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車用功率元件 滿足車規為重點要求
 

【CTIMES/SmartAuto 姚嘉洋 報導】   2013年10月14日 星期一

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隨著美國電動車大廠Tesla在電動車市場開始突破重圍後,全球電動車市場也開始瀰漫著一股相當樂觀的氣氛。不過,儘管如此,電動車仍然揹負著節能減碳的環保使命,如何讓能源可以更有效率,成了系統設計時的一大考驗,再加上人身生命安全又必須放在第一位作為考量,電動車雖然前景樂觀,但就系統層面上仍然有很多挑戰需要面對。

為了能將系統風險降至最低,若在晶圓檢測時出現問題,放棄整片晶圓也是必要的。Source:investors.nxp.com
為了能將系統風險降至最低,若在晶圓檢測時出現問題,放棄整片晶圓也是必要的。Source:investors.nxp.com

ROHM(羅姆半導體)台灣設計中心技術部副所長林志昇便談到,廣泛來看,電動車的電源管理不能只單看逆變器、馬達控制與電池管理等系統,電動車各個系統都會有處理器、微控制器、系統介面與環車影像等各方面都需要供電,這方面的電源管理效率其實也是產業界需要重視的地方。事實上,扣除逆變器與馬達驅動系統不談,電動車大多的系統都是由直流電來進行驅動,因此DC/DC元件或是LDO(low dropout regulator;低壓差線性穩壓器)的表現,就成了系統整體功耗高低的關鍵。

就直流電的電源設計上,由於近年來的製程技術不斷提升,DC/DC元件的整體表現已經相當優異,因此LDO的能見度就相對的不是那麼高。但林志昇也表示,以ROHM本身為例,LDO在待機情況下,其靜態電流就遠低於DC/DC元件,若車體在靜止不動的情況下,若打算將整體功耗降至最低,LDO就是絕對不可或缺的元件。像是免鑰匙啟動功能、時鐘、汽車導航的資料備份與防盜系統等,都會是LDO可以發揮的空間。但相對的,在系統進入運作狀態時,DC/DC的效率表現則會遠高於LDO,所以端看實際的應用環境,DC/DC與LDO都有其市場需求。

而回歸到電動車與混合動力車的市場,依照功率需求所需要的元件種類也會有不同的差異。以英飛凌的元件類產品定位而言,3kW(含)以下的範圍會以MOSFET擔綱主要角色,來到了6kW(含)以下的區間就由IGBT來負責,6kW到100kW就由功率模組來負責,而依照功率大小的不同,英飛凌也有對應的功率模組來因應。

英飛凌科技亞太區首席工程師暨總監陳添寶談到,儘管英飛凌在汽車功率元件的解決方案相當完整,但車用與工業領域的元件要求有著不小的差距。他直言,在晶圓尚未進入切割階段前,英飛凌便會進行晶圓檢測,只要有某一晶粒出現問題,整片晶圓就會報廢棄之不用,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,前置時間(Lead Time)也會拉長至六個月,與工業領域的三個月,有著不小的落差。林志昇也補充說明表示,AEC-Q100的確是車用電子領域相當重要的規範,不過端看實際的需需求為何,不見得所有的系統都要符合這樣的規範,只要客戶有需求,提供符合的車規元件並不是問題。

關鍵字: 電動車  直流電  交流電  LDO  DC/DC  Tesla  ROHM  Infineon(英飛凌
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