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      徐輝:從半導體角度看新能源汽車和電力電子
      作者: admin 時間:2017-07-05 09:38:16 點擊數:0

       2017年7月19日,中國電動汽車百人會2017年第四期“電動汽車熱點問題研討會”在湖南省株洲市召開,本期研討會聚焦“新能源汽車電力電子技術”。

        中國客車網從現場了解到,依靠關鍵技術的突破創新提高核心競爭力,已成為新能源汽車領域的共識。電力電子作為新能源汽車的關鍵技術,其技術進步影響著新能源汽車產業向電動化、智能化方向邁進。英飛凌科技(中國)有限公司大中華區汽車電子副總裁徐輝演講實錄如下:

        今天我也簡短的跟大家分享一下從半導體的角度我們怎么來看整個新能源汽車的發展和電力電子相關的元器件的配合。首先為什么要談半導體,我們英飛凌是一家全球領先的半導體公司,首先為什么要談半導體,我想剛才最開始歐陽老師已經幫我墊下了比較好的基礎,歐陽老師剛才講到說,做電腦最難的是做芯片,做逆變器關鍵的部件就是IGBT,為什么談到半導體,是因為大家看到現在不止汽車行業,所有行業的創新其實最大的動力就是電氣化、電子化,怎么來推動電子化的發展,是最終要靠技術來實現的,技術的基礎就是半導體,沒有半導體的實現技術最終就沒有辦法集成,我們作為半導體的行業人員必須走到技術的最前沿,能夠把半導體的技術實現,所以我們必須走到最前端。

        從我們英飛凌的角度,我們看到整個汽車行業的發展,從電氣化和智能化,我們認為這四大是最大的趨勢,今天我們所在的最主要的新能源汽車,后續從節能減排到整個汽車的混動到純電動的發展,我們認為一定是必須發展的一個趨勢,也是必定要發展的一個趨勢。除了這個之外,現在大家也都很熱心聽到的一個自動駕駛,到后續的網聯汽車,最終整個環境下我們必須要做到信息安全防范,所以我們認為這四個方向一定是將來汽車發展的一個最終的趨勢。

        其實整個電子系統架構的實施和執行,其實這個原理還是比較簡單的,從我們大家知道的傳感,我們就拿自動駕駛作為例子,自動駕駛其實大家都知道,自動駕駛的核心元器件就是傳感器,我們看到一個傳感器傳感的信號,比如有一個行人,前面有一輛車,這個信號傳遞到我們的控制器,會做出一個判斷,這就是我們汽車的大腦,這里面會做一個判定,我們是要剎車,還是要加速,還是要轉向,最終傳遞到我們的執行器件,是要踩剎車還是要去做轉向,整個原理還是蠻簡單的。為什么很復雜呢?其實最終還是要談到我們市場的趨勢是需要我們汽車的電氣化、智能化,就是我們要避免事故,我們要自動駕駛,我們要聯網汽車,但是這里面最核心關鍵的,剛才徐總也提到,就是我們怎么能達到可靠、安全,這才是我們最基本的原則,如果汽車不安全、不可靠了所有這些都是天方夜譚,所以我們必須回到最基礎的汽車的安全,從系統到整車。

        回到我們新能源汽車的話題,我們曾經做過一些分析,其實新能源汽車要比傳統汽車對電子器件和系統的要求更高,我們做過平均分析,可能從器件的基礎來講,要比傳統車的性能要求高過比如說3—4倍,因為其實新能源車所有的體系要求,包括他工作的時間和周期都要比傳統車更長,傳統車你不開的時候其實是停在那里的,但是新能源車你可能是在充電或者在做充電的準備,所以其實這個電動車更需要更高性能的元器件。整個從系統的要求來講,可能要求也更高,很多的元器件到系統都要達到一定的等級,整個新能源車的要求更高,所以我們更要注意整個系統的設計達到ISO26262的要求。

        談到元器件回到我們今天的主題,就是IGBT的主題,剛才我也比較有感受,歐陽老師提到的IGBT這個話題,其實IGBT本身技術可能大家都可以研究出來,但是實際上IGBT的一個核心是一個經驗的積累,我們英飛凌其實是從90年左右就開始研發和生產IGBT,我們第一個IGBT的系列產品是在1993年推出的,到今天已經超過了25年整個的過程,我們也看到我們做過很多不同代的產品,我們其中一個比較大的器件,這個是我們當年給三峽工程提的IGBT的模塊,我們真正汽車級的模塊是在2007年推出的,所以到今天也有10年的歷史了,所以我們認為這個經驗的積累和能夠了解整個系統的需求,對于核心的元器件來說是非常非常重要的,到我們今天在2015年兩年前推出的最新的汽車級的產品系列,我們認為我們是在不斷的有一些技術的更新以能夠提高能效的。

        另外提到這個功率器件,其實我們希望提供的整個產業鏈來講,不止是模塊,所以從我們的角度來講其實有三類可以供客戶來選擇,首先就是裸片,就是我們的晶圓,另外分離式器件,比如特斯拉,我們也支持這樣的客戶,后面談到整個模塊,其實模塊最核心的好處就是,它是高集成的,我們在模塊里集成了很多在系統里不需要再去考慮或者不需要再擔心的問題,所以其實從客戶的角度或者車廠的角度,大家可以根據自己系統集成的需求來自由選擇你所需要的集成程度,當然模塊的集成程度高,對系統的要求相對就低一些,如果您去做自己的封裝或者選擇分離式的,其實很多系統上就會考慮現在模塊已經承擔的這些功能,所以這些是根據您的系統的考慮來定的。另外我們認為后續,剛剛有嘉賓提到雙面水冷,就是DSC的產品,我們認為后續的DSC的產品也會使用,需要整個系統設計考慮到更多的散熱等等的更高的需求。

        談到IGBT就必須談到IGBT的晶圓,為什么晶圓做到8寸、6寸、12寸,為什么做的越來越大?談到晶圓就是兩個要求,一個是晶圓的大小、一個是功率密度,目前英飛凌是唯一生產12寸晶圓的廠家。第一,經濟效益,晶圓越大可以切更多的芯片,成本就越低。供貨來講,將來電動車到了每年200萬臺、300萬臺那個時候我們的產量就會不足,更大的晶圓就會有更多晶圓的產量,更薄的晶圓要求更高的工藝,可以提高本身節溫的溫度,從而提高功率密度,這是必須的趨勢,我們也建議做晶圓的廠家會考慮更大的晶圓,從6寸到8寸,后續到12寸的轉換。

        我們英飛凌在做什么,這幾年我們一直在布局新能源汽車,了解半導體行業的可能知道半導體行業最核心的需求,就是需要很大量的投資,所以我們工廠的投資都相當大,今年我們已經追加了差不多1億歐元的投資去準備新能源汽車后續量的爬坡,我們在做兩件事,一件就是多工廠的生產保證,因為經過前幾年日本地震,我們發現其實單工廠生產的風險很大,所以我們現在所有的工廠針對于功率器件和微處理器都有雙道工廠的生產,可以保證供貨的安全。

        另外一件事情,增加產能,我們在德國的Dresden的工廠已經全部量產了的晶圓,我們在馬來西亞Kulim會生產200毫米晶圓的工廠,第三,在后道的封裝我們也增加了很多的產能,能夠滿足后面汽車模塊的要求。

        最后很多嘉賓也談到碳化硅,其實現在碳化硅還是有一定瓶頸的,一個是本身生產的效率和整個生產的流程需要更多的提升去降低成本,從另外一個角度上來講,目前從汽車的角度上來講,還有很少的真正系統能用滿、用足碳化硅器件的要求,能夠去平衡這個成本的增加,目前來講我們看到的可能碳化硅比硅的產品大概在3倍成本的價格,所以你必須是需要這個器件或者這個系統達到這個要求之后去平衡這個成本的差價,才能夠用到這個碳化硅的產品,所以我們認為在汽車上首先會運用碳化硅的應該是DC/DC這一類的應用,后面可能才會進入真正的主逆變器,當然這是一個過程,所以我們也是在慢慢的加速我們本身的碳化硅產品的研發,希望配合各個客戶能夠加速進程。

        從我們本身的產品來講,我們碳化硅也是跟硅的產品一樣,從我們的晶圓到分離式的MOSFET和到模塊化整個供貨的方式是沒有變化的,所以我們也是希望看到更多的客戶跟我們一起來做碳化硅方面的試用和研發。

        最后,其實我認為做這幾年半導體有一個最大的感受,其實我們是需要拉動整個產業鏈的,其實在座的所有的,不管是專家還是廠還是一級供應商還有二級供應商都是我們英飛凌的客戶,我們其實是看很多很多不同的客戶和不同專家的理解,我們希望盡我們力量推動新能源汽車的發展,跟更多的朋友研討怎么支持新能源汽車能夠加速發展。

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