英飛凌徐輝：半導體技術(shù)如何支持推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展
圖為英飛凌科技（中國）有限公司汽車(chē)電子副總裁徐輝發(fā)表主題演講
在中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )論壇（2018）的“全球智能汽車(chē)峰會(huì )”主題論壇上，英飛凌科技（中國）有限公司汽車(chē)電子副總裁徐輝發(fā)表主題演講。
半導體
大家下午好！很榮幸受邀參加今天下午的論壇，借此機會(huì )與大家分享英飛凌對核心技術(shù)的看法解讀。我演講分兩部分，對全球包括中國新能源發(fā)展趨勢看法和半導體技術(shù)如何支持推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
為什么現在全球都在關(guān)注新能源市場(chǎng)？我們有非常嚴峻的節能減排目標。NEDC二氧化碳排放指標制定，歐盟走在前面。幾年前推出NEDC測量標準，實(shí)際路況并不是像完美狀況下標注的NEDC數值，NEDC不能反映實(shí)際路況和實(shí)際二氧化碳排放。歐盟最新標準推出比現在NEDC標準嚴峻，NEDC標準之上用最新的WLTP的評估標準，而且要加修正值。因為標準路況下不能反映所有加速與標準，最新標準會(huì )非常嚴峻苛刻。
目前看到黑色曲線(xiàn)是實(shí)際二氧化碳排放，現在看到如果是以NEDC為標準，中間灰色曲線(xiàn)達到95克/百公里排放。如果轉到最新的WLTP+修正值的最終排放是下面曲線(xiàn)。過(guò)程中想達到2030年、2050年排放標準有很大差距，必須推廣新能源汽車(chē)才能達到二氧化碳排放?，F在差值在25%-35%之間，擁有嚴格的標準目標需要達到。這就是大家積極努力，推進(jìn)新能源汽車(chē)的發(fā)展的原因。
全球新能源市場(chǎng)往好方向走，新能源市場(chǎng)最終達到平衡值有兩部分，一部分是中國更多推進(jìn)的新能源汽車(chē)，主要是插電、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)。中間會(huì )有過(guò)度區間，混動(dòng)和弱混48V最近幾年有很大發(fā)展?，F在傳統動(dòng)力的節能減排，包括48V和弱混再到插電混動(dòng)汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)，我認為會(huì )同步發(fā)展。一段時(shí)間內，三部分會(huì )有很大發(fā)展。最大發(fā)展過(guò)程期間在2020年-2025年之間。
2016年最終電動(dòng)汽車(chē)或新能源汽車(chē)大幅度推入消費者，取代傳統內燃機最重要的指標是性?xún)r(jià)比。什么時(shí)候性?xún)r(jià)比可以真正滿(mǎn)足客戶(hù)需求？主要的是電池，因為電池在成本增加中是最大的部分。左上角的曲線(xiàn)，如果看動(dòng)力系統，2023年電池成本在價(jià)格下降中與傳統內燃機系統成本達成一致。電池成本繼續下降，說(shuō)明本身車(chē)的動(dòng)力系統性?xún)r(jià)比傳統內燃機性?xún)r(jià)比更高，市場(chǎng)導向一定導向新能源汽車(chē)。
傳感、計算、執行，器件本身做更深一步提高，更加提高性能，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?？刂破鞯闹餍酒瑔纹瑱C，單片機需要有更高的計算功能外，還需要提供更高的價(jià)值。價(jià)值在哪里？傳統電機驅動(dòng)，我們在逆變器會(huì )有解碼芯片，芯片功能讀取電機轉速與位置。新一代的單片機自含硬件模塊，DS-ADC它能夠代替旋變解碼芯片，功能集成在單片機之內，取代原來(lái)解碼芯片，節省部分成本?，F在市場(chǎng)平均價(jià)格6美元，功能單片機完全能夠提供。
汽車(chē)系統質(zhì)量和安全要求越來(lái)越高，多核單片機可以提供更高的功能安全等級支持與要求。多核單片機架構有更多電機和輔助系統集成在一起，多核單片機最大優(yōu)勢是，可以把原來(lái)主控芯片、逆變器芯片的單片機、多核預算加進(jìn)輔助系統。原來(lái)會(huì )有單片機主控單片機，我們可以集成在一個(gè)多核的單片機功能里實(shí)現，不需要每一個(gè)系統有單獨的單片機，從成本和功能安全方面有很大提升。單片機的產(chǎn)品封裝可以兼容，可以選擇大封裝和小封裝，封裝內部可以延伸不同平臺。根據功能需求，本身平臺硬件設計可以一樣。
大家對英飛凌的功率器件產(chǎn)品比較熟悉。傳統封裝IGBT的模塊，右邊是雙面水冷的產(chǎn)品，新一代產(chǎn)品都會(huì )有兼容性，會(huì )提供從10千瓦左右到更高功率的相關(guān)產(chǎn)品。新產(chǎn)品會(huì )逐漸提高更多的功能和功率等級。以HP Drive為例，中間750V820產(chǎn)品，以標準產(chǎn)品為基礎可以在不同等級往下走，也可以往上走，所有都是兼容的。如果需要更低功率平臺，可以選擇往下，比如660或者770的產(chǎn)品，如果需要更高功率的可以往上走到950。后續會(huì )推出新的產(chǎn)品，高壓的1200V產(chǎn)品，包括后續碳化硅的產(chǎn)品，可以在平臺自選需要的產(chǎn)品。新一代的HP Drive產(chǎn)品應用EDT2晶圓技術(shù)，大家知道晶圓技術(shù)需要更高的功率密度。右邊的圖，如果達到更高功率密度有開(kāi)關(guān)，我們希望最高的情況是左下角的圖。運用新的EDT2的技術(shù)，可以在原來(lái)基礎上提高功率密度。EDT2技術(shù)做到最大12英寸晶圓，300毫米的晶圓。全球第一家半導體廠(chǎng)商能夠量產(chǎn)EDT2功率器件產(chǎn)品，我們在歐洲的晶圓工廠(chǎng)也能量產(chǎn)。
大家如果用過(guò)IGBT芯片會(huì )了解，逆變器高壓所需要的隔離驅動(dòng)芯片是在原來(lái)的產(chǎn)品基礎上逐漸增加公共安全功能。新一代研發(fā)之中的產(chǎn)品，后續會(huì )完全滿(mǎn)足最高的安全等級。右邊是一系列高壓輔助系統不帶隔離功能的驅動(dòng)芯片，所以大家可以根據自己的需求選擇相關(guān)產(chǎn)品。
除了提升本身產(chǎn)品的功能基礎外，半導體產(chǎn)品還可以做什么？希望能夠通過(guò)半導體產(chǎn)品創(chuàng )新，提升系統性?xún)r(jià)比。英飛凌最新推出軸端旋變集成系統，90%以上在電機軸端尾端都有旋變，旋變變壓器要讀取電擊的角度和轉動(dòng)的角度。系統相對重，而且是機械式的讀法，不能滿(mǎn)足公共安全要求。英飛凌的新設計通過(guò)把小的磁體加進(jìn)電機軸內，安裝上高精度的角度傳感器。通過(guò)小的集成系統，可以安裝在電機的軸承之內，取代現在傳統的機械旋變系統。平臺化的設計，成本完全取代傳統旋變系統。不同電機的旋變要求不一樣，節省平均100到200人民幣。對電機和電控廠(chǎng)家而言是比較大的節省。除了成本和重量的節省之外還有另外的好處。目前傳統機械系統會(huì )有外部的電壓或電干擾，系統放在電機軸承內部，并不受到外部的干擾。平臺設計更容易地適應各平臺設計，節省研發(fā)和后續開(kāi)發(fā)成本。
我們認為碳化硅一定是后續電子產(chǎn)品發(fā)展的趨勢，尤其是在新能源汽車(chē)上的應用。碳化硅最大的好處是提升功率密度很快超過(guò)80%，達到同樣功率情況下體積可以縮小80%，提高功率密度達到80%。提高效率，同等情況下可以讓電池縮小5%。體積（重量）來(lái)講，同樣的產(chǎn)品用碳化硅可以用更小的電池。如果用同樣的電池，可以有更長(cháng)的續航里程。因為成本碳化硅沒(méi)有普及，需要看系統成本性?xún)r(jià)比。碳化硅普及要等到有真正需求，現在電池也需要在半導體器件上增加成本，因為碳化硅本身比碳產(chǎn)品貴。整個(gè)系統能夠達到一定功率密度，需要換碳化硅產(chǎn)品的平衡點(diǎn)是系統的成本要有節省。后面幾年中，碳化硅可以使系統達到成本平衡，最終得到最大利用。
英飛凌一直跟各車(chē)廠(chǎng)與零部件供應商合作，希望繼續與合作伙伴合作，支持中國新能源汽車(chē)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展。
問(wèn)：剛才提到英飛凌IGBT和旋變能滿(mǎn)足功能安全多核的單片機，英飛凌對新能源汽車(chē)應用領(lǐng)域有很多，我們更多關(guān)注IGBT。英飛凌對中國電機控制器的零部件企業(yè)是否可以接受定制化的IGBT或者IPM開(kāi)發(fā)方案？針對國內新能源產(chǎn)業(yè)對電機控制器的零部件企業(yè)，價(jià)格有沒(méi)有定位？未來(lái)幾年隨著(zhù)中國新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，英飛凌對電機控制器提供IGBT價(jià)格趨勢。
答：不只是基于IGBT的產(chǎn)品，我們對所有產(chǎn)品都是市場(chǎng)化的運作。我們確認中國現在是全球最大的新能源市場(chǎng)，產(chǎn)品一定要基于市場(chǎng)和客戶(hù)需求。您所說(shuō)的定制化產(chǎn)品，不管是其它功能的芯片或者是IGBT，只要是中國市場(chǎng)有足夠需求，我們公司需要有商務(wù)平衡。只要達到要求，我們當然會(huì )為客戶(hù)定制，現在在中國有給客戶(hù)定制芯片產(chǎn)品的案例。IGBT產(chǎn)品慢慢趨向更多中國本土客戶(hù)要求。
與客戶(hù)合作，我們與中國很多車(chē)廠(chǎng)進(jìn)行深入合作，我們繼續與它們攜手合作。希望與大家一起努力，快速發(fā)展新能源市場(chǎng)，有更大的量產(chǎn)，讓價(jià)格更快下降。后續會(huì )在國內有國產(chǎn)化的計劃，我們會(huì )做相關(guān)規劃與鋪墊，讓產(chǎn)品有更大的性?xún)r(jià)比，更多支持中國市場(chǎng)發(fā)展。
?。ǜ鶕l(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）
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