新能源车向功率器件下战书 考验高电压大功率性能

被称为“低碳世博”的上海世博会，园区内处处可见节能减排的身影：各场馆身披太阳能外衣，园内采用氢能源车、超级电容车等清洁能源车辆实现零排放，灯光照明、装饰大量采用LED光源。引领科技潮流的世博顺应了时代的发展，勾勒出一幅绿色节能的城市蓝图。

哥本哈根峰会进一步量化各国的节能目标，减少碳排放自然成为全球瞩目的焦点。借助半导体技术可以提高能源的利用率，减少功率消耗，因此半导体科技的进步对于节能环保而言至关重要。

在低碳风潮下所想到的罪魁祸首就是满街“吞云吐雾”的汽车，节能减排枪口首先就瞄准了汽车。一直以来，汽车电子就和“绿色”、“节能”这些词联系在一起，半导体和汽车产业挂钩所发生的化学反应到底带来多少环保效益呢？英飞凌科技有限公司汽车电子事业部总监刘鲁伟指出，欧盟出台二氧化碳排放限制标准时大部分车厂都认为是不可能完成的任务。欧盟的限制标准要求所有的车辆在2012年每公里二氧化碳排放量应低于 120 克/公里，而当时汽车的二氧化碳排放量在170～200克。但不要忘记半导体科技没有脚本，在半导体行业一切皆有可能。如果整车大量采用半导体方案，通过EMS控制发动机、PWM驱动空调系统等半导体方案替代传统继电器方式控制，刘鲁伟断言汽车厂商可以轻松达标。

根据Strategy Analytics公布的最新研究结果，英飞凌科技股份公司荣登当今世界头号汽车电子芯片供应商宝座。刘鲁伟自豪地表示，“世界上平均每辆汽车有25颗英飞凌的器件，平均1/3的发动机管理系统由英飞凌的单片机控制，在每一辆新车中从仪表盘显示到发电机到后雾灯有超过1/2的负载由英飞凌的功率器件推动。”一系列数字证明英飞凌拥有一颗汽车之“芯”。

新能源车一直是汽车电子的热门话题，毋庸置疑它更低碳，而且它直接带领汽车跨入零排放行列。功率器件是新能源汽车中不可或缺的重要环节，和传统汽车纯依赖发动机驱动不同，混合动力汽车、电动车都离不开功率模块的驱动，高电压、大功率是新能源车对功率器件的挑战。

“结合在工业和机车领域所积累的经验，英飞凌具有开发满足汽车级要求IGBT的优势。”刘鲁伟指出，汽车用IGBT模块的要求特殊性在于汽车更为严苛的使用环境。首先，汽车必须抵御高温、温度的强烈变化，其次还要考虑行车中恶劣的路面所带来的高强度震动问题。刘鲁伟进一步强调功率模块可靠性的重要性，“功率模块的失效将为整车带来严重故障，而因此引发的可靠性问题会给整车名誉带来严酷的打击。”近期闹得沸沸扬扬的“丰田召回”事件就和汽车零部件的质量脱不了关系，小小部件的失效足以令几十年辛苦经营的品牌瞬间倒地。

除了可靠性之外，汽车级IGBT还面临着单价的制约。“高可靠性是首要要求，但成本是未来大规模生产所必备的条件。”尽管全球1/3的IGBT芯片来自于英飞凌，身为全球第一的IGBT供应商坐拥量大的优势，刘鲁伟仍坦言IGBT的单价压力非常大，“和产量低、不惜成本投入的机车行业不同，汽车级IGBT必须兼顾高可靠性和低价格。”英飞凌方面早在设计时就已经考虑到大规模生产，选择性能和成本折中的材料来应对价格压力。