汽車(chē)高邊開(kāi)關(guān)需求激增，本土玩家加速進(jìn)場(chǎng)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）最近蔚來(lái)正式發(fā)布了其旗艦車(chē)型ET9，其中用上了不少業(yè)界最新的技術(shù)，其中包括了48V的低壓架構(gòu)。但ET9上又不只有一套低壓系統(tǒng)，據(jù)官方介紹，ET9上同時(shí)支持12V和48V系統(tǒng)，整車(chē)中包含兩個(gè)12V和一個(gè)48V系統(tǒng)。其中12V系統(tǒng)采用了獨(dú)立雙路冗余供電的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性；48V系統(tǒng)則專(zhuān)門(mén)用于全主動(dòng)懸架以及其他大功率負(fù)載。

另外，ET9上還搭載了國(guó)內(nèi)首個(gè)全自研智能保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)低壓架構(gòu)，全車(chē)擁有百路eFuse，精確控制用電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更好的整車(chē)能耗管理。

隨著如今電動(dòng)汽車(chē)的智能化程度加深，車(chē)上的電器設(shè)備不斷增多，低壓系統(tǒng)中的負(fù)載增加的情況下，如果使用傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲、繼電器數(shù)量，那么系統(tǒng)的體積、重量等將難以控制。所以目前采用高集成化的高邊開(kāi)關(guān)，替代傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲、繼電器方案成為趨勢(shì)。

汽車(chē)高邊開(kāi)關(guān)需求激增

高邊開(kāi)關(guān)顧名思義，是應(yīng)用于電源正極和負(fù)載之間，位于高電位端一側(cè)的開(kāi)關(guān)；同理如果開(kāi)關(guān)器件位于負(fù)載和電源負(fù)極之間，則被稱(chēng)為低邊開(kāi)關(guān)。

由于高邊開(kāi)關(guān)位于電源正極和負(fù)載之間，如果負(fù)載發(fā)生短路，比如負(fù)載與地短接等，高邊開(kāi)關(guān)可以迅速切斷電源，防止電流過(guò)大導(dǎo)致?lián)p壞，起到保護(hù)負(fù)載的作用。同時(shí)高邊開(kāi)關(guān)還具備診斷功能，能夠?qū)崟r(shí)讀取當(dāng)前負(fù)載的電流、電壓、溫度等信息，并將信息傳送到MCU進(jìn)行診斷。

過(guò)去使用的傳統(tǒng)繼電器、保險(xiǎn)絲，如果要為負(fù)載提供電路保護(hù)的功能，比如過(guò)流、過(guò)溫自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)、診斷功能等，需要搭配很多外圍電路，無(wú)疑會(huì)增加PCB面積，給ECU帶來(lái)更大的體積和重量。在車(chē)內(nèi)寸土寸金的空間中，尤其電器部件越來(lái)越多的趨勢(shì)下，高邊開(kāi)關(guān)就能夠很好解決這些問(wèn)題。

高邊開(kāi)關(guān)中集成功率MOSFET、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路（包括過(guò)流、短路、過(guò)溫等）、診斷功能（包括電流電壓檢測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、通信接口）等，為了穩(wěn)定電源和減少EMI，內(nèi)部可能還集成了電容。

在汽車(chē)上，高邊開(kāi)關(guān)可以在車(chē)身控制欲中各種阻性、感性、容性負(fù)載的驅(qū)動(dòng)中使用，包括汽車(chē)前大燈、尾燈、車(chē)內(nèi)氛圍燈、座椅、車(chē)窗升降、雨刮器、電動(dòng)車(chē)門(mén)等各種場(chǎng)景。

有業(yè)內(nèi)人士估算，目前在傳統(tǒng)燃油車(chē)上，平均每輛汽車(chē)需要40到60個(gè)通道的高邊開(kāi)關(guān)，而在新能源汽車(chē)上，這個(gè)需求將達(dá)到80-120個(gè)通道。按照國(guó)內(nèi)汽車(chē)年產(chǎn)量2800萬(wàn)輛估算，預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)汽車(chē)高邊開(kāi)關(guān)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到25億-35億元人民幣。

高邊開(kāi)關(guān)玩家眾多，國(guó)內(nèi)廠商加速進(jìn)場(chǎng)

目前汽車(chē)高邊開(kāi)關(guān)市場(chǎng)，主要玩家是英飛凌、ST、TI、NXP、安森美等海外半導(dǎo)體巨頭， 在市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。對(duì)于高邊開(kāi)關(guān)而言，核心是功率MOSFET與驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路、診斷功能等的集成，芯片集成度高，所以實(shí)際上對(duì)于芯片制造工藝、封裝散熱等要求也較高。

高邊開(kāi)關(guān)主要使用BCD工藝，不過(guò)每家廠商都有一些獨(dú)家技術(shù)。比如ST的VIPower技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)整合了功率、模擬、混合信號(hào)設(shè)計(jì)所需的縱向雙擴(kuò)散MOS功率器件與其自身的溫度和電流傳感器以及CMOS和高壓器件。最新的縱向智能功率技術(shù)集成了TrenchFET功率器件，與以前的DMOS結(jié)構(gòu)相比，Ron導(dǎo)通電阻降低了35％，實(shí)現(xiàn)在緊湊封裝內(nèi)的大電流處理能力。

目前ST最新的M0-9系列高邊開(kāi)關(guān)包含單通道、雙通道和四通道產(chǎn)品，采用PowerSSO-16封裝，具有4毫歐至80毫歐的導(dǎo)通電阻，集合了先進(jìn)的保護(hù)功能，如負(fù)載電流限制、過(guò)載主動(dòng)管理（通過(guò)功率限制方法）和過(guò)熱關(guān)斷（通過(guò)可配置的閉鎖功能）等。

可以看出，汽車(chē)高邊開(kāi)關(guān)產(chǎn)品，對(duì)于廠商本身的MOSFET產(chǎn)品的成熟度、工藝打磨等有較大關(guān)系，IDM廠商本身會(huì)具備一些工藝上的優(yōu)勢(shì)。

而隨著新能源汽車(chē)需求的爆發(fā)，國(guó)內(nèi)廠商也開(kāi)始紛紛瞄準(zhǔn)汽車(chē)高邊開(kāi)關(guān)的賽道，而玩家增多的過(guò)程中，本土代工廠也將獲得更多的制造經(jīng)驗(yàn)，逐步提高工藝的成熟度。

目前國(guó)內(nèi)高邊開(kāi)關(guān)的玩家主要有納芯微、類(lèi)比半導(dǎo)體、瓴芯微、帝奧微、穩(wěn)先微、茂睿芯、希荻微等。

納芯微在今年8月推出了旗下首個(gè)高邊開(kāi)關(guān)產(chǎn)品系列NSE34XXXS/D/Q和NSE35XXXS/D，具備行業(yè)領(lǐng)先的帶載能力和完善可靠的診斷保護(hù)功能，提供1/2/4通道、兼容PSSO-16/PSSO-14的封裝，導(dǎo)通電阻覆蓋8毫歐至140毫歐，適用于驅(qū)動(dòng)車(chē)身BCM等系統(tǒng)中各類(lèi)傳統(tǒng)的阻性、感性和鹵素?zé)糌?fù)載，同時(shí)也充分適配區(qū)域控制器ZCU中一/二級(jí)配電下常見(jiàn)的大容性負(fù)載。

據(jù)介紹，納芯微推出的高邊開(kāi)關(guān)產(chǎn)品是依托全國(guó)產(chǎn)化自主可控供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)和制造，在單車(chē)用量最大的汽車(chē)模擬芯片品類(lèi)上，實(shí)現(xiàn)了“全鏈國(guó)產(chǎn)”。

類(lèi)比半導(dǎo)體去年推出了車(chē)規(guī)級(jí)高邊開(kāi)關(guān)系列產(chǎn)品HD7xxxQ，提供單、雙通道數(shù)。今年7月，類(lèi)比半導(dǎo)體繼續(xù)推出了多款高邊開(kāi)關(guān)產(chǎn)品，包括HD70504 & HD70804四通道高邊開(kāi)關(guān)，具有50毫歐和80毫歐的導(dǎo)通電阻選項(xiàng)，適用于多通道電機(jī)控制，特別適合汽車(chē)尾燈、內(nèi)飾燈驅(qū)動(dòng)以及小電流配電應(yīng)用；HD7004低導(dǎo)通電阻高邊開(kāi)關(guān)，導(dǎo)通電阻低至4毫歐，適用于電動(dòng)汽車(chē)上大電流驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，比如汽車(chē)座椅加熱、方向盤(pán)加熱等熱管理應(yīng)用場(chǎng)景。

寫(xiě)在最后：

據(jù)了解，目前多家國(guó)內(nèi)廠商推出的高邊開(kāi)關(guān)產(chǎn)品在本土汽車(chē)廠商以及Tier1中導(dǎo)入進(jìn)展都較為順利。隨著國(guó)內(nèi)工藝的進(jìn)一步成熟，以及芯片廠商的持續(xù)開(kāi)發(fā)，突破大電流低內(nèi)阻產(chǎn)品，未來(lái)國(guó)產(chǎn)高邊開(kāi)關(guān)也將會(huì)更多地出現(xiàn)在汽車(chē)上。