隨著新能源汽車市場的快速發展,車規功率器件的技術進步和成本控制將成為未來發展的關鍵,其性能直接影響新能源汽車的性能、成本和效率。相關機構預測,2025年中國新能源汽車銷量將達到約1650萬輛,較2024年增長近30%,國內市場滲透率有望突破55%。這將帶動MOSFET、IGBT、SiC等車規級功率器件的需求快速增長。

上海貝嶺汽車電子市場經理張飛
9月17日,上海貝嶺汽車電子市場經理張飛在2025中國國際汽車電子高峰論壇上,以“車規功率器件助力新能源汽車降本增效”為主題,詳細闡述了公司車規功率器件主要應用平臺、車規功率器件技術支持能力,分享了如何通過“最優匹配、系統降本、安全可靠”的解決方案,為新能源汽車產業提供強有力的技術支撐。
車規功率器件助力汽車降本增效
目前,上海貝嶺在模擬和功率產品線上的豐富齊全,并持續擴展開發SoC產品的戰略。其中,在功率半導體方面,公司依托集團晶圓制造資源,重點研發特高壓平面、SGT、IGBT、SiC平臺產品,重點關注主驅、BMS、空調熱管理、OBC等大功率應用器件以及點火IGBT產品系列化產品。張飛介紹,在車規功率器件方面,上海貝嶺重點布局新能源汽車的“大三電”(主驅、BMS)、“小三電”(OBC、DCDC)、車身域的空調熱管理系統,以及針對傳統發動機點火系統等。

上海貝嶺功率器件在汽車中主要應用場景
其中,上海貝嶺PTC采用以高性價比IGBT為主功率器件,搭配對應預驅及通用物料的方案,所有物料通過AEC-Q100或AEC-Q101車規認證,IGBT耐壓覆蓋650V、1200V,具有高匹配、高性價比的特點。在汽車PTC加熱器應用中,通過了高溫短路測試、高溫安全工作區/SOA、通態損耗Vcesat嚴格的測試評估,展示了其在不同工況下的性能可靠性。
而空調壓縮機控制器則以主功率IGBT、SiC MOS、特高壓平面,搭配預驅及通用物料提供配套方案,相關物料均通過車規認證,其中,功率器件耐壓覆蓋650V、1200V。該系列產品經過了對拖測試平臺(模擬滿載、過載及溫升等工況)的驗證,以及動態短路測試、靜態短路測試、堵轉測試等極限應用測試。

針對OBC(車載充電機)?應用,上海貝嶺以650V/1200V的IGBT、SiC MOS為主,搭配相應預驅及通用物料提供配套方案,功率范圍為3.3 - 22kW,慢管為50 - 60Hz,快管為60 - 500kHz等。在物料方案??方面,該系列產品以SiC MOSFET/IGBT以及相關預驅產品為核心,配套多種電源管理、存儲、運放、比較器、基準源等產品,以滿足OBC在不同工作狀態下的需求。
在燃油發動機點火?上,上海貝嶺以專用優勢發動機點火IGBT為核心,搭配專用預驅或多顆器件驅動方案、及通用物料提供配套方案,電壓為360V - 500V,能量范圍為300mJ - 500mJ,具有小體積、散熱好的特點。經過短路、搭電啟動、拋負載測試、閂鎖測試等多項測試,這系列產品展示了其在燃油發動機點火應用中的可靠性和穩定性,比如導通壓降、雪崩能量、寬溫度范圍內導通壓降變化率等性能參數優異。

在主驅電控領域,上海貝嶺可提供750V和1200V的IGBT與SiC MOSFET晶圓及模塊,匹配相應的預驅和特高壓MOSFET,其全部通過AEC-Q100(G1)或AEC-Q101(G0)車規認證,為不同功率等級的電機逆變器提供高性價比方案。其1200V SiC MOSFET產品,如BLQC13N120(13mΩ)和BLQC16N120(16mΩ),憑借低導通電阻和高開關頻率特性,可顯著提升系統效率和功率密度。
在電池管理系統(BMS)中,上海貝嶺創新性地推出特高壓MOSFET(如BLQ3N100E、BLQ3N120)替代傳統光MOS的方案,用于高壓電池的總壓、絕緣和粘連檢測。該方案通過高阻隔離取代光隔離,實現了檢測通道復用,僅用5顆特高壓MOS即可替換5顆成本高達8-10元的光MOS,單系統可節省超過25元,降本效果顯著。同時,該方案可以滿足耐壓、過流能力、封裝等要求,比如耐壓有800V、1000V、1200V可選;信號通、斷控制,過流僅mA級,對過流能力基本無要求;支持TO-252、TO-263封裝,體積小、生產工藝友好。此外,當關斷時,漏電流不大于光MOS,比如對于BLQ3N100E,1000V、85℃、85%條件下,漏電流典型值200nA。目前該方案已通過AEC-Q101車規認證,并在多家客戶中成功應用。

在??通用核心?方面,系統基礎芯片(SBC)BLQ1526X,通過將通信、電源、診斷和監控功能集成到一個芯片中,實現降低復雜性、縮短開發周期。可應用于BCM、HVAC,大燈控制、換檔器等汽車應用。BLQ314X則是一款四通道高側驅動器,設計用于通過 3V和5V CMOS兼容接口驅動12V汽車接地負載,從而提供保護和診斷,支持12A過流能力。該芯片集成了高級保護功能,如負載電流限制、功率限制的過載主動管理以及具有可配置閉鎖的過熱關斷功能,可用于所有類型的汽車電阻、電感和容性負載、汽車信號燈(高達R10W)、空調熱管理。相比傳統分立方案,無論是CAN SBC方案還是四通道高邊驅動方案,均能顯著提升系統可靠性、節省PCB面積并降低整體成本。以傳統方案為例,通常需要超過10顆IC,物料多、電路復雜,系統可靠性較低;而采用CAN SBC方案后,僅需單顆芯片即可實現功能集成,電路結構簡化,系統可靠性大幅提升。
車規功率器件技術支持能力
眾所周知,汽車電子對可靠性和安全性的要求近乎苛刻。張飛介紹,上海貝嶺持續投入車規物料服務體系。今年7月,上海貝嶺的車規實驗室成功獲得CNAS(中國合格評定國家認可委員會)的嚴格評審,獲得CNAS認可實驗室資質證書(注冊號:CNAS L23589),具備了滿足JEDEC、AEC-Q100、AEC-Q101等國際標準進行環境加速應力可靠性試驗和加速壽命模擬試驗的能力。
與此同時,公司還通過了德國萊茵TÜV集團的ISO 26262功能安全管理體系ASIL D認證,這是國際公認的汽車功能安全最高等級。這標志著上海貝嶺已建立起符合國際標準的、完整的車規產品開發流程和管理體系,為設計和生產滿足功能安全要求的全品類車規級產品奠定了堅實基礎。

此外,基于多年的技術積累和經驗,上海貝嶺還建立了功率器件特性實驗室、可靠性實驗室和應用實驗室。其中,功率器件特性實驗室符合IEC60747通用測試標準,具備中低壓MOSFET/IGBT器件的靜態參數測試能力,滿足器件規格書參數測試需求。功率器件可靠性實驗室符合JESD和AEC-Q101測試標準,可覆蓋功率器件主要可靠性參數的測試評估,為產品量產和工程應用奠定基礎。功率器件應用實驗室則具備較為完善的系統應用評估能力,應用平臺覆蓋功率器件主流應用場景。三大實驗室協同工作,確保了從芯片設計、材料選擇、工藝控制到系統應用的每一個環節都經得起嚴苛考驗。
為何選擇上海貝嶺?
上海貝嶺成立于1988年,且于1998年成功上市,成為國內集成電路行業的首家上市公司。截至7月底,公司共有員工865人,其中研發技術人員占比高達67.63%,顯示出公司在技術研發方面的重視和投入。公司經歷了多次股權變更和重組,先后隸屬于華虹集團、中國電子和華大半導體等大型企業集團,通過不斷整合資源、優化結構,逐步成長為國內集成電路行業的領軍企業。

張飛還從產品匹配、方案組合、供應鏈管理和車規體系多個維度闡述了選擇上海貝嶺的理由首先,上海貝嶺的產品能夠緊貼客戶需求,提供最佳匹配的解決方案,確保性能與成本之間的最優平衡,最大限度減少資源浪費。其次,在組合方案方面,公司以功率、驅動、核心器件為主體,同時提供接口、電源、存儲、模擬器件等通用物料,實現規模優勢,滿足客戶多樣化需求。在高效強鏈方面,上海貝嶺依托集團資源,在工藝、商務等方面具有明顯優勢和保障,實現了全鏈條國內完成,確保了安全、快捷和經濟性。最后,在車規體系上,上海貝嶺在2024年出貨車規物料達2億顆,擁有自有的車規實驗室并獲得CNAS認可,通過了ISO 26262功能安全體系認證,保證了元件成本低和系統成本更低,為客戶提供高質量、高可靠性的產品和服務。