11月3日,在2023国际集成电路展览会暨研讨会(IIC Shenzhen)同期举办的“芯”品发布会上,上海类比半导体技术有限公司发布了全新的车规级智能高边驱动HD7xxxQ系列,该系列产品包括车规级单通道高边驱动HD70xxQ和车规级双通道智能高边驱动HD70xx2Q。
类比半导体市场总监范天伟
高边驱动,也称之为高边开关,其主要用于车内负载的驱动与开关,并对负载进行保护和诊断。
汽车上有许多的负载例如灯、阀、泵、电扇、各种风机、加热器、锁扣等,为了降低对电源的损耗,需要对其开关进行控制,同时针对负载的过流、过压等异常状态都需要进行监控和保护。行业内采用的传统方式,是使用继电器进行开关,Fuse保险丝进行保护,这种组合在过去的汽车配电系统或在负载电源开关里非常常见。而所谓的高边驱动就是将传统的继电器和保护功能全部集成在一颗芯片里。
据类比半导体的市场总监范天伟先生介绍,相较于传统的组合,高边驱动可以带来更多的优势:
传统的Fuse只能进行过流保护,电流过大就会熔断,保护方式单一且无法恢复,而高边驱动可以将过压、欠压、过温、过流、防反接等各种保护集成在一起,同时可以通过内置的传感器将实时的问题信号传导给MCU进行诊断分析
一般继电器的寿命在十几万次,但是对于高边驱动来说,只要在一个合理的应用情况下,它的寿命几乎是无限的,从可靠性的角度来讲,高边驱动几乎没有任何所谓的寿命问题
对于不同的应用负载,传统的组合需要针对性的单独选择对应的保险丝规格,而对于高边驱动,只需要根据需要在硬件上设置过流点,可以非常方便灵活的适配不同负载
对于现代的新能源汽车,器件的静态功耗、待机功耗、工作时的功耗等都是重要的考虑因素,对比于传统的继电器高边驱动的功耗要低得多
相较于继电器,高边驱动在重量和尺寸上都要小的多,从而可以让电路板集成更多的负载驱动
由于继电器在吸合的时候会有弹跳,引起EMI问题,这一直是传统汽车上的一个难题,而高边驱动就可以完美解决这个问题。
近两年来,新能源汽车行业迎来了高速增长,已经不仅局限于一个传统的代步工具,更多的是追求智能、可靠、安全、个性、方便的移动空间,功能的不断拓展也带来了电子器件的强烈需求,据不完全统计,现在一辆新能源车少则有400颗电子器件,多则有1000多颗电子器件,而平均一辆车上高边驱动产品的通道数大概在80~120个通道,一辆车里的高边驱动产品能占有15%左右的数量。
对于高边驱动未来的市场规模,范天伟表示:“我们预计,到2025年,随着新能源车的渗透率不断增加,后续中国大概会在25~30亿左右,对应的高边驱动市场在20亿左右。”
实际上,高边驱动这一类的产品存在的时间并不短,英飞凌、ST(意法半导体)、TI(德州仪器)等国外半导体大厂已经拥有比较完善的产品线。国内尽管有不少厂商也开始进入高边驱动领域,但产品更多呈现点状零散的分布,集中在小电流的产品,相对来说类比半导体的产品覆盖范围更广。
更广的产品覆盖率可以降低客户的采购和研发压力,范天伟说:“类比有大电流的产品,也有小电流的产品。大电流产品,我们现在能做到最低单通道8mΩ、极低内阻的RDS(ON),最高可以做到200mΩ的RDS(ON),而且覆盖1通道、2通道和4通道。虽然我们没有跟ST、英飞凌一样多的产品,但基本我们现在可以覆盖他们60%~70%的产品。所以对于类比来说,我们的产品目前是国内高边驱动产品覆盖率比较高的公司。”
高边驱动是一个多功能的数模混合产品,其性能表现将会影响到整车的安全,一般高边驱动产品要重点关注这些技术性能:
容性(启动电流)
阻性(额定电流)
感性(负压,EAS)
而针对于以上的技术要求,此次“芯”品发布会中,类比半导体带来的全新HD7xxxQ系列拥有着不俗的表现。
HD70xxQ产品(以HD7008Q为例):
HD70xx2Q产品(以HD70152Q为例):
总体来看,目前类比半导体的高边驱动产品,具有以下几个特点:
虽然对比于英飞凌和ST的BCD VDMOS,在工艺上类比半导体还稍显落后,但是凭借其强大的powerFET的design架构能力,在性能和成本上类比半导体的高边驱动产品仍具有很强的竞争力。
而针对高边驱动产品的未来,范天伟指出,更低的RDS(ON)、更大的驱动电流、更多通道数的集成、通讯方式的改变、更低的静态功耗、更智能化和可编程化将是未来高边驱动的主要发展趋势。
类比半导体是一家模拟及数模混合芯片和解决方案供应商,公司成立于2018年,由一批来自于国际顶尖半导体公司的本土工程师创建。公司总部位于上海,在上海张江、临港、苏州、深圳、西安、北京分别设有研发和技术支持中心。公司专注于信号链、电源管理、MCU/DSP等领域的芯片设计,产品主要面向工业、通讯、医疗、汽车等市场。
类比半导体秉持着“为客户提供高品质芯片”的核心使命,始终坚持自主创新研发,现已形成包括模拟前端、线性产品、智能驱动、电源管理、数据转换器、音视频等在内的产品线布局,量产的产品型号超过400余颗,产品品质得到了客户的高度认可。自2021年起,类比半导体积极布局汽车电子芯片,目前已量产车规级离手检测AFE芯片、车规级直流有刷电机驱动器DR702/3Q等产品,产品已向众多主机厂商和Tier1客户批量供货,并实际应用在EPB、电门模块、电动尾门、天窗以及电动座椅等场景中。本次发布的车规级双通道高边驱动HD70152Q等多款高边驱动产品也已在多家汽车客户中实现Dwin,并已量产出货。
类比半导体高边驱动系列产品通过自主积极创新,形成了多项自主知识产权的设计和封装等专利保护。未来,类比半导体将依托于自身深厚的技术创新能力和对产品质量的严格把控,以芯片核心技术持续助力中国汽车领跑全球市场。