車用功率元件滿足車規(guī)為首要任務(wù)

【導(dǎo)讀】美國電動(dòng)車大廠Tesla在電動(dòng)車市場開始突破重圍后，全球電動(dòng)車市場開始彌漫著一股相當(dāng)樂觀的氣氛。但電動(dòng)車仍然背負(fù)著節(jié)能減碳的環(huán)保使命，如何讓能源可以更有效率，成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的一大考驗(yàn)，再加上人身生命安全必須放在第一位作為考量，電動(dòng)車雖然前景樂觀，但就系統(tǒng)層面上仍然有很多挑戰(zhàn)要面對(duì)。

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附圖 ： 為了能將系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)降至最低，若在晶圓檢測時(shí)出現(xiàn)問題，放棄整片晶圓也是必要的。
 

ROHM(羅姆半導(dǎo)體)臺(tái)灣設(shè)計(jì)中心技術(shù)部副所長林志升便談到，廣泛來看，電動(dòng)車的電源管理不能只單看逆變器、馬達(dá)控制與電池管理等系統(tǒng)，電動(dòng)車各個(gè)系統(tǒng)都會(huì)有處理器、微控制器、系統(tǒng)介面與環(huán)車影像等各方面都需要供電，這方面的電源管理效率其實(shí)也是產(chǎn)業(yè)界需要重視的地方。事實(shí)上，扣除逆變器與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不談，電動(dòng)車大多的系統(tǒng)都是由直流電來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此DC/DC元件或是LDO(low dropout regulator;低壓差線性穩(wěn)壓器)的表現(xiàn)，就成了系統(tǒng)整體功耗高低的關(guān)鍵。

就直流電的電源設(shè)計(jì)上，由于近年來的制程技術(shù)不斷提升，DC/DC元件的整體表現(xiàn)已經(jīng)相當(dāng)優(yōu)異，因此LDO的能見度就相對(duì)的不是那么高。但林志升也表示，以ROHM本身為例，LDO在待機(jī)情況下，其靜態(tài)電流就遠(yuǎn)低于DC/DC元件，若車體在靜止不動(dòng)的情況下，若打算將整體功耗降至最低，LDO就是絕對(duì)不可或缺的元件。像是免鑰匙啟動(dòng)功能、時(shí)鐘、汽車導(dǎo)航的資料備份與防盜系統(tǒng)等，都會(huì)是LDO可以發(fā)揮的空間。但相對(duì)的，在系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)作狀態(tài)時(shí)，DC/DC的效率表現(xiàn)則會(huì)遠(yuǎn)高于LDO，所以端看實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境，DC/DC與LDO都有其市場需求。

而回歸到電動(dòng)車與混合動(dòng)力車的市場，依照功率需求所需要的元件種類也會(huì)有不同的差異。以英飛凌的元件類產(chǎn)品定位而言，3kW(含)以下的范圍會(huì)以MOSFET擔(dān)綱主要角色，來到了6kW(含)以下的區(qū)間就由IGBT來負(fù)責(zé)，6kW到100kW就由功率模組來負(fù)責(zé)，而依照功率大小的不同，英飛凌也有對(duì)應(yīng)的功率模組來因應(yīng)。

英飛凌科技亞太區(qū)首席工程師暨總監(jiān)陳添寶談到，盡管英飛凌在汽車功率元件的解決方案相當(dāng)完整，但車用與工業(yè)領(lǐng)域的元件要求有著不小的差距。他直言，在晶圓尚未進(jìn)入切割階段前，英飛凌便會(huì)進(jìn)行晶圓檢測，只要有某一晶粒出現(xiàn)問題，整片晶圓就會(huì)報(bào)廢棄之不用，乍看之下，雖然看似可惜，不過為了能夠符合車用規(guī)格與考量到人身安全，這樣的處置的確有其必要性。除此之外，前置時(shí)間(Lead Time)也會(huì)拉長至六個(gè)月，與工業(yè)領(lǐng)域的三個(gè)月，有著不小的落差。林志升也補(bǔ)充說明表示，AEC-Q100的確是車用電子領(lǐng)域相當(dāng)重要的規(guī)范，不過端看實(shí)際的需需求為何，不見得所有的系統(tǒng)都要符合這樣的規(guī)范，只要客戶有需求，提供符合的車規(guī)元件并不是問題。

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