清潔安全的汽車將由功能電子化和自動(dòng)駕駛賦能

未來的汽車將是清潔和安全的汽車，由先進(jìn)的汽車功能電子化和自動(dòng)駕駛技術(shù)賦能。

一、功率器件賦能電動(dòng)汽車

電動(dòng)車可幫助實(shí)現(xiàn)零排放，其市場(chǎng)發(fā)展是令人興奮和充滿生機(jī)的，隨著電動(dòng)車銷售不斷增長(zhǎng)，必須推出滿足駕駛員需求的基礎(chǔ)設(shè)施，以提供一個(gè)快速充電站網(wǎng)絡(luò)，使他們能夠快速完成行程，而沒有 “續(xù)航里程焦慮癥”。這 一領(lǐng)域的要求正在迅速發(fā)展， 需要超過350 kW 的功率水平和95%的能效成為“常規(guī)”。

▲安森美汽車戰(zhàn)略及業(yè)務(wù)拓展副總裁 Joseph Notaro

鑒于這些充電樁部署在不同的環(huán)境和地點(diǎn)，緊湊性、 魯棒性和增強(qiáng)的可靠性都是設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)。安森美(onsemi)用于各種車載充電器(OBC)平臺(tái)的高壓硅和 碳化硅(SiC)功率開關(guān)，加快充電時(shí)間。尤其是SiC可以優(yōu)化充電能效和實(shí)現(xiàn)快速充電，讓駕駛員花更少的時(shí)間充電，目標(biāo)是在幾乎與傳統(tǒng)汽車加油相同的時(shí)間內(nèi)為 電動(dòng)車充電。然而，由于SiC的物理特性，存在一些挑戰(zhàn)。

安森美擁有數(shù)十年硅制造專知，正走在將碳化硅以最佳性能和質(zhì)量、合適的成本大批量推向市場(chǎng)。如最新的1200 VM1完整SiC MOSFET 2 pack模塊(如圖1)， 基于平面技術(shù)，適合(18~20) V范圍內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電壓，易于用負(fù)門極電壓驅(qū)動(dòng)。較大裸芯片與溝槽式MOSFET相比，降低了熱阻，從而在相同的工作溫度下降低了裸芯片溫度。NXH010P120 MNF配置為2-PACK半橋架構(gòu)，是采用F1封裝的10 mohm器件，而NXH006P120MNF2是采用F2封裝的6 mohm器件。這些封裝采用壓接式引腳，且嵌入的一個(gè)負(fù)溫系數(shù)(NTC)熱敏電阻有助于溫度監(jiān)測(cè)。

安森美的SiC MOSFET與新的模塊和門極驅(qū)動(dòng)器相輔相成，比類似的硅器件提供更勝一籌的開關(guān)性能和增強(qiáng)的散熱性，令能效和功率密度更高，電磁干擾(EMI)得以改善，并減小系統(tǒng)尺寸和 重量。

安森美最近發(fā)布的650 V SiC MOSFET采用新穎的有源單元設(shè)計(jì)，結(jié)合先進(jìn)的薄晶圓技術(shù)，使(RDS(on)*area)的品質(zhì)因數(shù)(FoM)達(dá)到同類最佳。該系列器件如NVBG015N065SC1、NTBG015N065SC1、NVH4L015N065SC1和NTH4L015N065SC等是市場(chǎng)上采用D2PAK7L/TO247封裝的具有最低RDS(on)的 MOSFET。1200 V和900 V N溝道SiC MOSFET芯片尺寸小，減少了器件電容和門極電荷(Qg低至 220 nC)，從而減少電動(dòng)車充電樁所需高頻工作的開關(guān)損耗。

二、圖像傳感器賦能智能感知

隨著車輛向更先進(jìn)的安全性和自主性的演變，車輛需要感知到車輛內(nèi)部、車輛周圍和遠(yuǎn)離車輛的地方發(fā)生了什么，以主動(dòng)采取行動(dòng)保護(hù)車內(nèi)人員和車外行人。智能感知方案是先進(jìn)安全和自主功能的核心，包括圖像傳感器、激光雷達(dá)等，它們是車輛的眼睛和耳朵，需要在所有照明條件下(白天、晚上、在明亮的陽光下駛?cè)? / 駛出隧道等)和所有天氣條件下運(yùn)行。傳感器的性能每一代都在提高，工作范圍也在擴(kuò)大。

今天的汽車圖像傳感器清晰度更高(>800 萬像素)，動(dòng)態(tài)范圍更高(>140 dB)，改進(jìn)的圖像質(zhì)量可更早檢測(cè)到易受傷害 的道路使用者(VRU)，且有更大的余量。此外，這種改進(jìn)的性能正在為更高水平的安全和自動(dòng)駕駛功能開辟道路，因?yàn)樗軌蚋玫貦z測(cè)車道和道路上的危險(xiǎn)物體，識(shí)別交通標(biāo)志的限速信息，區(qū)分交通燈的紅、黃、綠信號(hào)等。激光雷達(dá)(LiDAR)傳感器同樣有著類似的性能提升。這些多樣化和互補(bǔ)的感知模式使得車輛在所有天氣和駕駛條件下達(dá)到更高的自動(dòng)化水平。

為支持從2、3級(jí)自動(dòng)駕駛躍遷到更高的等級(jí)和實(shí)現(xiàn)零交通事故，安森美不斷提高傳感器在所有條件下的性能。作為第一大汽車圖像傳感器供應(yīng)商，安森美提供的傳感器具備領(lǐng)先業(yè)界的高動(dòng)態(tài)范圍、減少LED閃爍(LFM)和微光靈敏度(如我們的230 萬像素AR0233AT或830 萬像素AR0820AT)，并不斷推動(dòng)創(chuàng)新。安森美用于LiDAR的核心傳感器技術(shù)對(duì)單個(gè)光子敏感，同時(shí)還能在環(huán)境陽光直射條件下工作。

硅光電倍增器(SiPM)是基于單光子雪崩二極管(SPAD)的探測(cè)器，使系統(tǒng)能夠探測(cè)到最遠(yuǎn)的物體，即使它們 的反射率極低(如圖 2)。SPAD陣列是飛行時(shí)間圖像傳感器，可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的4D成像，同時(shí)捕獲場(chǎng)景中所有點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)和強(qiáng)度(如車規(guī)級(jí)ArrayRDM- 0112A20-QFN 1x12元素硅光電倍增管(SiPM)陣列)。