【導讀】新能源汽車的普及，正推動越來越多過去屬于高端車型的配置走向標配。陽光雨量傳感器（Rain & Light Sensor，RLS）便是其中之一，目前該傳感器在中國乘用車市場裝載率已經超過50%，亞太地區(qū)尤其是中國、印度等市場仍將成為未來增長的主要動力。對駕駛員日常行車來說，這款傳感器最直觀的功能就是控制車輛自動雨刮與自動大燈的啟停。
機構數據顯示，全球汽車產量已超過9250萬輛，全球電動汽車銷量超過1700萬輛，汽車智能化的快速普及正在持續(xù)推動環(huán)境感知技術的應用。2025年全球汽車雨量傳感器市場規(guī)模為55億美元，預計將從2026年的58.7億美元增長到2034年的99.3億美元，2026～2034年期間復合年增長率為6.8%?？梢哉f，市場空間很大。
不過，目前陽光雨量傳感器芯片普遍采用國際廠商方案，是國產一直以來需要突破的一塊領域。
在2026年慕尼黑上海電子展上，納芯微發(fā)布了陽光雨量傳感器解決方案NSUC183x系列，這個方案最大的特點在于提供了“AFE”“AFE+SBC”“AFE+SBC+MCU”三種不同集成度的產品形態(tài)。圍繞新產品的研發(fā)背景及技術考量，納芯微信號鏈技術市場經理王良藩向EEWorld進行了詳細介紹。
當前行業(yè)難點所在
汽車雨量光線傳感器是智能車身與輔助駕駛環(huán)境感知的重要組成部分，從最初實現自動雨刮、自動大燈控制，到如今兼顧環(huán)境光檢測、HUD 亮度自動調節(jié)等功能，其應用場景不斷擴展，裝車率也快速提升，在提升駕駛舒適性的同時增強行車安全。
從原理來看，雨量、陽光、環(huán)境光和隧道監(jiān)測等功能均基于光電檢測技術，系統(tǒng)通常由近紅外LED、光電二極管、環(huán)境光傳感器和MCU組成。
從系統(tǒng)功能來看，陽光雨量傳感器需要同時完成光信號和雨量信號兩類環(huán)境信息采集。光信號涵蓋前向光、頂部光以及HUD背光等多個檢測通道，不同光路對應擋風玻璃不同安裝位置；雨量檢測則基于光學全反射原理實現，當檢測到雨滴時可自動啟動雨刮，在車輛停放狀態(tài)下，還可聯動整車ECU自動關閉未關閉的車窗或天窗。
不過，要讓陽光雨量傳感器長期穩(wěn)定工作，在設計上存在許多難點：
第一，需要長期適應復雜的道路環(huán)境，包括高溫暴曬、隧道內外光線驟變、林蔭道路明暗交替、夜間路燈變化等場景，對光信號采集精度、動態(tài)范圍和環(huán)境適應能力提出較高要求；
第二，由于傳感器安裝于前擋風玻璃中央，僅有一個接近瓶蓋大小的安裝區(qū)域，整機空間極為有限，因此外圍芯片及無源器件數量越少，越有利于實現小型化設計。
第三，傳感器通過LIN總線與整車ECU通信，隨著車載供電架構不斷升級，對總線通信及電源防護能力提出了更高要求；
第四，整車OTA升級功能正逐步普及至陽光雨量傳感器，過去產品普遍不支持OTA，而新車型已基本提出在線升級需求，這也進一步提高了芯片在信息安全、自診斷及功能安全方面的設計要求。
針對不同需求的三種產品形態(tài)
針對上述行業(yè)需求，納芯微推出了NSUC183x陽光雨量傳感器芯片系列，形成了純AFE、AFE+SBC二合一以及AFE+SBC+MCU三合一SoC三種產品形態(tài)，覆蓋從國產替代、平臺升級到全新車型開發(fā)的不同需求。
“納芯微認為，陽光雨量傳感器最終的發(fā)展方向將是全部功能集成于單顆SoC芯片?！蓖趿挤駿EWorld強調道。既然單芯片SoC是行業(yè)的發(fā)展方向，為何納芯微沒有直接只推出三合一方案？
對此，王良藩表示，經過與多家整車廠深入溝通后，納芯微發(fā)現，目前行業(yè)仍處于從傳統(tǒng)三芯片分立架構向單芯片SoC過渡的階段，不同生命周期車型的需求差異明顯。當前主流方案仍采用AFE模擬前端、集成LDO供電的SBC系統(tǒng)基礎芯片和32位MCU三顆獨立芯片，因此產品布局需要兼顧存量車型和未來平臺。
首先，純AFE方案主要面向存量車型國產替代及VAVE降本項目，可實現引腳兼容替換，無需大幅修改原有硬件設計，幫助車企快速完成國產化導入。
其次，AFE+SBC二合一方案面向平臺升級過渡階段的項目，隨著OTA逐步普及，不同車型對MCU Flash容量存在不同需求，該方案可靈活搭配128KB或256KB Flash容量的外置MCU，兼顧不同配置及OTA需求，為過渡階段提供更高的設計靈活性。
最后，NSUC1830三合一SoC則定位于全新整車平臺，將AFE、SBC和MCU集成于單顆芯片，僅需搭配光電器件、少量阻容器件及兩路擴流三極管即可完成整機設計，大幅減少外圍器件數量，實現更小PCB面積、更低BOM成本和更少故障點，同時降低硬件開發(fā)復雜度，提升產品集成度和整機適配能力。
新產品的五大亮點
王良藩介紹，在芯片設計方面，NSUC183x圍繞雨量檢測、光信號采集、通信、電源及功能安全進行了全面優(yōu)化。
第一是LED驅動。雨量檢測采用光線全反射原理，當雨滴附著于擋風玻璃時，會破壞全反射條件，通過檢測反射光變化即可識別雨量。芯片內部集成兩路獨立LED驅動，可擴大檢測范圍、消除盲區(qū)，單路驅動電流最高可達200mA，并提供多檔可調電流配置，以適配不同透光率、不同厚度擋風玻璃的光學校準需求。同時，芯片支持多種LED發(fā)光時序配置，可避免LED驅動頻率落入可聞頻段，防止板級電容產生嘯叫。
第二是通信和供電。芯片采用納芯微自主研發(fā)并已實現大規(guī)模量產的LIN總線IP；集成40mA輸出能力的LDO，不僅為芯片自身供電，還可支持外部擋風玻璃溫濕度傳感器，為整車自動空調提供玻璃溫度數據，實現更加精準的座艙溫控。
第三是功能安全。自動大燈相關光路檢測滿足ASIL B要求，自動雨刮雨量檢測滿足ASIL A要求，因此芯片內部電源系統(tǒng)及模擬信號鏈均采用高標準安全設計。
第四是配置模式。芯片提供六路物理采集通道，可靈活配置為“4路光信號+2路雨量”或“5路光信號+1路雨量”兩種模式，方便客戶根據車型需求進行資源分配。
第五是性能。NSUC183x整條信號鏈動態(tài)范圍超過18bit，內部集成高性能放大器及Sigma-Delta ADC，可覆蓋極弱光到強烈陽光等大范圍光照變化，實現高靈敏度檢測，同時避免強光環(huán)境下信號飽和。完整信號鏈包括：光電二極管采集環(huán)境光信號，經跨阻放大器完成光電轉換，再通過可編程PGA進行增益放大，隨后送入Sigma-Delta ADC完成數字采樣，最終由MCU完成算法處理，并通過車載總線向整車ECU發(fā)送處理結果。
軟硬結合的解決方案
“陽光雨量傳感器真正的挑戰(zhàn)來自于復雜真實道路工況。例如暴曬后的強光環(huán)境、地下車庫駛出時的過曝、林蔭道路光照快速變化以及隧道進出等場景，都可能導致自動雨刮誤觸發(fā)、自動大燈頻繁切換等問題?！?/p>
王良藩表示，對此，納芯微采用軟硬件結合的解決方案。硬件層面，芯片集成環(huán)境光實時補償電路，在光照快速變化時自動修正采集誤差；軟件層面，配套濾波算法，并開放給客戶，支持客戶集成到自身的算法當中，實現更加精準的環(huán)境識別。
此外，三合一SoC集成架構也進一步提升了功能安全和故障診斷能力。芯片內部的電源、AFE及MCU可完成全鏈路閉環(huán)自檢，相比傳統(tǒng)三顆獨立芯片方案，大幅降低跨芯片故障診斷和ASIL認證難度。加之納芯微提供完整參考設計，客戶無需投入大量硬件開發(fā)資源，可將研發(fā)重點集中于系統(tǒng)邏輯及上層算法開發(fā)。
寫在最后
王良藩向EEWorld總結表示，NSUC183x系列的核心優(yōu)勢主要體現在兩個方面：一是針對行業(yè)由分立器件向高集成SoC演進的全過程，提供覆蓋不同項目階段的完整產品組合；二是依托高性能混合信號硬件與軟件算法協同，在各種復雜行車環(huán)境下實現穩(wěn)定可靠的環(huán)境光和雨量檢測，為自動雨刮、自動大燈及HUD亮度調節(jié)提供精準控制，避免誤觸發(fā)和漏觸發(fā)，持續(xù)提升用戶駕駛體驗。
