車(chē)用功率元件新思路，滿(mǎn)足車(chē)規為首要任務(wù)

隨著(zhù)美國電動(dòng)車(chē)大廠(chǎng)Tesla在電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)開(kāi)始突破重圍后，全球電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)也開(kāi)始彌漫著(zhù)一股相當樂(lè )觀(guān)的氣氛。不過(guò)，盡管如此，電動(dòng)車(chē)仍然背負著(zhù)節能減碳的環(huán)保使命，如何讓能源可以更有效率，成了系統設計時(shí)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(dòng)車(chē)雖然前景樂(lè )觀(guān)，但就系統層面上仍然有很多挑戰需要面對。

　　附圖 ： 為了能將系統風(fēng)險降至最低，若在晶圓檢測時(shí)出現問(wèn)題，放棄整片晶圓也是必要的。Source：investors.nxp.com

　　ROHM（羅姆半導體）臺灣設計中心技術(shù)部副所長(cháng)林志升便談到，廣泛來(lái)看，電動(dòng)車(chē)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(dòng)車(chē)各個(gè)系統都會(huì )有處理器、微控制器、系統介面與環(huán)車(chē)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，扣除逆變器與馬達驅動(dòng)系統不談，電動(dòng)車(chē)大多的系統都是由直流電來(lái)進(jìn)行驅動(dòng)，因此DC/DC元件或是LDO（low dropout regulator；低壓差線(xiàn)性穩壓器）的表現，就成了系統整體功耗高低的關(guān)鍵。

　　就直流電的電源設計上，由于近年來(lái)的制程技術(shù)不斷提升，DC/DC元件的整體表現已經(jīng)相當優(yōu)異，因此LDO的能見(jiàn)度就相對的不是那么高。但林志升也表示，以ROHM本身為例，LDO在待機情況下，其靜態(tài)電流就遠低于DC/DC元件，若車(chē)體在靜止不動(dòng)的情況下，若打算將整體功耗降至最低，LDO就是絕對不可或缺的元件。像是免鑰匙啟動(dòng)功能、時(shí)鐘、汽車(chē)導航的資料備份與防盜系統等，都會(huì )是LDO可以發(fā)揮的空間。但相對的，在系統進(jìn)入運作狀態(tài)時(shí)，DC/DC的效率表現則會(huì )遠高于LDO，所以端看實(shí)際的應用環(huán)境，DC/DC與LDO都有其市場(chǎng)需求。

　　而回歸到電動(dòng)車(chē)與混合動(dòng)力車(chē)的市場(chǎng)，依照功率需求所需要的元件種類(lèi)也會(huì )有不同的差異。以英飛凌的元件類(lèi)產(chǎn)品定位而言，3kW（含）以下的范圍會(huì )以MOSFET擔綱主要角色，來(lái)到了6kW（含）以下的區間就由IGBT來(lái)負責，6kW到100kW就由功率模組來(lái)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(lái)因應。

　　英飛凌科技亞太區首席工程師暨總監陳添寶談到，盡管英飛凌在汽車(chē)功率元件的解決方案相當完整，但車(chē)用與工業(yè)領(lǐng)域的元件要求有著(zhù)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問(wèn)題，整片晶圓就會(huì )報廢棄之不用，乍看之下，雖然看似可惜，不過(guò)為了能夠符合車(chē)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(shí)間（Lead Time）也會(huì )拉長(cháng)至六個(gè)月，與工業(yè)領(lǐng)域的三個(gè)月，有著(zhù)不小的落差。林志升也補充說(shuō)明表示，AEC-Q100的確是車(chē)用電子領(lǐng)域相當重要的規范，不過(guò)端看實(shí)際的需需求為何，不見(jiàn)得所有的系統都要符合這樣的規范，只要客戶(hù)有需求，提供符合的車(chē)規元件并不是問(wèn)題。