【導讀】隨著汽車朝向電子化發(fā)展，無論是傳統(tǒng)燃油車還是混合／純電動車，都使用越來越多的電子零部件，使得汽車應用市場蓬勃發(fā)展，也為電子產業(yè)帶來龐大的商機。本文將為您簡介汽車應用市場的發(fā)展，以及由Nexperia所推出的解決方案。
汽車電子市場快速發(fā)展商機龐大
汽車應用除了朝向電動化發(fā)展之外，就算是燃油車也逐步增加越來越多的安全、照明、娛樂設備，采用越來越多的電子系統(tǒng)，常見的汽車電子應用包括ADAS雷達傳感器模塊、安全氣囊控制器、防死鎖制動系統(tǒng)、自動HVAC BLDC電機、冷卻風扇、電子燃油噴射、電動助力轉向、自適應LED前照燈、車載充電器（On-Board Charger, OBC）、車載網(wǎng)絡（CAN/LIN/FlexRay）、多媒體／信息娛樂系統(tǒng)、觸摸屏幕、攝像機、LED照明、DC/DC轉換器等，所需的電子產品與市場商機相當龐大。
此外，當今世界對汽車要求必須更加節(jié)能高效，全球各國政府均強制規(guī)定降低汽車的二氧化碳排放量，以應對氣候變化和保護資源。因此，核心之處在于動力傳動系統(tǒng)——不論是燃燒式動力還是混合動力或全電動系統(tǒng)，而動力系統(tǒng)、底盤、安全、照明和車身電子設備方面的創(chuàng)新技術和系統(tǒng)，也有助于提升車輛的整體效能，以減少燃油消耗、二氧化碳排放量并降低成本。當今的汽車正在經(jīng)歷著重大變革，車廠與汽車零部件制造商都必須提升產品的效率與效能，才能因應市場需求的變化。
Nexperia公司生產的產品相當多樣，包括雙極晶體管、二極管、靜電放電保護（ESD）、瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）、金屬氧化物半導體場效晶體管（MOSFET）和邏輯器件等，針對汽車產業(yè)應用，Nexperia始終如一地提供具有優(yōu)異功能和出色性能的產品，并采用適當?shù)姆庋b，從而幫助用戶在競爭激烈的市場中通過“提升效率”致勝。
Nexperia為汽車產業(yè)提供各種專用分立器件、MOSFET器件和邏輯器件，產品完全符合AEC-Q100/Q101標準，配合傳統(tǒng)動力系統(tǒng)、底盤和車身電子設備，Nexperia的創(chuàng)新解決方案支持各種新型系統(tǒng)設計，兼容未來設計方案，從無線汽車安全系統(tǒng)到電動車充電器，應用十分廣泛，以專用的制造和供應鏈為基礎，生產節(jié)能高效且設計簡潔的產品，并能夠滿足長期批量供貨需求。以下將為您重點介紹Nexperia幾款重點產品供您參考。
滿足汽車以太網(wǎng)規(guī)范的ESD保護器件
為了在汽車連接和電氣化方面邁出下一步，需要高速和高帶寬的汽車以太網(wǎng)，眾多行業(yè)領導者在OPEN Alliance SIG內開展合作，以鼓勵汽車采用以太網(wǎng)，關鍵目標是實現(xiàn)現(xiàn)有IEEE 100BASE-T1/1000BASE-T1物理層規(guī)范的部署，并補充符合性和互操作性的規(guī)范，但隨著更先進的電氣設計，分立式ESD保護則變得越來越重要。
Nexperia針對汽車以太網(wǎng)ESD保護器件推出多款產品組合，這些器件均符合AEC-Q101標準，并且符合IEEE OPEN Alliance 100BASE-T1和1000BASE-T1標準的ESD保護器件，旨在保護兩條總線線路免受ESD和其他瞬變造成的損壞。
以Nexperia推出的PESD2ETH1GXT-Q、PESD1ETH1GLS-Q和PESD1ETH1GXLS-Q為例，這三款器件是基于硅的，與壓敏電阻等替代ESD保護解決方案相比，具有多項優(yōu)勢，可提供更高的可靠性，改進的1 pF（最大值）二極管電容，可確保更好的信號完整性。
由于這些ESD保護器件完全符合IEEE OPEN Alliance的100BASE-T1和1000BASE-T1測試規(guī)范，這意味著客戶無需進行自己的認證。在測試條件下，它們的性能優(yōu)于AEC-Q101認證標準2倍，因此客戶可以放心滿足最高的汽車質量要求，并提供最高程度的可靠性。
與其他競爭產品相比，這三款ESD保護器件結合了硅技術和回彈特性，降低了鉗位電壓和剩余電流，并可選擇最小的有鉛（SOT23）和無鉛（DFN1006BD-2/SOD882BD）封裝，以提供最大的設計靈活性，無鉛封裝具有可潤濕邊側面，可實現(xiàn)自動光學檢測（AOI），從而提高裝配良率。
氮化鎵場效應晶體管具有高功率轉換效率
汽車的電氣化發(fā)展使得高功率要求日益增長，也都需要提升功率轉換效率，降低功率損耗是行業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)，而氮化鎵（GaN）則有望成為主流技術。與硅（Si）和碳化硅（SiC）解決方案相比，氮化鎵技術展現(xiàn)了更好的性能優(yōu)勢。具體而言，GaN場效應晶體管（FET）可以較低的系統(tǒng)成本提供最好的效率，同時使系統(tǒng)更輕、更小、溫度更低。性能更好的GaN功率晶體管可適用于更高的功率，可符合電動汽車的車規(guī)要求。
Nexperia推出了多款GaN FET器件，采用下一代高壓GaN HEMT H2技術，以及TO-247和Nexperia專有的CCPAK表面貼裝封裝，器件實現(xiàn)了卓越的開關品質因數(shù)（FOM）和通態(tài)性能，并提高了穩(wěn)定性、簡化了應用設計，這要歸功于它們的級聯(lián)配置，無需復雜的驅動器和控制。
新的GaN技術采用了外延通孔，可減少缺陷并將芯片尺寸縮小約24%。在傳統(tǒng)TO-247的初始版本中，具有高閾值電壓和低二極管正向電壓的RDS(on)，也降低到僅41 mΩ（最大值，35 mΩ典型值，在25℃時）。對于CCPAK表面貼裝版本，該降低程度將進一步增加至39 mΩ（最大值，典型值為33 mΩ，在25℃時）。由于這些部件配置為級聯(lián)器件，因此使用標準Si MOSFET驅動器也很容易驅動它們，兩個版本均滿足AEC-Q101對汽車應用的要求。
Nexperia繼續(xù)投資開發(fā)和擴展其使用下一代GaN工藝的產品系列，最初為功率模塊制造商發(fā)布傳統(tǒng)的TO-247版本和裸片格式，然后推出高性能表面貼裝CCPAK封裝。Nexperia的CCPAK表面貼裝封裝采用Nexperia久經(jīng)考驗的創(chuàng)新銅夾封裝技術來替代內部鍵合線，可以減少寄生損耗，優(yōu)化電氣和熱性能，并提高可靠性。CCPAK GaN FET可用于頂部或底部冷卻配置，使其用途廣泛并有助于進一步改善散熱。
Nexperia推出的GaN FET器件，包括TO-247封裝的650 V GAN041-650WSB和CCPAK封裝的GAN039-650NBB，是高效、經(jīng)濟的解決方案，可用于650 V和約30-40 mΩ RDS(on)的高功率轉換，其中應用包括車載充電器、電動汽車中的DC/DC轉換器和牽引逆變器。
采用新封裝技術的肖特基整流二極管
肖特基二極管是一種導通電壓降較低、允許高速切換的二極管，是利用肖特基能障特性而產生的電子器件，一般的二極管在電流流過時，會產生約0.7-1.7 V的電壓降，不過肖特基二極管的電壓降只有0.15-0.45 V，因此可以提升系統(tǒng)的效率，并產生整流的效果。
為了提升肖特基整流器的性能，Nexperia推出采用銅夾片粘合FlatPower（Clip Bond FlatPower, CFP）封裝的溝槽肖特基整流器，可滿足高效和節(jié)省空間設計的挑戰(zhàn)性需求。采用CFP封裝的肖特基整流器結合了低反向電流、低正向電壓和最低Qrr，可在高環(huán)境溫度下實現(xiàn)最佳效率。Nexperia提供多款具有高功率能力的CFP封裝選項，是SMA封裝的真正替代品，具有更好的熱性能，占用空間更小，相當適合汽車應用。
在現(xiàn)代汽車架構中，電子控制單元（ECU）的數(shù)量正逐漸減少，只剩下負責前橋、后橋和車身控制的高性能、功能豐富的ECU。因此，此類單元的二極管器件密度大幅度提高，而為了實現(xiàn)這些更高密度的設計，制造商越來越依賴于現(xiàn)代多層PCB。與使用SMA封裝的二極管器件相比，采用這些多層PCB的垂直散熱設計，讓設計人員可通過CFP2-HP節(jié)省高達75%的電路板空間，同時保持同一水平的電氣性能。這種耐用的封裝設計可延長二極管器件的運行時間，并提高板級可靠性，同時新型引線形狀可改善自動光學檢測（AOI）性能。
Nexperia日前推出適用于電力應用的多款整流二極管，其采用新型CFP2-HP封裝，可提供標準版和AECQ-101版，其中包括45 V、60 V和100 V溝槽肖特基整流二極管（帶1 A和2 A選項），例如PMEG100T20ELXD-Q就是一款100V、2 A的溝槽肖特基整流二極管。針對要求超快速恢復的應用，Nexperia還在產品組合中增加了200 V、1 A的PNE20010EXD-Q整流二極管。
結語
汽車電子應用市場正呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢，采用質量穩(wěn)定、效率高、符合產業(yè)規(guī)范的電子器件，將是開發(fā)汽車電子相關產品的重要關鍵。Nexperia擁有相當多樣且完整的汽車電子ESD保護器件、功率轉換器件與整流器等產品線，能夠滿足客戶多樣化的開發(fā)需求，值得您進一步了解與采用。
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