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這幾年，汽車市場正在成為半導體行業重點關注的焦點。世界各國正在制定傳統燃油汽車停產時間表，這標志著新能源汽車時代將正式開啟。與傳統汽車相比，新能源汽車所包含的電子和電力電子器件更多，預示著半導體廠商將發揮更大的作用。另外，汽車自動駕駛技術正在取得快速進展，而自動駕駛技術對半導體技術的依賴顯而易見。 羅姆半導體（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到晶圓加工再到器件組裝的全流程半導體技術，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的，而現在，羅姆的業務重點正在向車載市場和工業設備市場轉移，目標是在2020年這兩部分業務達到公司總體業務的一半。 近日，ROHM在北京召開車載戰略發布會，ROHM半導體（上海）有限公司董事長藤村雷太先生、ROHM半導體（上海）有限公司設計中心所長李駿先生、ROHM半導體（上海）有限公司設計中心高級經理水原德健先生和ROHM Co., Ltd. 車載戰略部車身及傳動系統課課長坂井善治先生就ROHM公司的經營策略和技術特長進行了講解。同時，清華大學電機系教授趙爭鳴先生介紹了SiC器件的應用研究狀況。 據介紹，ROHM在汽車市場的努力體現在環境、安全和舒適三個汽車行業發展趨勢上，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等方面。ROHM的車載產品主要有以下這些類別： 車載娛樂信息系統
高級駕駛輔助系統（ADAS） ROHM用于ADAS的產品包括聲吶用信號處理IC、攝像頭電源IC和毫米波雷達電源IC，以及傳感器用MOSFET。 車身控制模塊 ROHM的車身控制產品有多功能LED控制器IC+IPD，以及車內通信IC。ROHM的LED控制技術的亮點是，在發現對面來車時自動關閉本車的LED遠光燈，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 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相比，電力電子科學的發展程度還相當低，理論上相當不完備，很多情況下還要依賴經驗來摸索前進。 目前市場上的功率器件還是以半導體材料為基礎，其中硅材料是主流。近年來，新的功率半導體材料受到重視，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材料有著顯著的優勢：擊穿場強是硅的10倍，相同耐壓下具有更低的通態電阻，相同耐壓下具有更快的開關速度，禁帶寬度是硅的3倍，熱傳導率是硅的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器件的效能與驅動、控制、冷卻、結構、無源元件等存在緊密的關系，限制了SiC器件的潛力。 水原德健先生介紹說，與傳統的硅材料相比，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的尺寸和成本。更高的轉化效率對散熱的要求更低，能耐受更高的工作溫度使得SiC器件更適合惡劣環境下的車載應用。 ROHM的SiC器件主要應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換器。自2010年開始，ROHM已經陸續量產了基于SiC材料的SBD、DMOS、功率模塊和Trench-MOS。據介紹，ROHM的SiC器件工藝不斷改善，各項性能較競品更優。例如，其第三代SiC MOSFET采用了雙溝槽結構，該結構可緩解Gate Trench底部電場集中，確保產品的長期可靠性并實現量產。
圖2：第三代SiC MOSFET采用雙溝槽結構 總結 作為一家以提供高質量、高精度器件為宗旨的半導體廠商，ROHM的業務重心正在向車載應用傾斜，而基于SiC材料的功率器件是提升ROHM車載應用的重點技術，該技術將有助于減輕電動汽車重量并延長行駛距離。 |
