车用功率元件新思路，满足车规为首要任务

随着美国电动车大厂Tesla在电动车市场开始突破重围后，全球电动车市场也开始弥漫着一股相当乐观的气氛。不过，尽管如此，电动车仍然背负着节能减碳的环保使命，如何让能源可以更有效率，成了系统设计时的一大考验，再加上人身生命安全又必须放在第一位作为考量，电动车虽然前景乐观，但就系统层面上仍然有很多挑战需要面对。

　　附图 ： 为了能将系统风险降至最低，若在晶圆检测时出现问题，放弃整片晶圆也是必要的。Source：investors.nxp.com

　　ROHM（罗姆半导体）台湾设计中心技术部副所长林志升便谈到，广泛来看，电动车的电源管理不能只单看逆变器、马达控制与电池管理等系统，电动车各个系统都会有处理器、微控制器、系统介面与环车影像等各方面都需要供电，这方面的电源管理效率其实也是产业界需要重视的地方。事实上，扣除逆变器与马达驱动系统不谈，电动车大多的系统都是由直流电来进行驱动，因此DC/DC元件或是LDO（low dropout regulator；低压差线性稳压器）的表现，就成了系统整体功耗高低的关键。

　　就直流电的电源设计上，由于近年来的制程技术不断提升，DC/DC元件的整体表现已经相当优异，因此LDO的能见度就相对的不是那么高。但林志升也表示，以ROHM本身为例，LDO在待机情况下，其静态电流就远低于DC/DC元件，若车体在静止不动的情况下，若打算将整体功耗降至最低，LDO就是绝对不可或缺的元件。像是免钥匙启动功能、时钟、汽车导航的资料备份与防盗系统等，都会是LDO可以发挥的空间。但相对的，在系统进入运作状态时，DC/DC的效率表现则会远高于LDO，所以端看实际的应用环境，DC/DC与LDO都有其市场需求。

　　而回归到电动车与混合动力车的市场，依照功率需求所需要的元件种类也会有不同的差异。以英飞凌的元件类产品定位而言，3kW（含）以下的范围会以MOSFET担纲主要角色，来到了6kW（含）以下的区间就由IGBT来负责，6kW到100kW就由功率模组来负责，而依照功率大小的不同，英飞凌也有对应的功率模组来因应。

　　英飞凌科技亚太区首席工程师暨总监陈添宝谈到，尽管英飞凌在汽车功率元件的解决方案相当完整，但车用与工业领域的元件要求有着不小的差距。他直言，在晶圆尚未进入切割阶段前，英飞凌便会进行晶圆检测，只要有某一晶粒出现问题，整片晶圆就会报废弃之不用，乍看之下，虽然看似可惜，不过为了能够符合车用规格与考量到人身安全，这样的处置的确有其必要性。除此之外，前置时间（Lead Time）也会拉长至六个月，与工业领域的三个月，有着不小的落差。林志升也补充说明表示，AEC-Q100的确是车用电子领域相当重要的规范，不过端看实际的需需求为何，不见得所有的系统都要符合这样的规范，只要客户有需求，提供符合的车规元件并不是问题。