國產車規新品涌現！電路保護方案走向高耐壓、大功率，高邊開關、ADC更高精度

電子發燒友網報道（文/莫婷婷）近年來，全球汽車市場快速發展。2023年，我國汽車產量達3016.1萬輛，同比增長11.6%；銷量為3009.4萬輛，同比增長12%。中國汽車工業協會表示，2023年國內汽車產銷量均創歷史新高。

下游市場的發展，給上游市場也帶來了成長機會。特別是隨著汽車高可靠性、高智能化的發展趨勢，汽車芯片、功率器件以及被動器件等產品在可靠性等多個方面的要求都在增加。近期，電子發燒友網在行業展會上看到多家汽車半導體器件廠商均展示了各自的汽車新品，通過對產品的技術迭代，不斷適配市場的需求。


多款車規高邊開關芯片、ADC新品亮相，IGBT模塊加速上量
希荻微現場展示了多款汽車領域的高邊開關產品。例如汽車級單通道高邊開關芯片HL8518，80mΩ Rds(on)帶電流檢測模擬反饋，休眠功耗小于1uA，適用3.3V和5V邏輯電平，芯片工作結溫(Tj)為-40℃~+150℃。這也是今年剛發布的新品。此外，希荻微還展示了50mΩ的車規高邊開關芯片HL8545，四通道40V ，待機電流可做到＜0.4μA，可用于側繼電器和閥門。

圖：希荻微高邊開關芯片

芯海已有多款產品通過車規級驗證，包括32位通用車規微控制器車規級壓力觸控SoC芯片、車規USB Type-C控制器，以及新品汽車級 ADC。

汽車級ADC包括CS1x1x系列Sigma-Delta ADC、CS1795x SAR ADC。CS1x1x系列集成高精度基準和溫度傳感器，寬電壓供電范圍為2V到5.5V，可編程增益放大器(PGA)的輸入范圍從±102.4mV到±6.144 V，可用于汽車BMS、ADAS、OBC等場景。CS1795x 支持16/12/8/4通道，最高采樣速率高達1MHz，應用于BMS電池總壓和絕緣檢測、ADAS域控等場景。

士蘭微的產品包括集成電路、分立器件產品和發光二極管產品三大類。2023年主營業務
同比上升了12.28%，其中集成電路產品的營收達到31億元，同比增長了14.88%。

在此次行業展會上，士蘭微展示了新能源汽車-汽車主/輔驅功率模塊、車規級功率器件、車載空調智能功率模塊等產品，產品可應用于充電樁、車載充電器、車身域、汽車照明等領域。

新能源汽車-汽車主/輔驅功率模塊產品方面，士蘭微展示了其Silan B7 Pro單并模塊、黑金剛IGBT功率模塊、B3D模塊等產品。其中，Silan B7 Pro單并模塊SGM480SS8B7TFM、黑金剛IGBT功率模塊基于FS5++工藝。SGM480SS8B7TFM的功率可達120kW、峰值電流能力可達350ARMS，主要用于混動汽車等應用領域。

黑金剛IGBT功率模塊主要用于純電動汽車領域，IGBT集成片上溫度檢測功能，VCES 750V。據了解，士蘭微的IGBT（包括 IGBT 器件和 PIM 模塊）產品在2023年的營收達到 14 億元，同比增長140%以上，也是增長最快的產品之一。

IGBT 是新能源汽車的能源轉換和傳輸的核心器件，隨著新能源汽車對續航里程、充電速度等各方面的要求，特別是800V平臺新能源汽車的滲透率逐漸提升，IGBT也朝著高性能迭代。士蘭微已經推出了600A/1200V IGBT模塊（B3模塊），作為高性能的汽車驅動模塊，能夠提升新能源汽車的行駛動力和充電速度。未來，市場對高性能 IGBT 的需求將持續增長。除了士蘭微，業內的IGBT廠商還有時代電氣、斯達半導。

圖：新能源汽車-汽車主/輔驅功率模塊

SIC、GaN第三代半導體產品“涌現”
當前，越來越多汽車廠商推出超級快充系統，除了IGBT在快充發揮出關鍵性能，憑借高導熱率、高擊穿場強等特性，碳化硅（SiC）也在汽車領域嶄露頭角，成為汽車電力系統的關鍵材料。研究機構認為，到2027年，碳化硅功率器件的市場規模將超過100億美元。

碳化硅的技術瓶頸主要是在設備、工藝、材料、專利等各方面。在國內廠商的積極投入下，當前，碳化硅功率半導體模塊國產化的導入率約為8%，未來這個數字還將持續提升。

芯干線展示了公司碳化硅MOS、碳化硅二極管等產品，可用于電動汽車充電、太陽能光伏逆變器、DC/DC轉換器等領域。

圖：芯干線碳化硅產品

目前，士蘭微已經推出了多款SiC MOSFET，具備低導通損耗、開關損耗等特點。例如SCDP120R013N2P48是一款1200V、13.5mΩ的SiC MOSFET，能夠用于電動汽車的高壓DC/DC轉換器以及快速充電器等場景。

士蘭微2023年財報顯示，公司的Ⅱ代 SiC MOSFET 芯片生產的電動汽車主電機驅動模塊，已通過部分客戶測試，今年一季度開始實現批量生產和交付。

圖：士蘭微碳化硅產品

安世半導體在汽車領域已經推出了汽車二極管、汽車ESD保護和TVS、汽車MOSFET等產品。其在2023年12月推出了首款 SiC MOSFET。根據介紹，公司的1200 V SiC MOSFET，工作溫度范圍內RDson漂移超低，是業界的1.4倍，能夠減少高工作溫度下的導通損耗，適用于電機驅動等場景。超低閾值電壓容差，閾值電壓可以做到2.9 V。還具有低柵極電荷、超低正向壓降等優勢。

作為業內的氮化鎵以及碳化硅器件廠商，芯干線還展示了公司的650V氮化鎵功率器件，通態電阻為100毫歐，可用于E-Bike Charger 電動自行車充電器等產品。


高耐壓、大功率，汽車電路保護方案持續升級
隨著汽車電氣化的發展趨勢，對電路保護的要求也在不斷提升。在展會上，Littelfuse、里陽半導體均展示了公司的最新產品。

Littelfuse在汽車電路保護方面推出了TVS二極管、保險絲等多款產品。Littelfuse已經推出了包括828系列、526系列、885系列在內的多個系列保險絲/熔斷器。值得一提的是，Littelfuse率先完成了保險絲的AEC-Q200 E版本車規級驗證。

圖：Littelfuse汽車級保險絲、TVS二極管

根據介紹，526系列額定電壓為500 Vac/Vdc，額定分斷電流為10,000A，標稱額定電流為30A-50A，可用于車載充電器（OBC）和配電盒（PDU）中。483A系列是一款超小1206尺寸的保險絲產品，工作溫度范圍為-55°到12°。

里陽半導體作為業內的汽車電子保護方案提供商，也推出了多款車規瞬態電壓抑制二極管TVS。其中，LRD60T-16W系列可用于充電樁，具備優秀的溫度降額特性，適配高耐壓、大功率的應用環境。

汽車BMS中，TVS能夠應用在電源端口保護、信號端口保護等方面。一般來說，TVS的VR值需要大于或等于應用電路電壓的1.2倍，不同的應用場景相對于的功率也不相同，因此需要選擇合適功率的TVS。目前，里陽半導體已經推出了用于DC12V電源系統的SM8S24A，以及用于DC24V電源系統的SM8S33A。

從上述產品來看，不管是保險絲還是TVS，產品的迭代都在朝著高耐壓、大功率的趨勢迭代，并且通過AEC-Q200 E版本的保險絲，對工作范圍溫度也有了更高的要求。