快速变化时保持较快的瞬态响应。封装使用MeshConnectFlip-Chip Package倒装与对称布局，减少内部寄生参数和开关电流回路面积，目标是满足CISPR 25 Class 5要求。 

MPQ70340FS-AEC1基于MPSafe功能安全流程开发，硬件支持ISO 26262 ASIL B，集成模拟内置自检、诊断监控、窗口看门狗和Power Good等功能，同时提供欠压、过压、过流和过温保护。器件采用2.5mm×3.5mm QFN封装，面向车载摄像头、DMS和舱内传感器。

圣邦微SGM70276xQ集成三路Buck和一路高PSRR LDO，一级高压Buck支持4V至18.5V输入，第二路低压Buck最高输出2A，可为高性能SerDes、ISP或处理器供电，第三路Buck和LDO则分别覆盖图像传感器的其他电源轨。

产品采用2.1MHz固定开关频率，并加入相移和频率抖动功能。三路Buck错开开关时刻，可以减少输入端电流纹波叠加；展频则将集中的开关噪声分散到更宽频段，降低EMI峰值。

SGM70276xQ的LDO主要面向图像传感器模拟电源，在1kHz、100kHz和1MHz下的PSRR分别达到72dB、60dB和39dB。产品采用3mm×3mm TQFN封装，并通过AEC-Q100 Grade 1认证。

圣邦微的路线比较典型：保持三路Buck加一路LDO的四通道架构，将一路Buck电流提高到2A，同时利用集成相移和频率抖动技术抑制电磁干扰，解决高像素摄像头的供电问题。

芯洲科技SCT61250S将传统的三路Buck加一路LDO扩展为三路Buck加两路LDO，总共提供五路电源轨。

三路Buck的最大输出电流均为1.2A，两路LDO最高输出300mA，其中一路重点优化高PSRR和低噪声，用于图像传感器模拟电源。芯片输入范围为4V至19V，可以适配PoC供电。

五通道设计对应的是摄像头内部器件数量的增加。传统四通道PMIC通常负责传感器模拟、数字核心、I/O和SerDes。当模组增加ISP、MCU或端侧处理芯片后，往往还要外接一颗Buck或LDO。外置电源会增加PCB面积，也难以完整纳入原有PMIC的功能安全监控体系。

SCT61250S还可以根据系统负载配置为三路Buck加一路LDO，或者两路Buck加两路LDO。对于功率较低的摄像头，减少一路Buck可以少用一颗电感，进一步缩小供电面积。

芯片支持通过OTP配置输出电压和上电时序，I²C接口带PEC校验，并允许配置从机地址。产品采用3mm×3mm TQFN-20L封装，带可润湿侧翼，满足ISO 26262 ASIL B要求。 

纳芯微NSR90332XX-Q1集成三路同步Buck和一路LDO，面向图像传感器和SerDes提供完整的多路供电。芯片支持I²C和OTP，可根据不同传感器配置输出电压和上下电时序，覆盖前视、后视、环视、DMS、OMS和电子后视镜等应用。

产品重点优化了LDO噪声、多路Buck串扰和EMI。根据纳芯微披露的数据，LDO在100kHz下PSRR为60dB，输出噪声约15μVrms；三路Buck均配置展频和错相控制，降低同时工作时的辐射峰值和输入纹波。

NSR90332XX-Q1的另一个特点，是可以与纳芯微自研的HSMT SerDes配套。摄像头端可以使用NLS911x系列加串器，域控制器端使用NLS924x系列解串器，再配合摄像头PMIC和PoC相关器件形成一套供电与传输方案。

PMIC厂商掌握SerDes的动态功耗和负载变化后，可以针对Buck补偿、LDO瞬态和EMI进行联合优化。客户也不必分别调试电源和高速传输芯片，参考设计、EMC整改和故障定位都可以由同一家厂商协同完成。

希荻微HL8441集成三路高频Buck和一路低噪声LDO，Buck最高输出电流达到1.5A，开关频率为2.3MHz。

产品支持输出电压、过流、过压、欠压门限和上下电时序的可编程配置，能够适配不同品牌和不同分辨率的图像传感器。对于需要覆盖多个摄像头平台的Tier 1，可编程PMIC能够减少芯片型号数量和重复验证工作。

HL8441还强调对COB模组工艺和BI测试的支持。COB可以减少图像传感器和外围芯片的封装占用，但会改变烧录、老化和测试流程，对PMIC的配置方式和生产测试提出额外要求。

产品按照ASIL B应用需求设计，集成故障诊断和状态上报功能。 

矽力杰拥有一系列接近10款摄像头PMIC，芯片支持4V至16V输入，集成三路同步Buck和一路LDO，三路Buck分别可以提供1.5A、1.5A和1A输出，LDO最高输出300mA。

产品采用2.2MHz开关频率，集成展频功能，两路低压Buck以180度错相运行，减少通道间串扰和输入端纹波。器件采用3mm×3mm QFN封装，通过AEC-Q100 Grade 1认证。 

除了摄像头PMIC之外，矽力杰的车用PMIC也拥有较为悠久的历史，这些产品都已量产多年，经过了市场认证。

当前摄像头PMIC新品在架构上越来越接近。三路Buck加一路LDO已经成为主流，输入范围通常覆盖16V至20V，部分产品延伸到36V或40V；封装集中在3mm×3mm附近，高端产品则普遍加入ASIL B、展频、错相和可编程等功能。 

通道数量和额定电流只能反映一部分性能。能否进入量产车型，还要看具体的纹波、EMI、效率以及功能安全等级等等。 

目前，厂商已经集中解决了摄像头PMIC的供应链，这么看来，下一阶段的差距与进步不会出现在数据手册，而是在工程与量产车型中。

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