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這幾年，汽車市場正在成為半導(dǎo)體行業(yè)重點關(guān)注的焦點。世界各國正在制定傳統(tǒng)燃油汽車停產(chǎn)時間表，這標(biāo)志著新能源汽車時代將正式開啟。與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車所包含的電子和電力電子器件更多，預(yù)示著半導(dǎo)體廠商將發(fā)揮更大的作用。另外，汽車自動駕駛技術(shù)正在取得快速進(jìn)展，而自動駕駛技術(shù)對半導(dǎo)體技術(shù)的依賴顯而易見。 羅姆半導(dǎo)體（ROHM）是一家具有50年歷史的日本廠商。它擁有從晶體材料生產(chǎn)到晶圓加工再到器件組裝的全流程半導(dǎo)體技術(shù)，是一家所謂的垂直整合制造商。十年以前，ROHM以消費類電子市場為主要標(biāo)的，而現(xiàn)在，羅姆的業(yè)務(wù)重點正在向車載市場和工業(yè)設(shè)備市場轉(zhuǎn)移，目標(biāo)是在2020年這兩部分業(yè)務(wù)達(dá)到公司總體業(yè)務(wù)的一半。 近日，ROHM在北京召開車載戰(zhàn)略發(fā)布會，ROHM半導(dǎo)體（上海）有限公司董事長藤村雷太先生、ROHM半導(dǎo)體（上海）有限公司設(shè)計中心所長李駿先生、ROHM半導(dǎo)體（上海）有限公司設(shè)計中心高級經(jīng)理水原德健先生和ROHM Co., Ltd. 車載戰(zhàn)略部車身及傳動系統(tǒng)課課長坂井善治先生就ROHM公司的經(jīng)營策略和技術(shù)特長進(jìn)行了講解。同時，清華大學(xué)電機(jī)系教授趙爭鳴先生介紹了SiC器件的應(yīng)用研究狀況。 據(jù)介紹，ROHM在汽車市場的努力體現(xiàn)在環(huán)境、安全和舒適三個汽車行業(yè)發(fā)展趨勢上，包括汽車的電動化、LED車燈、ADAS及自動駕駛，以及車載信息娛樂系統(tǒng)等方面。ROHM的車載產(chǎn)品主要有以下這些類別： 車載娛樂信息系統(tǒng)
高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS） ROHM用于ADAS的產(chǎn)品包括聲吶用信號處理IC、攝像頭電源IC和毫米波雷達(dá)電源IC，以及傳感器用MOSFET。 車身控制模塊 ROHM的車身控制產(chǎn)品有多功能LED控制器IC+IPD，以及車內(nèi)通信IC。ROHM的LED控制技術(shù)的亮點是，在發(fā)現(xiàn)對面來車時自動關(guān)閉本車的LED遠(yuǎn)光燈，從而保證雙方的行駛安全。 面向新能源汽車的動力傳動：SiC技術(shù) ROHM的SiC器件是此次活動討論的重點。趙爭鳴教授介紹說，與屬于弱電的電子科學(xué)相比，電力電子科學(xué)的發(fā)展程度還相當(dāng)?shù)�，理論上相�?dāng)不完備，很多情況下還要依賴經(jīng)驗來摸索前進(jìn)。 目前市場上的功率器件還是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，其中硅材料是主流。近年來，新的功率半導(dǎo)體材料受到重視，其中以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）最受矚目。 趙爭鳴教授介紹說，與硅材料相比，SiC材料有著顯著的優(yōu)勢：擊穿場強(qiáng)是硅的10倍，相同耐壓下具有更低的通態(tài)電阻，相同耐壓下具有更快的開關(guān)速度，禁帶寬度是硅的3倍，熱傳導(dǎo)率是硅的3倍，而且可以提供更高的電流密度，可以在高溫下運行。當(dāng)然，SiC材料也有些不利的特性，例如硬度太高，不易加工。此外，SiC器件的效能與驅(qū)動、控制、冷卻、結(jié)構(gòu)、無源元件等存在緊密的關(guān)系，限制了SiC器件的潛力。 水原德健先生介紹說，與傳統(tǒng)的硅材料相比，SiC材料能夠以更高的頻率運行，能承受更高的電壓，器件的輸出功率得以大幅提高。如下圖所示，基于SiC材料的MOSFET和IGBT具有高頻率和高功率的特性。 
圖1：各種功率器件的定位 更高的開關(guān)頻率所帶來的好處是，外圍的無源器件尺寸得以大幅縮小，這樣就降低了供電系統(tǒng)的尺寸和成本。更高的轉(zhuǎn)化效率對散熱的要求更低，能耐受更高的工作溫度使得SiC器件更適合惡劣環(huán)境下的車載應(yīng)用。 ROHM的SiC器件主要應(yīng)用在新能源汽車的三個部分：車載電池充電器、牽引逆變器和降壓轉(zhuǎn)換器。自2010年開始，ROHM已經(jīng)陸續(xù)量產(chǎn)了基于SiC材料的SBD、DMOS、功率模塊和Trench-MOS。據(jù)介紹，ROHM的SiC器件工藝不斷改善，各項性能較競品更優(yōu)。例如，其第三代SiC MOSFET采用了雙溝槽結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可緩解Gate Trench底部電場集中，確保產(chǎn)品的長期可靠性并實現(xiàn)量產(chǎn)。
圖2：第三代SiC MOSFET采用雙溝槽結(jié)構(gòu) 總結(jié) 作為一家以提供高質(zhì)量、高精度器件為宗旨的半導(dǎo)體廠商，ROHM的業(yè)務(wù)重心正在向車載應(yīng)用傾斜，而基于SiC材料的功率器件是提升ROHM車載應(yīng)用的重點技術(shù)，該技術(shù)將有助于減輕電動汽車重量并延長行駛距離。 |
