《電子技術(shù)應(yīng)用》
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精工半導(dǎo)體攜車載IC 為您解讀鋰電安全

2017-04-09
關(guān)鍵詞: 半導(dǎo)體 IC 摩爾定律 鋰電

回顧半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)50多年的歷史,會發(fā)現(xiàn)總是數(shù)字IC在推動各種應(yīng)用前行。如今摩爾定律逐漸退出歷史舞臺,在各個創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域無所不在的模擬IC終于踏上逆襲之路。在今年的慕尼黑上海電子展上,精工半導(dǎo)體有限公司(下稱“精工半導(dǎo)體”)攜多款高品質(zhì)車用半導(dǎo)體器件和消費類電源管理IC亮相,吸引了眾多參觀者駐足而觀。精工半導(dǎo)體技術(shù)支持部總工程師張煒和OFweek電子工程網(wǎng)交流分析了中國半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)階段的發(fā)展特點,以及提升鋰電安全性能的技術(shù)方法。

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精工半導(dǎo)體有限公司技術(shù)支持部總工程師張煒

OFweek電子工程網(wǎng):精工半導(dǎo)體在本次展會上展出了多款車用半導(dǎo)體器件,在車用半導(dǎo)體技術(shù)上,精工半導(dǎo)體有哪些優(yōu)勢?

張煒:精工半導(dǎo)體以生產(chǎn)用于石英手表的CMOS IC起家,跨入CMOS IC的開發(fā)和制造行業(yè)后,一直以高精度、低功耗、小封裝、高品質(zhì)為模擬半導(dǎo)體產(chǎn)品生產(chǎn)原則,而我們的高可靠性車載設(shè)備用IC正是以此原則生產(chǎn)制造的。

OFweek電子工程網(wǎng):本次展會上帶來哪些產(chǎn)品?有什么優(yōu)勢?從民用領(lǐng)域到軍用領(lǐng)域,對霍爾IC提出了什么更高的技術(shù)要求?

張煒:本次展會上,精工半導(dǎo)體重點推出的是車載類IC,正如現(xiàn)場展示的這款用于固化汽車里小型CPU運轉(zhuǎn)程序的車載用 EEPROM。每一輛汽車內(nèi)部都需要搭載幾十個小型CPU,在日本市場更是需要外掛EEPROM,因此在日本汽車設(shè)備行業(yè),精工半導(dǎo)體的市場占有率位高達80%以上位列第一,全球市場占有率居第二。

此外,我們還帶來了電壓檢測器、LDO等電源管理IC,這些產(chǎn)品主要面向便攜式消費類應(yīng)用。其中,自帶看門狗電路的復(fù)合型IC憑借低功耗、高耐壓、耐高溫的優(yōu)勢,頗受工程師們青睞。

在車載霍爾IC方面,精工半導(dǎo)體的產(chǎn)品主要用于磁場檢測,如汽車馬達、車窗、雨刮器等位置的檢測。在時鐘芯片方面,我們有用于記錄絕對時間的實時時鐘芯片(RTC)及用于記錄相對時間的時鐘IC,且后者已在汽車領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。

霍爾IC的應(yīng)用從民用延伸至車載領(lǐng)域,主要在溫度和可靠性兩方面提出了更高的要求。溫度方面,民用霍爾IC一般要求最高耐受溫度是85度,且只需檢測室溫。汽車級的霍爾IC則將耐受溫度提高到了125度甚至是150度,且需進行帶溫測試。可靠性方面,民用與車載IC的差別,主要由設(shè)計電路的復(fù)雜程度來決定。因此,車載IC相比民用IC制造成本和難度都更高,價格也更貴。

OFweek電子工程網(wǎng):新能源汽車的爆發(fā)式增長令很多相關(guān)行業(yè)受益,鋰電池行業(yè)便是其中之一,但鋰電池安全事故頻發(fā)。請問在提升鋰電池安全性上,電源管理IC可以做什么?精工半導(dǎo)體在提升鋰電安全方面有什么心得、成績?

張煒:在鋰電池保護IC方面,精工半導(dǎo)體擁有超過20年的設(shè)計和制造經(jīng)驗。作為日本第一代鋰電池保護IC生產(chǎn)商,在如何提升鋰電池安全性能上,我們可以和大家分享以下兩點心得:

一、為產(chǎn)品設(shè)計多重防護系統(tǒng)。以BMS(電池管理系統(tǒng))為例,終端產(chǎn)品功能日益復(fù)雜化,主控MCU“壓力”不斷增加,附加軟件和存儲的數(shù)據(jù)越來越多,最終導(dǎo)致產(chǎn)品故障率大幅提升,因此需要設(shè)置更多防護系統(tǒng)保障產(chǎn)品的使用安全性。而我們精工半導(dǎo)體能為BMS提供與一次保護IC完全獨立的二次保護IC系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)完全雙重化配置,增強防護系統(tǒng)性能進一步提升產(chǎn)品安全性。

二、加強產(chǎn)品的抗干擾能力。精工半導(dǎo)體的二次保護IC都帶有自檢功能,允許用戶在電池充電前了解保護系統(tǒng)的工作狀態(tài),規(guī)避保護系統(tǒng)失效風(fēng)險。另外,我們還添加了很多安全防護措施,希望能減少故障率,為客戶帶來最安全可靠的鋰電池安全防護系統(tǒng)。

OFweek電子工程網(wǎng):對于行業(yè)內(nèi)一些新興的電池技術(shù),精工半導(dǎo)體的產(chǎn)品是否有所涉獵?

張煒:隨著新能源行業(yè)的崛起,市場上出現(xiàn)了很多新的電源技術(shù)及產(chǎn)品。對此,精工半導(dǎo)體也一直在密切關(guān)注,希望能夠緊跟新興市場步伐及時抓住商機。但目前我們還是會將絕大部分精力放在現(xiàn)有的技術(shù)上。

現(xiàn)場展示的這款容量巨大的超級電容EDLC,它在存儲電能后,可當作電池使用在汽車馬達上,汽車遇紅燈剎車后,它能利用空轉(zhuǎn)的馬達給自己充電,等到汽車再次行駛時,再將存儲的電能供其它車載小設(shè)備使用。

類似超級電容這種綠色環(huán)保型的電源IC,精工半導(dǎo)體旗下就有專門為EDLC開發(fā)的帶有過充電保護及電池芯均衡用的車載用電池保護IC S-19190。另外,精工半導(dǎo)體也在利用常年積累的低功耗技術(shù)致力于研發(fā)針對無需電池的可穿戴設(shè)備,能量采集(Energy Harvesting)等應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品。例如,利用土壤發(fā)電、微弱的光能、人體溫度、出汗等發(fā)出的微弱電能來動作的CMOS IC產(chǎn)品。

OFweek電子工程網(wǎng):我們知道消費類芯片產(chǎn)品微型化趨勢明顯,車載類芯片是否也有此類趨勢?精工的車用IC制程進度如何?

張煒:事實上,集成電路的微型化趨勢對于模擬電路廠商來說影響不大。雖然微型化對于數(shù)字電路有助于降低成本,但模擬電路本身會對尺寸有較高要求,為了設(shè)計出高性能的產(chǎn)品需要恰當?shù)脑叽绾碗娐肪€徑,而非線徑越小越好。比如對于模擬電路而言MOS管的尺寸一般不能設(shè)計得太小,否則會影響產(chǎn)品性能,甚至導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計失敗。至于車用IC技術(shù),我們的產(chǎn)品目標在于耐高溫,耐高壓及高可靠性上。

OFweek電子工程網(wǎng):近年來,中國大舉進攻半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),更是在“中國制造2025”中對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提出了2025年達到70%自給率的目標,您認為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有哪些特色?

張煒:就我個人觀察,近年來,隨著中國經(jīng)濟快速發(fā)展,國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)在投資和建廠方面得到了急速增長,

一方面中國半導(dǎo)體廠商在數(shù)字電路、低成本的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)上具有發(fā)展優(yōu)勢;另一方面,得益于國內(nèi)多家晶圓生產(chǎn)廠商的助攻,中國半導(dǎo)體行業(yè)吸引了很多在國外專門從事IC設(shè)計的留學(xué)生歸來,給了他們只進行富有創(chuàng)造性的芯片設(shè)計,就能快速打造出一定規(guī)模硬件項目的便利環(huán)境。


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