根據(jù)市場研究公司IMS Research中度樂觀的估計,到2016年,高達7%的輕型汽車將是電動汽車,而且這一比例到2020年將上升到15%。其中混合動力汽車將占到三分之二,剩下的三分之一將由插電式混合動力汽車和純電動汽車對分。
另外一大阻力將來自于現(xiàn)有汽車供應(yīng)鏈上的既得利益者,因為電動汽車將在所有層面上帶來快速的改變,包括駕駛習慣、供應(yīng)鏈、基礎(chǔ)設(shè)施和汽車服務(wù)。
電動車驅(qū)動模式的改變,也使得產(chǎn)業(yè)鏈上的合作呈現(xiàn)多樣化。譬如,車廠在馬達系統(tǒng)甚至整套驅(qū)動系統(tǒng)方面都要向零部件供應(yīng)商采購;而在電池管理和控制系統(tǒng)方面,整車廠大多缺乏獨立開發(fā)的能力,一般依賴電池模組供應(yīng)商提供整套方案,稍有研發(fā)實力的則選擇與半導(dǎo)體供應(yīng)商合作開發(fā)。
盡管電動車用磷酸鐵鋰電池在成本、功率密度、可靠性、使用壽命等方面仍存在諸多挑戰(zhàn)。但就長遠的中國市場而言,純電動汽車是大勢所趨,在相應(yīng)的充電網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)標準未完善之前,HEV或PHEV等混合動力方式則可作為補充技術(shù)。
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Mark Munzer表示,電動車為工業(yè)帶來一次分裂性革命。這不但表現(xiàn)在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的合作上,也將表現(xiàn)在未來與電動車相關(guān)業(yè)務(wù)的運營模式上。甚至,除了繼續(xù)鞏固和一級零部件供應(yīng)商的合作,他認為車用半導(dǎo)體廠商將成為電動車廠商真正意義的系統(tǒng)合作伙伴。
目前,英飛凌、瑞薩電子、飛思卡爾、意法半導(dǎo)體是主要的車用半導(dǎo)體供應(yīng)商。英飛凌近兩年已在汽車專用半導(dǎo)體器件市場躍居第一,而在功率器件(包含車用功率器件)市場更是多年排名第一。Mark Munzer聲稱,與主要競爭對手比較,英飛凌的車用產(chǎn)品線更全面,覆蓋中低高壓各個領(lǐng)域,優(yōu)勢則體現(xiàn)在車用高壓功率器件上,而在車用IGBT模塊方面,當前的對手主要有三菱電機和富士電機等。
英飛凌目前針對電動汽車市場推出的重要產(chǎn)品是HybridPACK系列IGBT模塊,包括HybridPACK l和HybridPACK 2。其中,HybridPACK l適合諸如野外混合動力和電池充電器等10kW到30kW應(yīng)用,HybridPACK 2適合功率為 40kW和100kW的全混與純電動應(yīng)用;而在EVS25上,英飛凌宣布針對中國市場推出了適合輕混和純電動的帶PinFin的HybridPACK l模塊,功率范圍30kW至40kW。
功率半導(dǎo)體器件對于電動汽車的重要性顯而易見。據(jù)了解,中國的車用IGBT芯片依賴這些歐美日半導(dǎo)體公司,本土車用IGBT/MOSFET在可靠性和EMC方面存在較大問題,目前技術(shù)仍難以突破實現(xiàn)商業(yè)化。
車用半導(dǎo)體器件的品質(zhì)和可靠性是至關(guān)重要的。Mark Munzer認為,滿足于1ppm半導(dǎo)體器件失效率是不夠的。他表示,如果單獨一個車用半導(dǎo)體器件的失效率是1ppm,那么由多個元器件實現(xiàn)的ECU的失效率則將達到300ppm,以每輛車平均50個ECU單元來計算,汽車的故障率將高達1.5%;因此,從安全角度考慮,英飛凌的目標是0ppm的器件失效率。
他進而解釋說,如果不良半導(dǎo)體產(chǎn)品進入零部件供應(yīng)商或整車廠的安全或動力系統(tǒng),導(dǎo)致的失效問題所帶來的損失將會是數(shù)倍、甚至指數(shù)級的增長,因此與其冒險花費上千萬歐元召回處理事故車輛,不如在器件設(shè)計和晶圓廠的源頭就開始嚴格執(zhí)行失效分析。
對車用半導(dǎo)體的制造,英飛凌在對晶圓探測的時候就堅持多做探針測試等掃描,以剔除壞區(qū),為了達到0ppm的產(chǎn)品目標,在壞區(qū)周邊區(qū)間甚至也不會被拿來生產(chǎn)這些性命攸關(guān)的車用級器件;而對于IGBT,在生產(chǎn)車間實現(xiàn)全自動以避免人手觸摸引入靜電也是必須的。對于每一片車用器件,該公司設(shè)定的追蹤碼可跟蹤相應(yīng)批次的其他芯片,所以能在客戶端發(fā)現(xiàn)故障初始就能夠追蹤到同批次其他器件的去處,以盡量避免更多安全事故的發(fā)生。
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VI
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EDA
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