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華 瑞 股 份 有 限 公 司 C HINO -E XCEL T ECHNOLOGY CORP.
MOSFET for Automotive
Rm.1602,Blk A,New Trade Plaza No.6 Ping St. Shatin.H.K. E-mail: [email protected]
TEL:852 -2649 8901 FAX:852- 2649 9164 www.cetsemi.com
Summary
• Automotive Trend and Overview • Automotive - Application Type • Automotive - MOSFET Selections www.cetsemi.com
Automotive Trend and Overview
4C -1 ???
電子產業的廠商們追逐3C的願景時，其實第四C， 也就是CAR所形成的汽車電子產業 汽車已成為聚集半導體、通訊、光電、資訊等高 科技技術為一體的新興產業。 汽車電子是近來繼電腦、通訊與消費性電子「3C」 之後，成長性最被看好的第四「C」(car)產業；根 據工研院經資中心(IEK)的統計，全球車用電子市 場在2008年可望達到1134億美元的規模。 台灣業者商機車用週邊電子&車用GPS&車用資通訊 系統(Telematics)等領域切入(首選-汽車影音系統 /與安全性較無關車身&駕駛資訊系統/組件電子化) www.cetsemi.com
Automotive Trend and Overview
4C -2 ???
台灣汽車電子廠的優勢與機會 • 完整電子產業體系 (創新&成本控制&生產速度&彈性) • 中國市場潛力無窮 • 國際分工逐漸成熟 (區域經濟/比較利益或生產因素/當地市場車款/創 造出差異化/節省管銷費用&售後服務維修成本) • 爭取車廠認證-衛星廠資格(汽車產業供應鏈-中 衛體系-衛星廠為生產線的延伸-共同「協力」) • 以低姿態切入大陸市場-「關鍵少數」 (培養其差異化優勢-並尋求與TIER 1廠商-甚至與 車廠合作關係-提供符合華人風格的產品。) www.cetsemi.com
Automotive Trend and Overview
Automotive
發展
- 1
2003年車用半導體廠商市場佔有率方面，Motorola(現為 Freescale)仍居全球車用半導體廠商首位，其次分別為 Infineon與STMicroelectronics(2004年前三季全球車用半 導體廠商市佔率排名不變) 汽車產業出貨&銷售量成長穩定-車用電子零組件毛利高 車用電子半導體技術門檻-數位&類比科技整合技術 加上車用電子要求10至15年的壽命/溫度介於-40℃至 200℃/最高抗震與晃動度/百萬分之一(1PPM)的零件故障率 傳統數位技術見長的IT廠商，如Intel、Samsung、 Fujitsu、IBM、Micro與AMD等，儘管已積極佈局車用半導 體市場，但至今仍無法擠入前十大車用半導體廠商之林 www.cetsemi.com
Automotive Trend and Overview
Automotive
發展
– 2
車用電子發展趨勢集中&封閉-未來真正能在汽車電子上得 利的廠商，集中在Freescale、TI與Infineon等國際半導體 大廠 因為這些業者的特點都是在本國內具有相當規模的汽車工 業支撐，且雙方都已有多年的合作經驗，使得汽車晶片市 場的生產鏈十分封閉 只有汽車工業大國的半導體廠商， 才有機會與汽車製造廠合作。 www.cetsemi.com
Automotive Trend and Overview
發展 三大議題備受考驗 12V電源供應面臨瓶頸/車內空間有限/晶片設計難度增加 • 正當汽車電子化急遽成長/有兩大挑戰有待半導體廠商克 服， • 汽車電子化對電子零組件的要求提高 • 將出現目前12V的汽車電源供應系統不堪負荷的問題 • 採用42V電源系統要對汽車的整體架構進行改動，成本非 常昂貴 • 預期至2010年，仍僅有不到10%的汽車可能採用電壓為42V 的電源供應系統，且僅止於高階車款 www.cetsemi.com
Automotive Trend and Overview
Automotive
發展
- 4
• 汽車大量採用電子零件的發展趨勢-有限的車內空間，半 導體零組件的整合能力，將成為關鍵的議題 • 半導體零組件整合技術發展趨勢，在半導體製造商採用雙 極CMOS技術與驅動IC用的DMOS技術結合在一起的製造技術下， • 半導體廠商正積極藉由將多個獨立的車用半導體元件整合 至單顆IC(SoC) • 將類比、離散與電源MOSFET等進行整合等兩種趨勢，突破 有限車體空間的限制問題。 • 電子零組件在汽車領域得到廣泛的應用，因為晶片供應商 既要考慮元件成本，也要考量整車的系統成本 • 車廠對減少車身重量的要求也迫使IC供應商採用更小的裸 片設計和晶片封裝(設計難度增加) www.cetsemi.com
Automotive Trend and Overview
Automotive & Power MOSFET
• 例如引擎控制器、安全氣曩、ABS、HEV/FCEV操控馬達、 廢氣控制、車內LAN用繼電器代用品等，電路系統內部都可 以發現功率MOSFET (這些控制系統涉及人身安全，因此除了 高可靠性之外，更要求MOSFET對所有破壞模式具備強大承受 能力)。 • 有關廢氣控制與省能源問題-低ON阻抗特性的MOSFET非常 適合，為確保負載短路破壞耐量-低ON阻抗特性往往受到某 種程度的犧牲 • 具備過溫度遮斷功能的熱能(thermal)FET已經商品化 • 內建智慧型(intelligent)電路，以保護電路簡略化/高可 靠性為訴求，以及附設保護負載短路+自我診斷輸出端子、 內建可以檢測溫度/電流功能的晶片，已經正式進入研發階 段。 www.cetsemi.com
Automotive – Application Type
Reverse Polarity
應用
-1
對於使用
Power MOSFET
做為各種負載固態切 換的電子模組，則有高端或是低端驅動配置所產生 的其它反極性顧慮 反極性，
Power MOSFET
所固有的內部二極 體則會變成正向偏壓
/
且讓電流運行到它所連接的 馬達
&
車燈
OR
電磁線圈的負載
-
妥當散熱管理因應 www.cetsemi.com
Automotive – Application Type
Reverse Polarity
應用
-2
這種技術比較經濟，而且實際上消除了串聯阻隔 二極體所固有的電壓損失。以這種配置，則可以用 一具較小的二極體，因為它只需要承受跳脫 PPTC 設備所需的衝擊電流，而不像串聯二極體必須要持 續的支援滿載電流。 www.cetsemi.com
Automotive – Application Type
Reverse Polarity
應用
-3
馬達保護
1.
多數車輛為了舒適與便利而使用的小馬力 〈 fractional horsepower 〉馬達是有刷直流馬達
2.
這種驅動 電動窗、電動椅、與電動鎖的雙向馬 達固態方法是使用「 H 橋」〈 H-bridge 〉配置 www.cetsemi.com
Automotive – Application Type
Power MOSFET for Automotive
•
Features
Low on-resistance
Low voltage drive (4.0V)
Lineup of surface mounting packages
High gate breakdown, High avalanche breakdown resistance
•
Applications
ABS
Airbag
Electronic throttle
Actuators
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DEVICE VDS ID(a) Pd(w) VGS VGS(th) ESD RDS(on)(max)/m
Ω
Vgs
＠
10v 4.5V
ciss(pf),TYP td(on)/ns,TYP tr/ns,TYP td(off)/ns,TYP tf/ns,TYP Qg(nc),TYP Qgd(nc),TYP config pack.
MOSFET selection
MOSFET FOR AUTOMOTIVE CEM4450 CEX50N06 CEX6060R CEX9060R CEX658N CEX655N
60 60 60 55 180 150 7.5
36 30 100 17 15 2.5
20
2v~4v
x 68 20
2v~4v
x 50 20
2v~4v
x 200 20
2v~4v
x 125 20
2v~4v
x 83 25
2v~4v
x 24 30@6V 864 16.4
3.6
36 16 25@10V 6 N SO-8 18 x 1278 21 13 40 9 31@10V 13 N T0-252/251 25(Max) x 1178 15 250 45 130 36@10V 19 N T0-252/251 8.8
x 2690 37 18 67 16 60@5V 21 N T0-220/263 200 x 760 17 32 90 38 25@10V 12 N T0-220(F) 118-153 x 750 17 48 40 46 26@10V 12.5
N T0-220(F) www.cetsemi.com
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