作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案提供商，安森美（onsemi）的業(yè)務(wù)涵蓋汽車電子、工業(yè)自動化、能源基礎(chǔ)設(shè)施、云計(jì)算與消費(fèi)電子等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，致力于推動高效能、高可靠性技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。本期對話安森美：聚焦汽車電氣化核心——48V系統(tǒng)，深入探討安森美如何通過先進(jìn)的功率半導(dǎo)體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率與功率密度的雙重突破。

采訪人：安森美中國區(qū)汽車現(xiàn)場應(yīng)用工程經(jīng)理 Chao Peng

采訪問題

1.48V系統(tǒng)對功率器件（如MOSFETs, SiC/GaN器件）提出了更高要求。安森美在用于48V應(yīng)用的功率半導(dǎo)體上有哪些最新的技術(shù)突破？特別是在優(yōu)化系統(tǒng)效率和功率密度方面。

在汽車48V系統(tǒng)的功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，安森美(onsemi)通過材料創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與系統(tǒng)級協(xié)同實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，尤其在提升系統(tǒng)效率和功率密度方面取得顯著進(jìn)展，持續(xù)領(lǐng)跑行業(yè)。

汽車功率模塊(APM)憑借低雜散電感和更好的電磁干擾 (EMI) 性能，將高度集成且緊湊的設(shè)計(jì)提升到新的水平。功率 MOSFET 芯片彼此靠近且包含在同一個(gè)封裝內(nèi)，這樣可以減少封裝寄生效應(yīng)，為最大 VDS 電壓提供更多的裕量，并降低開關(guān)損耗。高效的電流處理使得 PCB 中無需高電流路徑。以APM21為例，該模塊集成了 6 個(gè) 100V MOSFET（3x 半橋） ， 可處理48V 三相大功率輔助應(yīng)用，如電動渦輪增壓器、暖通空調(diào)電動壓縮機(jī)、各種泵和風(fēng)扇。安森美還有其他 APM 系列，如APM12、APM19 和 APM21等，提供多種封裝，專為 48V 配件、48V 電池開關(guān)和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器而設(shè)計(jì)。

T10 MOSFET也是技術(shù)突破的一個(gè)典型例子。T10 是安森美繼 T6 和 T8 成功之后推出的新型技術(shù)節(jié)點(diǎn)， T10-M 采用特定應(yīng)用架構(gòu)， 具有極低的 RDS(ON) 和軟恢復(fù)體二極管， 專門針對電機(jī)控制和負(fù)載開關(guān)進(jìn)行了優(yōu)化。 另一方面， T10-S 專為開關(guān)應(yīng)用而設(shè)計(jì)， 更加注重降低輸出電容。 雖然會犧牲少量的 RDS(ON)， 但整體效率更好， 特別是在較高開關(guān)頻率時(shí)。

圖：T10 MOSFET

對于低壓 FET，襯底電阻可能占 RDS(ON) 的很大一部分。因此，隨著技術(shù)的進(jìn)步，使用較低電阻率的襯底和減薄晶圓變得至關(guān)重要。在 T10 技術(shù)中，安森美成功減小了晶圓厚度，從而將 40V MOSFET 中襯底對 RDS(ON) 的貢獻(xiàn)從約 50% 減少到 22%。更薄的襯底也提高了器件的散熱能力。

此外，在高功率應(yīng)用中，MOSFET開關(guān)的散熱能力非常重要。傳統(tǒng)SMD 主要從封裝底部通過 PCB 散熱， 散熱效果并不理想。安森美推出的頂部散熱封裝（TCPAK57），進(jìn)一步提高了散熱性能，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加緊湊和高效。

圖：頂部散熱

2.安森美為48V輕度混合動力系統(tǒng)提供了哪些關(guān)鍵產(chǎn)品組合？能否重點(diǎn)介紹1-2款近期推出的、代表公司技術(shù)優(yōu)勢的產(chǎn)品或解決方案？

安森美為48V輕度混合動力系統(tǒng)提供全面的產(chǎn)品，包括功率器件、柵極驅(qū)動器和數(shù)字隔離、保護(hù)器件、輔助電源、車載網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器等等多種關(guān)鍵產(chǎn)品組合。

電子保險(xiǎn)絲(eFuse) 可以通過構(gòu)建冗余網(wǎng)絡(luò)來提高 48V 電氣架構(gòu)的穩(wěn)健性和可靠性。安森美的NIV3071 eFuse 可以保護(hù)最多 4 個(gè)獨(dú)立的 48V 或 12V 下游負(fù)載，使它們免受輸出短路、過載和過電流事件的影響。一個(gè)電源可以安全地驅(qū)動 4 個(gè)受保護(hù)的獨(dú)立負(fù)載，每個(gè)負(fù)載以 2.5A 連續(xù)電流運(yùn)行。NIV3071的四個(gè)通道還可以并聯(lián)使用，驅(qū)動最高達(dá) 10A 的負(fù)載電流。該產(chǎn)品擁有5x6mm 的小型封裝，有利于縮小PCB尺寸。

圖：4個(gè)ECU受eFuse保護(hù)的示例

第4代智能LED驅(qū)動器NCV78902是目前行業(yè)內(nèi)少有的能工作在48V電池電壓的LED驅(qū)動器，憑借其雙相升壓架構(gòu)、高頻小型化設(shè)計(jì)、動態(tài)可編程性及高合規(guī)性，不僅滿足當(dāng)前汽車照明的高性能需求，更以靈活兼容性和前瞻技術(shù)布局，推動軟件定義汽車與區(qū)域架構(gòu)的發(fā)展。

圖：第4代智能LED驅(qū)動器NCV78902

T10 分立 MOSFET 采用屏蔽柵極溝槽技術(shù)，具有超低 RDS(ON)、低噪聲、低 EMI、最小化過沖和業(yè)界領(lǐng)先的體二極管（低 Qrr、Trr）等特性。T10 旨在增強(qiáng)性能、提高效率、減少振鈴、最大限度地降低過沖和噪聲。T10 還可以服務(wù)于各種需要 40V 和 80V MOSFET 的新型 48V 應(yīng)用和傳統(tǒng) 12V 應(yīng)用。

柵極驅(qū)動器設(shè)計(jì)在有效降低 48V汽車系統(tǒng)的功率損耗方面發(fā)揮著重要作用。面向 48V應(yīng)用的安森美柵極驅(qū)動器可以將MOSFET柵極快速充電和放電，從而顯著降低損耗。FAD3151MXA 和 FAD3171MXA 是 110V、2.5A 多功能車用單通道浮柵驅(qū)動器，適合驅(qū)動最高達(dá) 110 V電壓的高速功率 MOSFET。

3.48V系統(tǒng)面臨來自純電動和800V電壓混動等的競爭。安森美如何看待48V在整體電氣化藍(lán)圖中的長期定位？公司如何布局其技術(shù)和產(chǎn)品路線圖，以保持在這一領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢？是否看到SiC/GaN在48V系統(tǒng)中更廣泛應(yīng)用的潛力？

最初，48V輕混系統(tǒng)是傳統(tǒng)燃油汽車向純電動汽車過渡的重要橋梁，能以相對較低的成本實(shí)現(xiàn)一定程度的電氣化，提升車輛性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。隨著汽車電動化進(jìn)程的加速發(fā)展，48V 系統(tǒng)已經(jīng)嬗變?yōu)橄乱淮嚨牡蛪汗┡潆娤到y(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓，會取代現(xiàn)有的12V供配電系統(tǒng)。

新能源汽車搭載有高壓與低壓兩套供配電系統(tǒng)，高壓電池組（通常為 400 V 或 800 V 架構(gòu)） 為車輛提供動力與空調(diào)電源， 出于用電安全，轉(zhuǎn)換效率和輸配電便利等考慮，另需要一套在安全電壓范圍內(nèi)的低壓供配電系統(tǒng)，低壓供配電系統(tǒng)的能量自高壓供電轉(zhuǎn)換而來，用于各大車輛控制系統(tǒng)與座艙應(yīng)用，目前廣泛采用從燃油車?yán)^承的12V供電系統(tǒng)，但對于某些應(yīng)用， 48 V 可帶來顯著優(yōu)勢。48V 系統(tǒng)能夠有效減小線纜尺寸，它支持使用更細(xì)的線束，為散熱風(fēng)扇、車艙通風(fēng)系統(tǒng)和座椅加熱等功能供電。更纖細(xì)的線束不僅減輕了車輛整體重量，在低電流需求場景下，還能顯著提升能效，實(shí)現(xiàn)輕量化與節(jié)能的雙重優(yōu)化。

其次，在高壓（HV）不適用的場景中，48V 系統(tǒng)展現(xiàn)出獨(dú)特價(jià)值。BEV 主電池組的高電壓并不適配座椅加熱這類低功率功能，若強(qiáng)行使用，不僅需額外安全防護(hù)，還會造成能源浪費(fèi)。48V 系統(tǒng)則能在節(jié)能與安全性之間達(dá)成良好平衡，同時(shí)為先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動駕駛技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

電動轉(zhuǎn)向、線控轉(zhuǎn)向和線控制動（電子線控 ） 都需要消耗大量電力，而電子線控系統(tǒng)更是對可靠性 、安全性和冗余度提出了更高的要求。與12V系統(tǒng)相比， 48V系統(tǒng)可使線控轉(zhuǎn)向等大功率組件的冗余執(zhí)行器更輕、更具性價(jià)比。

安森美針對48V應(yīng)用提供全面的產(chǎn)品，包括功率器件、柵極驅(qū)動器和數(shù)字隔離、保護(hù)器件、輔助電源、車載網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器等等，同時(shí)緊跟行業(yè)趨勢，重點(diǎn)布局 T10 技術(shù)、APM 系列產(chǎn)品以及 efuse 等核心產(chǎn)品，并持續(xù)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，助力 48V 系統(tǒng)性能提升與應(yīng)用拓展。?

4.除了傳統(tǒng)輕混動力，48V架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心、電信設(shè)備、工業(yè)自動化（如AGV、機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動）等領(lǐng)域的應(yīng)用正在興起。安森美如何看待這些非汽車領(lǐng)域的48V市場潛力？公司有哪些針對性的產(chǎn)品和解決方案正在布局或已經(jīng)推出？

48V架構(gòu)除了應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，在數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動化等領(lǐng)域同樣需求旺盛。安森美高度重視非汽車領(lǐng)域 48V 架構(gòu)的市場潛力，這些新興應(yīng)用不僅與汽車電動化技術(shù)形成協(xié)同效應(yīng)，更代表著全球能源效率升級的戰(zhàn)略方向。從數(shù)據(jù)中心到工業(yè)自動化，48V 架構(gòu)通過降低電流損耗、提升功率密度，正成為各行業(yè)能效革新的核心驅(qū)動力。

例如，在數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商越來越多地利用48V架構(gòu)取代傳統(tǒng)的12V直架構(gòu)來提高效率并支持不斷增長的電力需求。通過實(shí)現(xiàn)更有效的電源轉(zhuǎn)換和降低電流需求，48V系統(tǒng)也提供了更好的熱管理。在數(shù)據(jù)中心中，安森美的PowerTrench® T10 器件在關(guān)鍵參數(shù)方面的改進(jìn)提高了中低壓、大電流開關(guān)電源解決方案的效率。通常情況下，開關(guān)損耗比上一代器件最多可降低 50%，而導(dǎo)通損耗可降低 30%-40%。