汽車是半導體的重要應用領域,汽車級半導體要求高于工業級和消費級半導體。汽車半導體除了汽車行業通用的規范外,還有更嚴苛的車規級認證標準。汽車半導體具有技術壁壘高與需求旺盛的特點。汽車電動化、網聯化、智能化發展趨勢中,電動化最受益的是功率器件,尤其是IGBT。智能化的快速發展,自動駕駛、智能座艙等對汽車感知器件、運算能力、數據量需求日益提升,汽車控制芯片、存儲芯片等成長空間廣闊。
近日,第八屆國際第三代半導體論壇(IFWS)&第十九屆中國國際半導體照明論壇(SSLCHINA)于蘇州勝利召開。本屆論壇是在國家科學技術部高新技術司、國家科學技術部國際合作司、國家工業與信息化部原材料工業司、 國家節能中心、國家新材料產業發展專家咨詢委員會、江蘇省科學技術廳、蘇州市科學技術局、蘇州工業園區管理委員會的大力支持下,由第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(CASA)、中關村半導體照明工程研發及產業聯盟(CSA)、國家第三代半導體技術創新中心(蘇州)聯合主辦。
期間,“第二屆車用半導體創新合作峰會”如期召開。該論壇得到英諾賽科、北京一徑科技有限公司、上海瞻芯電子科技有限公司、深圳市先進連接科技有限公司、寧波升譜光電股份有限公司等單位的協辦支持。車用半導體創新合作峰會關注智能駕駛時代下第三代半導體材料的技術進步給電動車電驅電控系統和電源系統帶來的新的技術進展,以及其他汽車半導體共性問題,力求聯動上下游資源,為汽車半導體產業鏈和供應鏈提供生態機遇。會上,國家電網全球能源互聯網研究院原院長、廈門大學講座教授邱宇峰和復旦大學上海碳化硅功率器件工程技術研究中心主任張清純教授聯袂主持。
國家電網全球能源互聯網研究院原院長、廈門大學講座教授邱宇峰主持論壇
復旦大學上海碳化硅功率器件工程技術研究中心主任張清純教授主持論壇
會上,國家新能源汽車技術創新中心總師劉朝輝、北京一徑科技有限公司副總裁邵嘉平、甬江實驗室研究員王文博、深圳市先進連接科技有限公司總經理吳昊、南瑞聯研半導體有限責任公司產品研發中心碳化硅技術總監田亮,中科芯集成電路有限公司MCU事業部副總經理傅建軍,英諾賽科產品應用主任工程師孟無忌,中汽創智科技有限公司硬件系統開發部-芯片開發郭小川,清純半導體研發經理史文華,星宇研究院功率器件工程師李玉清等精英專家們帶來精彩報告,分享前沿研究成果。
國家新能源汽車技術創新中心總師劉朝輝做了題為“基于SiC功率芯片的高功率密度電驅系統”的主題報告
北京一徑科技有限公司副總裁邵嘉平介紹了ZVISION MEMS激光雷達的相關研究進展,包括獨特的垂直ROI,超長感知范圍,全水平FOV-ROI等
上海瞻芯電子科技有限公司市場經理林其鋒做了題為“車規級SiC功率器件及驅動IC的研發和應用”的主題報告,介紹了單管及模塊驅動IC的開發,碳化硅模塊和專用驅動優化系統設計,碳化硅在預充電路上的應用、多管并聯及多管芯并聯的參數篩選等實踐成果,涉及電驅驅動IC的開發,高密車載電動壓縮機和OBC應用,多管并聯動態均流驅動和參數篩選等。報告指出,瞻芯電子已穩步邁向IDM,專注碳化硅及配套驅動IC開發,確立單管并聯和多管芯并聯的篩選標準,努力提供車載變換器一站式解決方案。
氮化鎵材料特性優異,器件在消費電子、數據中心等應用領域已開始滲透。甬江實驗室研究員王文博做了題為“異質集成氮化鎵功率模塊(制造工藝)研究”的主題報告,分享了集成GaN(電源)模塊和異質集成GaN(電源)模塊的研究成果,報告指出氮化鎵功率器件在被正確使用的條件下,可以實現高頻(MHz)、低損耗;氮化鎵應用需要根據器件特點和應用場景定制化設計有源和無源功率模塊;異質集成氮化鎵模塊需要開發適配的制造工藝。
相比于其他的金屬材料,銀具有更高的導熱性和低電阻率,且因其較高的強度硬度和較低的彈性模量,會具備更好的機械性能和應用可靠性。深圳市先進連接科技有限公司總經理吳昊做了題為“功率半導體國產銀燒結整體解決方案”的主題報告,分享了燒結銀的特性、燒結焊點的可靠性、材料性能、DTC工藝、AS系列燒結機及應用案例,報告指出,未來銀燒結新工藝,涉及雙面燒結,clip,引線框架。燒結銅膏方面,有降低成本的需求,可靠性問題方面,缺少有效分析模型。
電動汽車產業是先進制造業+戰略性新興產業的重要組成部分,充電樁不只是獨立、物理的存在,背后涉及5G、大數據、工業互聯網等“新基建”領域,智能充電網也是智慧城市的組成部分,云端平臺的建設運維、大數據的分析管理至關重要。南瑞聯研半導體有限責任公司產品研發中心碳化硅技術總監田亮做了題為“碳化硅技術在充電樁及電網中的應用”的主題報告,介紹了碳化硅器件在充電樁中的應用,碳化硅在電網中的應用。報告指出,規模化運營,車樁互補良性發展。
GaN功率器件在智能汽車中的應用涉及雙向DC/DC、自動駕駛核心電源、PD快充、車載充電器(OBC)、激光雷達、LED驅動、音響Class-D功放、能量管理系統(BMS)、電機驅動等環節。英諾賽科產品應用主任工程師孟無忌做了題為“GaN在新能源汽車的探索與實踐”的主題報告,介紹了相關的實踐成果與方案,報告指出,自動駕駛使處理器供電需求增大,GaN使高性能自動駕駛激光雷達成為可能。
電動化、網聯化、智能化、共享化已進入全新發展階段,正在引領汽車產業變革,提升車輛智能化水平是我國自主汽車品牌提升產品力和競爭力的關鍵,新基建推動智能汽車電子產品應用推廣。中科芯集成電路有限公司MCU事業部副總經理傅建軍做了題為“國產IGBT芯片,助推新能源汽車高質量發展”的主題報告,分享了汽車電子產業基礎以及相關產業布局。
中汽創智科技有限公司硬件系統開發部-芯片開發郭小川做了題為”碳化硅功率模塊設計優化的多物理模擬“的主題報告,介紹了功率模塊多物理場的設計目標、電源模塊電子模型、功率模塊熱機械模型、功率模塊熱模型、功率模塊模具流動分析、綜合多物理仿真平臺等研究進展與成果。
SiC器件具有很多優勢,比如功耗降低 60%~80%, 效率提升 1%~3%, 續航提升約 10%。在多項工況測試下, SiC MOSFET相比 Si-IGBT 在功耗和效率上優勢顯著。清純半導體研發經理史文華做了題為“AECQ-101車規級認證的高性能1200V SiC MOS器件”的主題報告,介紹了車規認證標準及體系以及1200V SiC MOS AECQ-101車規平臺,報告指出,新能源汽車市場將帶動碳化硅器件的不斷發展;車規級的認證標準及體系,對碳化硅器件提出更高的要求。
星宇研究院功率器件工程師李玉清做了題為”車載微芯片(MCU)應用失效案例分析研究“的主題報告,報告建議,在電路設計中,可以增加電容或其他保護裝置,以提高靜電敏感能力靜電放電電路,另一方面,當涉及到電子器件的制造時,除了ESD的形成之外保護措施和要求,公司應組建ESD優化團隊,由所有人參與部門成員,對組件和PCBA進行分級保護,定期審查,優化和改進應持續不斷地努力減少靜電對產品的影響。在這種情況下,故障過程中有許多地方需要改進,特別是對于不同的靜電模型和不同靜電模型對芯片的影響以及實驗產品的老化試驗可以進一步研究和討論靜電損傷。(備注:以上信息未逐一請報告嘉賓確認,如有出入敬請諒解!)