汽车高边开关需求激增，本土玩家加速进场

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）最近蔚来正式发布了其旗舰车型ET9，其中用上了不少业界最新的技术，其中包括了48V的低压架构。但ET9上又不只有一套低压系统，据官方介绍，ET9上同时支持12V和48V系统，整车中包含两个12V和一个48V系统。其中12V系统采用了独立双路冗余供电的设计，提高了系统的可靠性；48V系统则专门用于全主动悬架以及其他大功率负载。
 
另外，ET9上还搭载了国内首个全自研智能保险开关低压架构，全车拥有百路eFuse，精确控制用电设备，实现更好的整车能耗管理。
 
随着如今电动汽车的智能化程度加深，车上的电器设备不断增多，低压系统中的负载增加的情况下，如果使用传统的保险丝、继电器数量，那么系统的体积、重量等将难以控制。所以目前采用高集成化的高边开关，替代传统的保险丝、继电器方案成为趋势。
 
汽车高边开关需求激增
 
高边开关顾名思义，是应用于电源正极和负载之间，位于高电位端一侧的开关；同理如果开关器件位于负载和电源负极之间，则被称为低边开关。
 
由于高边开关位于电源正极和负载之间，如果负载发生短路，比如负载与地短接等，高边开关可以迅速切断电源，防止电流过大导致损坏，起到保护负载的作用。同时高边开关还具备诊断功能，能够实时读取当前负载的电流、电压、温度等信息，并将信息传送到MCU进行诊断。
 
过去使用的传统继电器、保险丝，如果要为负载提供威廉希尔官方网站 保护的功能，比如过流、过温自动关断保护、诊断功能等，需要搭配很多外围威廉希尔官方网站 ，无疑会增加PCB面积，给ECU带来更大的体积和重量。在车内寸土寸金的空间中，尤其电器部件越来越多的趋势下，高边开关就能够很好解决这些问题。
 
高边开关中集成功率MOSFET、驱动威廉希尔官方网站 、保护威廉希尔官方网站 （包括过流、短路、过温等）、诊断功能（包括电流电压检测、温度监测、通信接口）等，为了稳定电源和减少EMI，内部可能还集成了电容。
 
在汽车上，高边开关可以在车身控制欲中各种阻性、感性、容性负载的驱动中使用，包括汽车前大灯、尾灯、车内氛围灯、座椅、车窗升降、雨刮器、电动车门等各种场景。
 
有业内人士估算，目前在传统燃油车上，平均每辆汽车需要40到60个通道的高边开关，而在新能源汽车上，这个需求将达到80-120个通道。按照国内汽车年产量2800万辆估算，预计2025年国内汽车高边开关市场规模将达到25亿-35亿元人民币。
 
高边开关玩家众多，国内厂商加速进场
 
目前汽车高边开关市场，主要玩家是英飞凌、ST、TI、NXP、安森美等海外半导体巨头， 在市场上占据主导地位。对于高边开关而言，核心是功率MOSFET与驱动、保护威廉希尔官方网站 、诊断功能等的集成，芯片集成度高，所以实际上对于芯片制造工艺、封装散热等要求也较高。
 
高边开关主要使用BCD工艺，不过每家厂商都有一些独家技术。比如ST的VIPower技术，这项技术整合了功率、模拟、混合信号设计所需的纵向双扩散MOS功率器件与其自身的温度和电流传感器以及CMOS和高压器件。最新的纵向智能功率技术集成了TrenchFET功率器件，与以前的DMOS结构相比，Ron导通电阻降低了35％，实现在紧凑封装内的大电流处理能力。
 
目前ST最新的M0-9系列高边开关包含单通道、双通道和四通道产品，采用PowerSSO-16封装，具有4毫欧至80毫欧的导通电阻，集合了先进的保护功能，如负载电流限制、过载主动管理（通过功率限制方法）和过热关断（通过可配置的闭锁功能）等。
 
可以看出，汽车高边开关产品，对于厂商本身的MOSFET产品的成熟度、工艺打磨等有较大关系，IDM厂商本身会具备一些工艺上的优势。
 
而随着新能源汽车需求的爆发，国内厂商也开始纷纷瞄准汽车高边开关的赛道，而玩家增多的过程中，本土代工厂也将获得更多的制造经验，逐步提高工艺的成熟度。
 
目前国内高边开关的玩家主要有纳芯微、类比半导体、瓴芯微、帝奥微、稳先微、茂睿芯、希荻微等。
 
纳芯微在今年8月推出了旗下首个高边开关产品系列NSE34XXXS/D/Q和NSE35XXXS/D，具备行业领先的带载能力和完善可靠的诊断保护功能，提供1/2/4通道、兼容PSSO-16/PSSO-14的封装，导通电阻覆盖8毫欧至140毫欧，适用于驱动车身BCM等系统中各类传统的阻性、感性和卤素灯负载，同时也充分适配区域控制器ZCU中一/二级配电下常见的大容性负载。
 
据介绍，纳芯微推出的高边开关产品是依托全国产化自主可控供应链设计和制造，在单车用量最大的汽车模拟芯片品类上，实现了“全链国产”。
 
类比半导体去年推出了车规级高边开关系列产品HD7xxxQ，提供单、双通道数。今年7月，类比半导体继续推出了多款高边开关产品，包括HD70504 & HD70804四通道高边开关，具有50毫欧和80毫欧的导通电阻选项，适用于多通道电机控制，特别适合汽车尾灯、内饰灯驱动以及小电流配电应用；HD7004低导通电阻高边开关，导通电阻低至4毫欧，适用于电动汽车上大电流驱动应用，比如汽车座椅加热、方向盘加热等热管理应用场景。  
 
写在最后：
 
据了解，目前多家国内厂商推出的高边开关产品在本土汽车厂商以及Tier1中导入进展都较为顺利。随着国内工艺的进一步成熟，以及芯片厂商的持续开发，突破大电流低内阻产品，未来国产高边开关也将会更多地出现在汽车上。