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2017慕尼黑上海电子展:精工半导体携车载IC 为您解读锂电安全

导读: 在今年的慕尼黑上海电子展上,精工半导体携多款高品质车用半导体器件和消费类电源管理IC亮相,吸引了众多参观者驻足而观。

 回顾半导体产业50多年的历史,会发现总是数字IC在推动各种应用前行。如今摩尔定律逐渐退出历史舞台,在各个创新应用领域无所不在的模拟IC终于踏上逆袭之路。在今年的慕尼黑上海电子展上,精工半导体有限公司(下称“精工半导体”)携多款高品质车用半导体器件和消费类电源管理IC亮相,吸引了众多参观者驻足而观。精工半导体技术支持部总工程师张炜和OFweek电子工程网交流分析了中国半导体行业现阶段的发展特点,以及提升锂电安全性能的技术方法。

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精工半导体有限公司技术支持部总工程师张炜

OFweek电子工程网:精工半导体在本次展会上展出了多款车用半导体器件,在车用半导体技术上,精工半导体有哪些优势?

张炜:精工半导体以生产用于石英手表的CMOS IC起家,跨入CMOS IC的开发和制造行业后,一直以高精度、低功耗、小封装、高品质为模拟半导体产品生产原则,而我们的高可靠性车载设备用IC正是以此原则生产制造的。

OFweek电子工程网:本次展会上带来哪些产品?有什么优势?从民用领域到军用领域,对霍尔IC提出了什么更高的技术要求?

张炜:本次展会上,精工半导体重点推出的是车载类IC,正如现场展示的这款用于固化汽车里小型CPU运转程序的车载用 EEPROM。每一辆汽车内部都需要搭载几十个小型CPU,在日本市场更是需要外挂EEPROM,因此在日本汽车设备行业,精工半导体的市场占有率位高达80%以上位列第一,全球市场占有率居第二。

此外,我们还带来了电压检测器、LDO等电源管理IC,这些产品主要面向便携式消费类应用。其中,自带看门狗电路的复合型IC凭借低功耗、高耐压、耐高温的优势,颇受工程师们青睐。

在车载霍尔IC方面,精工半导体的产品主要用于磁场检测,如汽车马达、车窗、雨刮器等位置的检测。在时钟芯片方面,我们有用于记录绝对时间的实时时钟芯片(RTC)及用于记录相对时间的时钟IC,且后者已在汽车领域中广泛应用。

霍尔IC的应用从民用延伸至车载领域,主要在温度和可靠性两方面提出了更高的要求。温度方面,民用霍尔IC一般要求最高耐受温度是85度,且只需检测室温。汽车级的霍尔IC则将耐受温度提高到了125度甚至是150度,且需进行带温测试。可靠性方面,民用与车载IC的差别,主要由设计电路的复杂程度来决定。因此,车载IC相比民用IC制造成本和难度都更高,价格也更贵。

OFweek电子工程网:新能源汽车的爆发式增长令很多相关行业受益,锂电池行业便是其中之一,但锂电池安全事故频发。请问在提升锂电池安全性上,电源管理IC可以做什么?精工半导体在提升锂电安全方面有什么心得、成绩?

张炜:在锂电池保护IC方面,精工半导体拥有超过20年的设计和制造经验。作为日本第一代锂电池保护IC生产商,在如何提升锂电池安全性能上,我们可以和大家分享以下两点心得:

一、为产品设计多重防护系统。以BMS(电池管理系统)为例,终端产品功能日益复杂化,主控MCU“压力”不断增加,附加软件和存储的数据越来越多,最终导致产品故障率大幅提升,因此需要设置更多防护系统保障产品的使用安全性。而我们精工半导体能为BMS提供与一次保护IC完全独立的二次保护IC系统,能够实现完全双重化配置,增强防护系统性能进一步提升产品安全性。

二、加强产品的抗干扰能力。精工半导体的二次保护IC都带有自检功能,允许用户在电池充电前了解保护系统的工作状态,规避保护系统失效风险。另外,我们还添加了很多安全防护措施,希望能减少故障率,为客户带来最安全可靠的锂电池安全防护系统。

OFweek电子工程网:对于行业内一些新兴的电池技术,精工半导体的产品是否有所涉猎?

张炜:随着新能源行业的崛起,市场上出现了很多新的电源技术及产品。对此,精工半导体也一直在密切关注,希望能够紧跟新兴市场步伐及时抓住商机。但目前我们还是会将绝大部分精力放在现有的技术上。

现场展示的这款容量巨大的超级电容EDLC,它在存储电能后,可当作电池使用在汽车马达上,汽车遇红灯刹车后,它能利用空转的马达给自己充电,等到汽车再次行驶时,再将存储的电能供其它车载小设备使用。

类似超级电容这种绿色环保型的电源IC,精工半导体旗下就有专门为EDLC开发的带有过充电保护及电池芯均衡用的车载用电池保护IC S-19190。另外,精工半导体也在利用常年积累的低功耗技术致力于研发针对无需电池的可穿戴设备,能量采集(Energy Harvesting)等应用领域的产品。例如,利用土壤发电、微弱的光能、人体温度、出汗等发出的微弱电能来动作的CMOS IC产品。

OFweek电子工程网:我们知道消费类芯片产品微型化趋势明显,车载类芯片是否也有此类趋势?精工的车用IC制程进度如何?

张炜:事实上,集成电路的微型化趋势对于模拟电路厂商来说影响不大。虽然微型化对于数字电路有助于降低成本,但模拟电路本身会对尺寸有较高要求,为了设计出高性能的产品需要恰当的元件尺寸和电路线径,而非线径越小越好。比如对于模拟电路而言MOS管的尺寸一般不能设计得太小,否则会影响产品性能,甚至导致产品设计失败。至于车用IC技术,我们的产品目标在于耐高温,耐高压及高可靠性上。

OFweek电子工程网:近年来,中国大举进攻半导体产业,更是在“中国制造2025”中对半导体产业提出了2025年达到70%自给率的目标,您认为中国半导体产业有哪些特色?

张炜:就我个人观察,近年来,随着中国经济快速发展,国内半导体行业在投资和建厂方面得到了急速增长,

一方面中国半导体厂商在数字电路、低成本的大规模产业上具有发展优势;另一方面,得益于国内多家晶圆生产厂商的助攻,中国半导体行业吸引了很多在国外专门从事IC设计的留学生归来,给了他们只进行富有创造性的芯片设计,就能快速打造出一定规模硬件项目的便利环境。

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