|
這幾年，汽車(chē)市場(chǎng)正在成為半導體行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)。世界各國正在制定傳統燃油汽車(chē)停產(chǎn)時(shí)間表，這標志著(zhù)新能源汽車(chē)時(shí)代將正式開(kāi)啟。與傳統汽車(chē)相比，新能源汽車(chē)所包含的電子和電力電子器件更多，預示著(zhù)半導體廠(chǎng)商將發(fā)揮更大的作用。另外，汽車(chē)自動(dòng)駕駛技術(shù)正在取得快速進(jìn)展，而自動(dòng)駕駛技術(shù)對半導體技術(shù)的依賴(lài)顯而易見(jiàn)。 羅姆半導體（ROHM）是一家具有50年歷史的日本廠(chǎng)商。它擁有從晶體材料生產(chǎn)到晶圓加工再到器件組裝的全流程半導體技術(shù)，是一家所謂的垂直整合制造商。十年以前，ROHM以消費類(lèi)電子市場(chǎng)為主要標的，而現在，羅姆的業(yè)務(wù)重點(diǎn)正在向車(chē)載市場(chǎng)和工業(yè)設備市場(chǎng)轉移，目標是在2020年這兩部分業(yè)務(wù)達到公司總體業(yè)務(wù)的一半。 近日，ROHM在北京召開(kāi)車(chē)載戰略發(fā)布會(huì )，ROHM半導體（上海）有限公司董事長(cháng)藤村雷太先生、ROHM半導體（上海）有限公司設計中心所長(cháng)李駿先生、ROHM半導體（上海）有限公司設計中心高級經(jīng)理水原德健先生和ROHM Co., Ltd. 車(chē)載戰略部車(chē)身及傳動(dòng)系統課課長(cháng)坂井善治先生就ROHM公司的經(jīng)營(yíng)策略和技術(shù)特長(cháng)進(jìn)行了講解。同時(shí)，清華大學(xué)電機系教授趙爭鳴先生介紹了SiC器件的應用研究狀況。 據介紹，ROHM在汽車(chē)市場(chǎng)的努力體現在環(huán)境、安全和舒適三個(gè)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展趨勢上，包括汽車(chē)的電動(dòng)化、LED車(chē)燈、ADAS及自動(dòng)駕駛，以及車(chē)載信息娛樂(lè )系統等方面。ROHM的車(chē)載產(chǎn)品主要有以下這些類(lèi)別： 車(chē)載娛樂(lè )信息系統
高級駕駛輔助系統（ADAS） ROHM用于A(yíng)DAS的產(chǎn)品包括聲吶用信號處理IC、攝像頭電源IC和毫米波雷達電源IC，以及傳感器用MOSFET。 車(chē)身控制模塊 ROHM的車(chē)身控制產(chǎn)品有多功能LED控制器IC+IPD，以及車(chē)內通信IC。ROHM的LED控制技術(shù)的亮點(diǎn)是，在發(fā)現對面來(lái)車(chē)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉本車(chē)的LED遠光燈，從而保證雙方的行駛安全。 面向新能源汽車(chē)的動(dòng)力傳動(dòng)：SiC技術(shù) ROHM的SiC器件是此次活動(dòng)討論的重點(diǎn)。趙爭鳴教授介紹說(shuō)，與屬于弱電的電子科學(xué)相比，電力電子科學(xué)的發(fā)展程度還相當低，理論上相當不完備，很多情況下還要依賴(lài)經(jīng)驗來(lái)摸索前進(jìn)。 目前市場(chǎng)上的功率器件還是以半導體材料為基礎，其中硅材料是主流。近年來(lái)，新的功率半導體材料受到重視，其中以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）最受矚目。 趙爭鳴教授介紹說(shuō)，與硅材料相比，SiC材料有著(zhù)顯著(zhù)的優(yōu)勢：擊穿場(chǎng)強是硅的10倍，相同耐壓下具有更低的通態(tài)電阻，相同耐壓下具有更快的開(kāi)關(guān)速度，禁帶寬度是硅的3倍，熱傳導率是硅的3倍，而且可以提供更高的電流密度，可以在高溫下運行。當然，SiC材料也有些不利的特性，例如硬度太高，不易加工。此外，SiC器件的效能與驅動(dòng)、控制、冷卻、結構、無(wú)源元件等存在緊密的關(guān)系，限制了SiC器件的潛力。 水原德健先生介紹說(shuō)，與傳統的硅材料相比，SiC材料能夠以更高的頻率運行，能承受更高的電壓，器件的輸出功率得以大幅提高。如下圖所示，基于SiC材料的MOSFET和IGBT具有高頻率和高功率的特性。 
圖1：各種功率器件的定位 更高的開(kāi)關(guān)頻率所帶來(lái)的好處是，外圍的無(wú)源器件尺寸得以大幅縮小，這樣就降低了供電系統的尺寸和成本。更高的轉化效率對散熱的要求更低，能耐受更高的工作溫度使得SiC器件更適合惡劣環(huán)境下的車(chē)載應用。 ROHM的SiC器件主要應用在新能源汽車(chē)的三個(gè)部分：車(chē)載電池充電器、牽引逆變器和降壓轉換器。自2010年開(kāi)始，ROHM已經(jīng)陸續量產(chǎn)了基于SiC材料的SBD、DMOS、功率模塊和Trench-MOS。據介紹，ROHM的SiC器件工藝不斷改善，各項性能較競品更優(yōu)。例如，其第三代SiC MOSFET采用了雙溝槽結構，該結構可緩解Gate Trench底部電場(chǎng)集中，確保產(chǎn)品的長(cháng)期可靠性并實(shí)現量產(chǎn)。
圖2：第三代SiC MOSFET采用雙溝槽結構 總結 作為一家以提供高質(zhì)量、高精度器件為宗旨的半導體廠(chǎng)商，ROHM的業(yè)務(wù)重心正在向車(chē)載應用傾斜，而基于SiC材料的功率器件是提升ROHM車(chē)載應用的重點(diǎn)技術(shù)，該技術(shù)將有助于減輕電動(dòng)汽車(chē)重量并延長(cháng)行駛距離。 |
