【導(dǎo)讀】在車用電氣/電源/電子系統(tǒng)、互聯(lián)性及自動(dòng)駕駛方面，ROHM半導(dǎo)體(上海)有限公司設(shè)計(jì)中心副所長(zhǎng) 水原德健的觀點(diǎn)及解決方案如下。
1 車用電氣/電源/電子系統(tǒng)
首先，關(guān)于車用電氣/電源/電子系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)向，分別從如下幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。
①<DC/DC轉(zhuǎn)換器>
HEV/EV在行駛中頻繁啟停引擎，因此與傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)方式相比，需要不受引擎狀態(tài)影響進(jìn)行電源供給的DC/DC轉(zhuǎn)換器。DC/DC轉(zhuǎn)換器由功率元件進(jìn)行高頻開關(guān)，通過變壓器從直流高電壓電池轉(zhuǎn)換為14V直流低電壓，向低電壓電池充電。將低電壓PCB板和高電壓PCB板與所有地與信號(hào)電氣分離，已達(dá)到防止火災(zāi)和觸電的目的，因此需要絕緣IC。羅姆已開發(fā)出實(shí)現(xiàn)小型化與更長(zhǎng)使用壽命的絕緣IC產(chǎn)品。
②<主逆變器>
主逆變器將電池中儲(chǔ)備的直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。以往的逆變器用功率元器件多使用IGBT和二極管組合的產(chǎn)品，而能夠降低電阻損耗和開關(guān)損耗的SiC MOSFET和SiC肖特基勢(shì)壘二極管的組合正越來越受到關(guān)注。今后會(huì)向著低導(dǎo)通阻抗等更高性能而努力。
③<車載充電器>
車載充電器是將家庭用100V~240V交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流，以對(duì)高壓電池進(jìn)行充電的AC/DC轉(zhuǎn)換器。為支持世界各國(guó)的家庭用電源的電壓，車載充電器的容許輸入電壓為85V~265V。由于輸入電壓的變動(dòng)，要求更穩(wěn)定、更高效率的元器件。羅姆除絕緣IC之外，還在量產(chǎn)SiC肖特基勢(shì)壘二極管等功率元器件。
④<電動(dòng)壓縮機(jī)>
近年來，HEV、PHV和EV等節(jié)能車輛因?yàn)榕鋫涓唠妷弘姵?，所以使用電?dòng)型壓縮機(jī)，而非通常的皮帶驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。逆變器電路要求小型、高耐熱、高抗震性。羅姆通過運(yùn)用獨(dú)有的微細(xì)加工技術(shù)，開發(fā)出片上變壓器工藝。推出了可以實(shí)現(xiàn)小型、高可靠性的柵極驅(qū)動(dòng)器和通用性高的IGBT產(chǎn)品系列。
其次，新能源汽車“三電”的痛點(diǎn)在于行駛距離、電池空間和高可靠性。ROHM憑借SiC(碳化硅)來應(yīng)對(duì)這些難題。具體如下：
① ROHM的SiC功率元器件在EV中的應(yīng)用：
主逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、電動(dòng)壓縮機(jī)等在新能源汽車中重要性凸顯的大電流區(qū)域，需要更穩(wěn)定高效率的元器件。ROHM可提供以先進(jìn)SiC功率元器件為首的綜合電源解決方案。
② ROHM的SiC技術(shù)對(duì)EV性能的提高：
使用SiC元器件能讓設(shè)備體積更小，功耗更低。因具備高耐壓、高耐熱特性，使在小空間和嚴(yán)酷環(huán)境下的安裝成為可能。應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車，可大幅降低油耗，擴(kuò)大車內(nèi)空間，從而有更多空間設(shè)置更大的電池，有效提高行駛距離。
③ ROHM的“SiC(碳化硅)功率元器件”被應(yīng)用于頂級(jí)電動(dòng)方程式錦標(biāo)賽“Formula E”：
ROHM作為參加“FIA電動(dòng)方程式錦標(biāo)賽”的文圖瑞(Venturi)電動(dòng)方程式車隊(duì)的官方技術(shù)合作伙伴，向該車隊(duì)提供SiC功率元器件，大幅降低了賽車逆變器的能量損耗，并且通過逆變器的大幅度小型輕量化，進(jìn)一步對(duì)賽車的性能提高作出貢獻(xiàn)。
最后，ROHM在EV方面的解決方案如下：
① ROHM針對(duì)EV專用單元的綜合解決方案
EV專用單元需要對(duì)12V系列低電壓電路和電池/驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高電壓電路進(jìn)行絕緣，進(jìn)而要求較高的可靠性、小型化、低功耗。ROHM通過SiC功率元器件、IGBT、SJMOSFET等功率元器件對(duì)其作出貢獻(xiàn)。并且，提供與功率元器件控制IC及電源、變壓器、二極管、檢測(cè)電流的分流電阻器等各種通用產(chǎn)品配套的解決方案，以此降低EV專用單元的功耗、提高效率、使之更小。通過提供整體解決方案，為EV單元的小型化、高效率化做出貢獻(xiàn)。
② 48V電源系統(tǒng)對(duì)策
輕度混合動(dòng)力汽車采用比以往12V電源傳輸效率更高的48V電源系統(tǒng)。另一方面，配置在車輛各個(gè)部位的ECU需要較低的3.3V驅(qū)動(dòng)電壓，進(jìn)而要求更低的2.5V的驅(qū)動(dòng)電壓。ROHM挑戰(zhàn)DC/DC轉(zhuǎn)換器的“單芯片化”這一高難度關(guān)口，開發(fā)出了超高速脈沖控制技術(shù)“Nano Pulse Control”。搭載此項(xiàng)技術(shù)，可將開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間縮短到9ns。這在目前的電源IC中是世界最小※的數(shù)值。
※截至2017年10月 ROHM調(diào)查。
③高可靠性-“ISO26262”認(rèn)證
ROHM通過第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)德國(guó)萊茵TUV取得了汽車行業(yè)功能安全標(biāo)準(zhǔn)"ISO26262"的開發(fā)工藝認(rèn)證。這意味著ROHM面向車載領(lǐng)域的元器件開發(fā)工藝被認(rèn)定為可滿足該標(biāo)準(zhǔn)中的最高安全等級(jí)"ASIL-D"。ROHM自創(chuàng)業(yè)以來一直秉承“品質(zhì)第一”的企業(yè)目標(biāo)，采用從開發(fā)到制造全部在集團(tuán)內(nèi)進(jìn)行的“垂直統(tǒng)合”型系統(tǒng)，在所有工序中貫徹執(zhí)行高品質(zhì)理念，努力實(shí)現(xiàn)有效的追溯性以及供應(yīng)鏈優(yōu)化。在車載級(jí)元器件方面，ROHM打造了車載產(chǎn)品專用生產(chǎn)線，并遵行汽車行業(yè)質(zhì)量管理體系“IATF 16949”及電子元器件可靠性標(biāo)準(zhǔn)“AEC-Q100”、“ AEC-Q100101”、" AEC-Q100200"等來推進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)。
2 互聯(lián)性
隨著安全、舒適、環(huán)保意識(shí)的提升，汽車進(jìn)化的歷史也書寫著汽車電子化的進(jìn)程。對(duì)于正在這一進(jìn)程中逐漸呈現(xiàn)的新一代汽車社會(huì)，自動(dòng)駕駛和智能城市的實(shí)現(xiàn)指日可待。其中高性能IC和大功率元器件將成為不可或缺的關(guān)鍵零部件。羅姆緊跟汽車技術(shù)進(jìn)化，不斷提供新的方案。憑借“質(zhì)量第一”的產(chǎn)品制造理念和長(zhǎng)期穩(wěn)定的產(chǎn)品供應(yīng)，為新一代汽車社會(huì)的汽車進(jìn)化做貢獻(xiàn)。
3 無人駕駛
高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)是通往自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的先驅(qū)，搭載ADAS車輛的市場(chǎng)投放以及研發(fā)速度如今正飛速發(fā)展。
作為系統(tǒng)的關(guān)鍵，各種傳感元器件按照其特點(diǎn)，被運(yùn)用于各種用途。近年來，除了提高識(shí)別、檢測(cè)精度以及模塊的小型化之外，市場(chǎng)還強(qiáng)烈要求注重功能安全的元器件。羅姆(ROHM)正在開發(fā)適用于各種傳感器模塊以及將其進(jìn)行整合的ADAS ECU的元器件，例如系統(tǒng)電源、各種電源LSI、傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)的接口IC等，還通過廣泛推出其他周邊LSI和分立式元器件產(chǎn)品，為旨在實(shí)現(xiàn)ADAS/自動(dòng)駕駛的汽車的未來做貢獻(xiàn)。
