《電子技術(shù)應(yīng)用》
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【回顧與展望】羅姆領(lǐng)先SiC技術(shù)助力新基建

2021-01-19
作者:畢曉東
來源:ChinaAET
關(guān)鍵詞: 新基建 5G 充電樁 羅姆

        編者按自2018年12月被首次提出以來,,“新基建”持續(xù)升溫。進(jìn)入2020年,,隨著國家層面對新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的密集推動與部署,,“新基建”迎來風(fēng)口。新基建所囊括的各領(lǐng)域發(fā)展都受到廣泛關(guān)注,。作為現(xiàn)代電子信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,,半導(dǎo)體和集成電路產(chǎn)業(yè)對于新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)至關(guān)重要?!靶禄ā比缁鹑巛?,對半導(dǎo)體行業(yè)帶來了哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)?2021年的新基建將有哪些新的特點(diǎn),?對半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展有哪些促進(jìn)和拉動,?為此, ChinaAET專訪了多家半導(dǎo)體企業(yè),,請他們談一談新基建的“芯”動力,。

         

        “新基建”涉及了多個(gè)不同的應(yīng)用領(lǐng)域,但其中幾個(gè)重要領(lǐng)域,,如5G基礎(chǔ)設(shè)施,、特高壓、軌道交通,、新能源充電樁等的建設(shè),,都對功率器件、模擬器件以及電源管理IC有著大量的需求,。同時(shí),,這些領(lǐng)域還都對電子元器件有一項(xiàng)共同的需求——高的質(zhì)量品質(zhì)。有一家歷史悠久的半導(dǎo)體企業(yè),,奉行的企業(yè)理念是“產(chǎn)品質(zhì)量第一”,,那就是羅姆(ROHM)。對于“新基建”,,ROHM有哪些觀點(diǎn),?日前,羅姆半導(dǎo)體(深圳)有限公司技術(shù)中心高級經(jīng)理蘇勇錦先生接受了ChinaAET專訪,,深入介紹了羅姆對于新基建主要領(lǐng)域的分析和解讀,。

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羅姆半導(dǎo)體(深圳)有限公司技術(shù)中心高級經(jīng)理蘇勇錦


5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

        蘇勇錦介紹,在5G通信中,,除了基帶單元之外,,還有被稱為“遠(yuǎn)程無線電頭(RHH)”的單元,這種單元在每個(gè)基帶單元上都會附有幾個(gè),,負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換RF信號等,。由于“遠(yuǎn)程無線電頭(RRH)”中配備了大量通信用的陣列天線,因此用來放大功率的傳感器放大器和用來進(jìn)行高級控制的電流檢測用分流電阻器等通用產(chǎn)品的需求日益增長,。

        此外,,在基帶單元中,,對ROHM先進(jìn)的功率元器件和模擬元器件的需求與日俱增。盡管各國所使用的頻段各不相同,,但與4G通信相比,,5G通信通常是在高頻段進(jìn)行的,因此業(yè)內(nèi)正在研究能夠高效率且高頻工作的SiC和GaN等功率元器件的應(yīng)用,。另外,,基帶單元的設(shè)計(jì)中,通過電源部分的設(shè)計(jì)來節(jié)能的做法增加,。這是因?yàn)?G通信的基站比4G通信多,,尤其需要減少基站外圍的功耗。ROHM的電源IC系列產(chǎn)品采用ROHM自有的模擬技術(shù),,可高效率工作,,非常有助于基帶單元的進(jìn)一步節(jié)能,因此各通信設(shè)備制造商已經(jīng)開始評估采用,。

        蘇勇錦表示,,ROHM將繼續(xù)為不斷增長的市場開發(fā)電源、模擬和標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品領(lǐng)域的高附加值產(chǎn)品,,同時(shí),,將繼續(xù)加強(qiáng)晶體管、二極管和電阻器等通用元器件的制造和生產(chǎn)能力,,致力于確保長期穩(wěn)定的供應(yīng),。

新能源汽車充電樁

        蘇勇錦介紹,充電樁的主要發(fā)展趨勢包括大功率和雙向充電,。

        在大功率方面,,通過將充電樁的功率從以往的120 kW提高到300 kW,可以大大縮短充電時(shí)間,。相應(yīng)地,,控制用的功率元器件也需要具有更高的耐壓能力,比如從以往的400 V提到1000 V,。為了提高功率元器件的耐壓,比起IGBT,,通常更多使用SiC或Si超級結(jié)MOSFET,。特別是ROHM正在開發(fā)中的第四代SiC MOSFET,耐壓能力高達(dá)1000 V以上,,特性變化受溫度影響較小,,并且損耗更低,因此有助于提高充電樁的效率并進(jìn)一步節(jié)能,。

        關(guān)于第二個(gè)發(fā)展趨勢雙向充電,,作為智能電網(wǎng)的一部分,,V2H(Vehicle to Home,由車輛向家庭供電)和V2G(Vehicle to Grid,,由車輛向電網(wǎng)供電)等雙向充電樁開始普及,。

        在雙向充電的情況下,要求功率元器件要在比當(dāng)前主流的單向充電方式更高的頻率范圍工作,。ROHM正在開發(fā)中的第四代SiC MOSFET能夠高速開關(guān),。因此不僅可以在高頻范圍工作,而且還有助于線圈的小型化,,是雙向充電樁的理想選擇,。

特高壓和軌道交通

        蘇勇錦介紹到,在特高壓,、城際高速鐵路和城市軌道交通,、新能源汽車充電樁這三種電力設(shè)施中,特高壓,、城際高速鐵路和城市軌道交通需要3.5 kV~6 kV的功率元器件,,人們對采用SiC來實(shí)現(xiàn)節(jié)能和小型化寄以厚望。雖然不是主電源,,但在輔助電源應(yīng)用中已經(jīng)開始采用SiC,。ROHM目前重點(diǎn)發(fā)展的SiC產(chǎn)品適用于1000 V級車載和工業(yè)設(shè)備應(yīng)用。作為長期生產(chǎn)模擬IC產(chǎn)品的制造商,,ROHM不僅可以提供SiC單品,,還可以配套提供電源和模擬相結(jié)合的解決方案。

        例如,,2015年,,ROHM面向工業(yè)設(shè)備用的輔助電源,開發(fā)出用來驅(qū)動SiC MOSFET的高耐壓,、低損耗AC/DC轉(zhuǎn)換器控制IC,。在2019年,ROHM開發(fā)出第一款內(nèi)置SiC MOSFET的AC/DC轉(zhuǎn)換器IC,,促進(jìn)了SiC在工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用,。此外,在充電樁領(lǐng)域,,ROHM通過提供使用了SiC MOSFET,、柵極驅(qū)動器和分流電阻的電流檢測系統(tǒng),為構(gòu)建高效和安全的系統(tǒng)貢獻(xiàn)力量,。這些綜合解決方案已經(jīng)獲得了高度好評,。

        蘇勇錦介紹,在汽車和工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域,,ROHM正在積極展開行動,,最近面向中國的新能源汽車,,與驅(qū)動領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)——臻驅(qū)科技合作成立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,以開發(fā)搭載SiC的車載逆變器,;還與德國大陸集團(tuán)緯湃科技建立了開發(fā)合作伙伴關(guān)系,。

        蘇勇錦表示,關(guān)于GaN,,我們認(rèn)為GaN在耐壓100 V~600 V左右的范圍有望普及,。其應(yīng)用包括耐壓600 V的車載充電器,耐壓100 V的話,,適用48 V服務(wù)器以及車載電源領(lǐng)域,。ROHM目前正在面向這些領(lǐng)域開發(fā)GaN產(chǎn)品。GaN的某些性質(zhì)只有在高頻下才會發(fā)揮出其優(yōu)點(diǎn),,因此GaN器件的驅(qū)動變得非常重要,。ROHM也在開發(fā)用于驅(qū)動GaN的驅(qū)動器,并且通過將LSI驅(qū)動器和GaN配套發(fā)布,,與僅開發(fā)GaN器件的同行業(yè)公司相比實(shí)現(xiàn)差別化,。

 


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