車用功率元件新思路，滿足車規為首要任務

隨著美國電動車大廠Tesla在電動車市場開始突破重圍后，全球電動車市場也開始彌漫著一股相當樂觀的氣氛。不過，盡管如此，電動車仍然背負著節能減碳的環保使命，如何讓能源可以更有效率，成了系統設計時的一大考驗，再加上人身生命安全又必須放在第一位作為考量，電動車雖然前景樂觀，但就系統層面上仍然有很多挑戰需要面對。

　　附圖 ： 為了能將系統風險降至最低，若在晶圓檢測時出現問題，放棄整片晶圓也是必要的。Source：investors.nxp.com

　　ROHM（羅姆半導體）臺灣設計中心技術部副所長林志升便談到，廣泛來看，電動車的電源管理不能只單看逆變器、馬達控制與電池管理等系統，電動車各個系統都會有處理器、微控制器、系統介面與環車影像等各方面都需要供電，這方面的電源管理效率其實也是產業界需要重視的地方。事實上，扣除逆變器與馬達驅動系統不談，電動車大多的系統都是由直流電來進行驅動，因此DC/DC元件或是LDO（low dropout regulator；低壓差線性穩壓器）的表現，就成了系統整體功耗高低的關鍵。

　　就直流電的電源設計上，由于近年來的制程技術不斷提升，DC/DC元件的整體表現已經相當優異，因此LDO的能見度就相對的不是那么高。但林志升也表示，以ROHM本身為例，LDO在待機情況下，其靜態電流就遠低于DC/DC元件，若車體在靜止不動的情況下，若打算將整體功耗降至最低，LDO就是絕對不可或缺的元件。像是免鑰匙啟動功能、時鐘、汽車導航的資料備份與防盜系統等，都會是LDO可以發揮的空間。但相對的，在系統進入運作狀態時，DC/DC的效率表現則會遠高于LDO，所以端看實際的應用環境，DC/DC與LDO都有其市場需求。

　　而回歸到電動車與混合動力車的市場，依照功率需求所需要的元件種類也會有不同的差異。以英飛凌的元件類產品定位而言，3kW（含）以下的范圍會以MOSFET擔綱主要角色，來到了6kW（含）以下的區間就由IGBT來負責，6kW到100kW就由功率模組來負責，而依照功率大小的不同，英飛凌也有對應的功率模組來因應。

　　英飛凌科技亞太區首席工程師暨總監陳添寶談到，盡管英飛凌在汽車功率元件的解決方案相當完整，但車用與工業領域的元件要求有著不小的差距。他直言，在晶圓尚未進入切割階段前，英飛凌便會進行晶圓檢測，只要有某一晶粒出現問題，整片晶圓就會報廢棄之不用，乍看之下，雖然看似可惜，不過為了能夠符合車用規格與考量到人身安全，這樣的處置的確有其必要性。除此之外，前置時間（Lead Time）也會拉長至六個月，與工業領域的三個月，有著不小的落差。林志升也補充說明表示，AEC-Q100的確是車用電子領域相當重要的規范，不過端看實際的需需求為何，不見得所有的系統都要符合這樣的規范，只要客戶有需求，提供符合的車規元件并不是問題。