電動(dòng)車呼聲勁揚(yáng)，車用半導(dǎo)體器件可靠性成關(guān)鍵

　　新能源汽車的研發(fā)在世界(Mondi)各國如火如荼地進(jìn)行，技術(shù)上則五花八門，諸如生物燃料、醇燃料、混合動(dòng)力、氫動(dòng)力、純電力等等。中國選擇全力切入電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)，以圖實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，拉近與歐美日韓在傳統(tǒng)汽車工業(yè)之間的差距。日前，EVS25(世界(Mondi)電動(dòng)車大會(huì))再次在中國舉辦，諸多與電動(dòng)車相關(guān)的報(bào)道見諸報(bào)端，也使民間對(duì)電動(dòng)車市場(Rialto)的熱情驟然升溫。EVS25吸引了眾多的國內(nèi)外整車廠、關(guān)鍵系統(tǒng)與零部件供應(yīng)商，甚至包括英飛凌、富士電機(jī)和賽米控等專注于電動(dòng)車電源方案的半導(dǎo)體供應(yīng)商。

　　電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)模式的改變，使得產(chǎn)業(yè)鏈上的合作呈現(xiàn)多樣化。譬如，車廠在馬達(dá)系統(tǒng)甚至整套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面都要向零部件供應(yīng)商采購；而在電池管理和控制系統(tǒng)方面，整車廠大多缺乏獨(dú)立開發(fā)的能力，一般依賴電池模組供應(yīng)商提供整套方案，稍有研發(fā)實(shí)力的則選擇與半導(dǎo)體供應(yīng)商合作開發(fā)。盡管電動(dòng)車用磷酸鐵鋰電池在成本、功率密度、可靠性、使用壽命等方面仍存在諸多挑戰(zhàn)。但就長遠(yuǎn)的中國市場(Rialto)而言，純電動(dòng)汽車是大勢所趨，在相應(yīng)的充電網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)未完善之前，HEV或PHEV 等混合動(dòng)力方式則可作為補(bǔ)充技術(shù)。

　　在EVS25上，英飛凌的汽車電驅(qū)動(dòng)部門OPM總監(jiān)Mark Munzer表示，電動(dòng)車為工業(yè)帶來一次分裂性革命。這不但表現(xiàn)在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的合作上，也將表現(xiàn)在未來(Futura)與電動(dòng)車相關(guān)業(yè)務(wù)的運(yùn)營模式上。甚至，除了繼續(xù)鞏固和一級(jí)零部件供應(yīng)商的合作，他認(rèn)為車用半導(dǎo)體廠商將成為電動(dòng)車廠商真正意義的系統(tǒng)合作伙伴(Fellow)。

圖：PHEV的小型汽油引擎作為電池耗盡時(shí)的增程器。

圖：純電動(dòng)車的動(dòng)力架構(gòu)。

　　零失效率車用芯片是如何練成的？
　　
　　英飛凌、瑞薩電子、飛思卡爾、意法半導(dǎo)體是主要的車用半導(dǎo)體供應(yīng)商。英飛凌近兩年已在汽車專用半導(dǎo)體器件市場(Rialto)躍居第一，而在功率器件(包含車用功率器件)市場(Rialto)更是多年排名第一。Mark Munzer聲稱，與主要競爭對(duì)手比較，英飛凌的車用產(chǎn)品線更全面，覆蓋(Guy)中低高壓各個(gè)領(lǐng)域，優(yōu)勢則體現(xiàn)在車用高壓功率器件上，而在車用IGBT模塊方面，當(dāng)前的對(duì)手有三菱(Mitsubishi)電機(jī)和富士電機(jī)等。

　　當(dāng)前，英飛凌針對(duì)電動(dòng)汽車推出HybridPACK系列IGBT模塊，包括 HybridPACK l和HybridPACK 2。其中，HybridPACK l適合諸如野外混合動(dòng)力和電池充電器等10kW到30kW應(yīng)用，HybridPACK 2適合功率為 40kW和100kW的全混與純電動(dòng)應(yīng)用；而在EVS25上，英飛凌宣布針對(duì)中國市場(Rialto)推出了適合輕混和純電動(dòng)的帶PinFin的HybridPACK l模塊，功率范圍30kW至40kW。功率半導(dǎo)體器件對(duì)于電動(dòng)車的重要性顯而易見。據(jù)了解，中國的車用IGBT芯片依賴這些歐美日半導(dǎo)體公司，本土車用 IGBT/MOSFET在可靠性和EMC方面存在較大問題，目前技術(shù)仍難以突破實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
 
　　車用半導(dǎo)體器件的品質(zhì)和可靠性是至關(guān)重要的。Mark Munzer認(rèn)為，滿足于1ppm半導(dǎo)體器件失效率是不夠的。他表示，從單獨(dú)器件角度看這是1ppm，ECU上布了眾多元器件則使其失效率達(dá)到 300ppm，以每輛車平均50個(gè)ECU單元來計(jì)算，汽車的故障率將高達(dá)1.5%；因此，從安全角度考慮，英飛凌的目標(biāo)是0ppm的器件失效率。