近年來，汽車的電子化發(fā)展迅速。圍繞汽車的“高科技”電子設(shè)備的搭載越來越多，與傳統(tǒng)的機(jī)械控制占比較大的時(shí)代相比，電子控制、電動(dòng)設(shè)備所占比例變得非常大。
 

            1．汽車電子化進(jìn)程對(duì)電源IC的要求

 

　　　【ROHM半導(dǎo)體（上海）有限公司 12月1日上海訊】近年來，汽車的電子化發(fā)展迅速。圍繞汽車的“高科技”電子設(shè)備的搭載越來越多，與傳統(tǒng)的機(jī)械控制占比較大的時(shí)代相比，電子控制、電動(dòng)設(shè)備所占比例變得非常大。預(yù)計(jì)汽車的電子化需求在未來也將依然強(qiáng)勁。

 

　　    汽車電子化的主要原因有3大關(guān)鍵詞。

 

　　   第一個(gè)關(guān)鍵詞是“環(huán)保”（eco）。這在HV（混合動(dòng)力汽車）、EV（電動(dòng)汽車）向普通車輛的普及過程中作用顯著。另外，各汽車制造商之間的低油耗化競爭也日益激化。這些突破是由復(fù)雜且周密的電子化控制來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)然隨著HV、EV的普及和油耗性能的提升，所搭載的電子設(shè)備還會(huì)繼續(xù)增加。

 

　　   第二個(gè)關(guān)鍵詞是“信息與舒適”（comfort）。除作為出行工具之外，汽車更多被視為日用品，其智能化也在不斷發(fā)展，例如可以下載并欣賞喜歡的音樂，在路上即可輕松獲得目的地的信息等。而為了實(shí)現(xiàn)這些功能，需要眾多通信相關(guān)的電子元器件。另外，與提高舒適性相關(guān)的電子化也在不斷發(fā)展，無需鑰匙即可開關(guān)車門和啟動(dòng)引擎的智能鑰匙在普通車輛中已基本普及等，使車內(nèi)越來越成為更舒適的空間。

 

　　  最后一個(gè)關(guān)鍵詞是汽車不可欠缺的“安全”（satefy）。多年以來，汽車的安全性多采取強(qiáng)化車架鋼性、撞擊時(shí)的緩震以及對(duì)駕乘人員啟用安全氣囊等的危險(xiǎn)發(fā)生“事后”的對(duì)策。但是，近年來隨著電子設(shè)備性能的提升，已經(jīng)開始聚焦危險(xiǎn)發(fā)生“前”的對(duì)策。通過提高車載攝像頭和車載傳感器的精度與動(dòng)作可靠性，如今實(shí)現(xiàn)汽車行駛安全的電子設(shè)備已經(jīng)被確立為一個(gè)重要的領(lǐng)域，預(yù)計(jì)今后各種功能的安全設(shè)備將會(huì)相繼開發(fā)并投入市場。

 

　　 汽車用電源IC幾乎可用于任何電子設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)這3大關(guān)鍵詞，對(duì)“低靜態(tài)電流”（待機(jī)電流低）、“低電壓工作”、“小型化、大電流”等性能的要求越來越高　ROHM利用獨(dú)有的電路設(shè)計(jì)，成功降低了靜態(tài)電流，為汽車的低功耗化做出巨大貢獻(xiàn)。例如，ROHM將實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最高級(jí)別的6μA低靜態(tài)電流的車載LDO系列“BD7xxL2EFJ-C / BD7xxL5FP-C”和實(shí)現(xiàn)了僅為ROHM以往產(chǎn)品1/100的22μA低靜態(tài)電流的DC/DC轉(zhuǎn)換器IC“BD99010 EFV-M / BD 99011EFV-M”投入量產(chǎn)，并獲得客戶高度好評(píng)。

 

　　2．高效化及其課題

 

　　剛剛提到伴隨著HV、EV的普及和油耗性能的提升，所搭載的電子設(shè)備還會(huì)繼續(xù)增加。這就使得電子元器件的高效化對(duì)油耗性能提升影響越來越大。

 

　　其中，電源IC由于連接于輸出端的所有電子元器件的消耗電流均會(huì)從中流過，而被定位為要求更高效率的電子元器件。

 

　　為滿足這種高效化需求，對(duì)電源IC進(jìn)行脈沖控制（PWM：Pulse Width Modulation和PFM：Pulse Frequency Modulation等）已成為必然趨勢(shì)，但這種控制方式又會(huì)對(duì)周圍元件產(chǎn)生噪音干擾車載用電子元器件因噪音干擾而誤動(dòng)作，可能涉及到人身生命安全，因此，為使電子元器件在任何時(shí)候均可正常工作，產(chǎn)品必須符合CISPR25（發(fā)射干擾：產(chǎn)生干擾側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)）和ISO11452（抗干擾：受到干擾影響側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)）等電磁兼容相關(guān)的各種標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　因此，對(duì)車載用產(chǎn)品來說，不妨礙其他設(shè)備（發(fā)射干擾）、以及受到其他設(shè)備妨礙時(shí)能保持本來的性能（抗干擾）是非常重要的。

 

　　EMC（Electromagnetic Compatibility）從EMI（發(fā)射干擾）和EMS（抗干擾度）兩種性能兼?zhèn)涞谋匾�性角度被稱為“電磁兼容性”。

 

　　3．工藝的發(fā)展及其課題

 

　　工藝的微細(xì)化曾遵從摩爾定律迅速發(fā)展，但如今已不見以往的顯著發(fā)展態(tài)勢(shì)。

 

　　像電源IC這樣的產(chǎn)品，耗電量較大的電源IC其功率損耗也大。其損耗成為熱量，從IC經(jīng)由PCB和封裝散發(fā)到外部在車載等使用時(shí)周圍溫度較高的環(huán)境下，到達(dá)IC的使用溫度上限的容許溫差變小，從而必須極力控制其功率損耗導(dǎo)致的溫升。因此，需要改善（降低）芯片的散熱性能（熱阻）。

 

　　熱阻不僅受封裝的材質(zhì)、引線框架的材質(zhì)、固定芯片與框架的接合材質(zhì)影響，受到框架形狀和芯片尺寸的影響也很大。

 

　　遵循摩爾定律，芯片尺寸越來越小，使熱阻變高，即使消耗與以往相同的電量，芯片的溫升也會(huì)增大。

 

　　隨著車載控制設(shè)備的電子控制/電動(dòng)化發(fā)展，在被稱為“平臺(tái)化”的背景下，電子元器件的商品化也自然而然不斷發(fā)展。所以，即使熱阻增高，降低芯片尺寸也是必然選擇。

 

　　為解決這些問題，進(jìn)行控制設(shè)備的綜合散熱設(shè)計(jì)，使IC與PCB熱阻平衡變得越來越重要。

 

　　4．車載EMC對(duì)策例

 

　　如前所述，車載電子元器件必須符合CISPR25（發(fā)射干擾：產(chǎn)生干擾側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)）和ISO11452（抗干擾：受干擾影響側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)）等電磁兼容相關(guān)的各種標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　這些噪音干擾根據(jù)傳輸路徑，可分為直接經(jīng)布線傳輸?shù)膫鲗?dǎo)噪音和經(jīng)空氣傳輸?shù)妮椛湫栽胍簦▓D4，5）。輸入濾波器作為傳導(dǎo)噪音對(duì)策非常有效。

 

　　以Π型濾波器為做為基本型，針對(duì)未滿足標(biāo)準(zhǔn)的頻段，并聯(lián)阻抗較低的旁路電容。

 

　　下面的應(yīng)用實(shí)例DC/DC轉(zhuǎn)換器IC“BD90640EFJ-C”就是采用以上這種噪音對(duì)策應(yīng)用示例。

 

　　對(duì)于AM頻段噪音，使用Π型濾波器使之衰減；對(duì)于CB～FM頻段噪音，選用諧振頻率在20MHz左右的旁路電容使之衰減，以滿足CISPR25-Class5（圖6）要求。但是，在90MHz附近有噪音殘留，因此，通過再增加諧振頻率為100MHz左右的旁路電容，從而使所有頻段均滿足了Class5的要求。

 

　　最后，請(qǐng)注意，由于作為噪音對(duì)策所使用的電容的頻率特性因電壓、溫度依存性、尺寸及零部件廠家不同而不同，因此需要在使用前向廠家進(jìn)行確認(rèn)。

 

　　5．散熱對(duì)策時(shí)的注意事項(xiàng)

 

　　如前所述，隨著電子元器件向小型化發(fā)展，其發(fā)熱密度變高，因此，不僅確保配套設(shè)備整體的正常工作難度增加，而且確保壽命、可靠性也越來越難。

 

　　避免產(chǎn)生這些問題的散熱設(shè)計(jì)技術(shù)已成為非常重要的因素。

 

　　通常，只要知道PCB板貼裝時(shí)IC的熱阻θＪＡ和功耗，或封裝頂部中心溫度TT熱性能參數(shù)ΨＪT，即可知道IC大致的結(jié)點(diǎn)（接合部）溫度Tｊ。如何將該結(jié)點(diǎn)溫度Tｊ控制在絕對(duì)最大額定值以下是熱設(shè)計(jì)的根本。

 

　　此時(shí)必須要注意的是電子元器件的熱阻的定義。不同的廠家其定義、條件不同，這增加了熱設(shè)計(jì)的難度。雖然有JEDEC（半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）制定的JESD51標(biāo)準(zhǔn)系列等，但因各半導(dǎo)體廠家的理解不同，使得條件并未達(dá)到1對(duì)1的一致性，這是普遍現(xiàn)象。因此，在配套產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段需要注意。

 

　　一般半導(dǎo)體廠家定義的熱阻值是根據(jù)JESD51-2A（在305mm見方的外罩所包圍的無風(fēng)空間里，將安裝了1個(gè)IC的PCB板固定的狀態(tài)）測量的，與配套產(chǎn)品實(shí)際的使用環(huán)境差異較大。如中圖所示，當(dāng)配套產(chǎn)品使用多個(gè)該部件時(shí)，在很接近的狀態(tài)下配置會(huì)使每個(gè)部件的有效散熱面積減少。注意，這就意味著因熱阻增加導(dǎo)致各部件的溫度上升。

 

　　車載領(lǐng)域眾多ECU等使用的電源IC，同時(shí)也是我們身邊的電子設(shè)備不可或缺的產(chǎn)品。ROHM利用所擅長的模擬技術(shù)，打造出AC/DC轉(zhuǎn)換器IC及DC/DC轉(zhuǎn)換器IC等從一次側(cè)到二次側(cè)適用各種設(shè)備的豐富的產(chǎn)品陣容。未來，ROHM還將發(fā)力滿足前述的各種客戶需求的綜合應(yīng)用，進(jìn)一步完善產(chǎn)品陣容。

 

　　【關(guān)于ROHM（羅姆）】

 

　　ROHM（羅姆）創(chuàng)立于1958年，是全球著名半導(dǎo)體廠商之一。作為知名跨國集團(tuán)公司，“品質(zhì)第一”是ROHM的一貫方針。我們始終將產(chǎn)品質(zhì)量放在第一位。無論遇到多大的困難，都將為國內(nèi)外用戶源源不斷地提供大量優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并為文化的進(jìn)步與提高作出貢獻(xiàn)。

 

　　歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，ROHM的生產(chǎn)、銷售、研發(fā)網(wǎng)絡(luò)遍及世界各地。產(chǎn)品涉及多個(gè)領(lǐng)域，其中包括IC、分立元器件、光學(xué)元器件、無源元件、模塊、半導(dǎo)體應(yīng)用產(chǎn)品以及醫(yī)療器具。在世界電子行業(yè)中，ROHM的眾多高品質(zhì)產(chǎn)品得到了市場的許可和贊許，成為系統(tǒng)IC和最新半導(dǎo)體技術(shù)方面首屈一指的主導(dǎo)企業(yè)。

 

　　ROHM十分重視中國市場，已陸續(xù)在全國設(shè)立多家代表機(jī)構(gòu)，在大連和天津先后開設(shè)工廠，并在上海和深圳都設(shè)有設(shè)計(jì)中心和品質(zhì)保證中心，提供技術(shù)和品質(zhì)支持。

 

　　【關(guān)于ROHM（羅姆）在中國的業(yè)務(wù)發(fā)展】

 

　　作為在中國市場的銷售網(wǎng)點(diǎn)，最早于1974年成立了ROHM半導(dǎo)體香港有限公司。隨后，在1999年成立了ROHM半導(dǎo)體（上海）有限公司，2003年成立了ROHM半導(dǎo)體貿(mào)易（大連）有限公司，2006年成立了ROHM半導(dǎo)體（深圳）有限公司。為了迅速且準(zhǔn)確應(yīng)對(duì)不斷擴(kuò)大的中國市場的要求，ROHM在中國構(gòu)建了與ROHM總部同樣的集開發(fā)、銷售、制造于一體的一條龍?bào)w制。作為ROHM的特色，積極開展“密切貼近客戶”的銷售活動(dòng)，力求向客戶提供周到的服務(wù)。繼2010年下半年至今增設(shè)西安、成都、重慶、武漢、長春等5家內(nèi)陸地區(qū)的分公司以來，目前在全國共設(shè)有21處銷售網(wǎng)點(diǎn)，其中包括香港、上海、大連、深圳這4家銷售公司以及其17家分公司（分公司：北京、天津、青島、長春、南京、合肥、蘇州、杭州、寧波、西安、武漢、東莞、廣州、廈門、珠海、成都、重慶）。并且，正在逐步擴(kuò)大分銷網(wǎng)絡(luò)。

 

　　作為技術(shù)基地，在上海和深圳設(shè)有設(shè)計(jì)中心和QA中心，提供技術(shù)和品質(zhì)支持。設(shè)計(jì)中心配備精通各類市場的開發(fā)和設(shè)計(jì)支持人員， 可以從軟件到硬件以綜合解決方案的形式，針對(duì)客戶需求進(jìn)行技術(shù)提案。并且，當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生不良情況時(shí)，QA中心會(huì)在24小時(shí)以內(nèi)對(duì)申訴做出答復(fù)。

 

　　作為生產(chǎn)基地，1993年在天津（ROHM半導(dǎo)體（中國）有限公司）和大連（ROHM電子大連有限公司）分別建立了生產(chǎn)工廠。在天津進(jìn)行二極管、LED、激光二極管、LED顯示器、光傳感器的生產(chǎn)、在大連進(jìn)行電源模塊、熱敏打印頭、接觸式圖像傳感頭、圖片鏈接模塊、LED照明模塊、光傳感器、LED顯示器的生產(chǎn)，作為ROHM的主力生產(chǎn)基地，源源不斷地向中國國內(nèi)外提供高品質(zhì)產(chǎn)品。

 

　　此外，作為社會(huì)貢獻(xiàn)活動(dòng)中的一環(huán)，ROHM還致力于與國內(nèi)外眾多研究機(jī)關(guān)和企業(yè)加強(qiáng)合作，積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的研發(fā)活動(dòng)。2006年與清華大學(xué)簽訂了產(chǎn)學(xué)聯(lián)合框架協(xié)議，積極地展開關(guān)于電子元器件最尖端技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)學(xué)聯(lián)合。2008年，在清華大學(xué)內(nèi)捐資建設(shè)“清華ROHM電子工程館”，并已于2011年4月竣工。2012年，在清華大學(xué)設(shè)立了“清華-ROHM聯(lián)合研究中心”，從事“微能量裝置、硅發(fā)光體、生物傳感器、中國數(shù)字廣播（解調(diào)器）”等聯(lián)合研究項(xiàng)目。除清華大學(xué)之外，ROHM還與西安交通大學(xué)、電子科技大學(xué)、浙江大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)等高校進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作，不斷結(jié)出豐碩成果。

 

　　ROHM將以長年不斷積累起來的技術(shù)力量和高品質(zhì)以及可靠性為基礎(chǔ)，通過集開發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的扎實(shí)的技術(shù)支持、客戶服務(wù)體制，與客戶構(gòu)筑堅(jiān)實(shí)的合作關(guān)系，作為扎根中國的企業(yè)，為提高客戶產(chǎn)品實(shí)力、客戶業(yè)務(wù)發(fā)展以及中國的節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出積極貢獻(xiàn)。

 

      電源IC制造商面臨封裝日益復(fù)雜的困擾
 

     隨著電源管理要求越來越苛刻，分立電源半導(dǎo)體供應(yīng)商被迫推出采用無鉛或芯片級(jí)尺寸的先進(jìn)封裝，使商品元件變成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的器件。

 

    由于多數(shù)客戶不愿只從一家供應(yīng)商進(jìn)貨，所以供應(yīng)商希望他們的封裝能夠盡快被競爭者所采納。但供應(yīng)商指出，由于現(xiàn)在涉及到的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題較多，上述愿望很難實(shí)現(xiàn)。

 

    雖然促使供應(yīng)商采納標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力在于降低開發(fā)成本和擴(kuò)大需求，但手中掌握先進(jìn)封裝的供應(yīng)商由于擔(dān)心寶物落于他人之手或者失去市場領(lǐng)導(dǎo)地位，也不愿輕易向其它供應(yīng)商亮出自己的獨(dú)有技術(shù)。

 

     美國Vishay Siliconix銷售副主管Andrea Mirenda表示：“這件事令人左右為難，因?yàn)樵陂_發(fā)這些解決方案的過程中已經(jīng)投入了大量的財(cái)力和精力，如果能開始共享其中的一些開發(fā)成果，當(dāng)然很好，但共享到何種程度卻非常難以把握�？蛻魤毫κ且粋�(gè)推動(dòng)共享的因素。”

 

    Mirenda表示，Vishay Siliconix正在與其它供應(yīng)商就它的部分最新型封裝進(jìn)行討論，但她拒絕說明雙方將如何進(jìn)行交易。