-以下文章來(lái)源于與非網(wǎng)eefocus ，作者李堅(jiān)-
高邊開關(guān)（High-side switches）是指在負(fù)載和地（GND）之間用于控制電流流向的半導(dǎo)體開關(guān)。與傳統(tǒng)的低邊開關(guān)相比，高邊開關(guān)可以提供更好的負(fù)載控制，并且可以在高電壓系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)更安全的斷電操作。在電動(dòng)車和混合動(dòng)力車等新能源汽車中，由于工作電壓通常比傳統(tǒng)汽車高得多，因此高邊開關(guān)技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵。
隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，特別是在電氣化和智能化領(lǐng)域，高邊開關(guān)技術(shù)的重要性愈發(fā)凸顯。在這場(chǎng)革新的浪潮中，高邊開關(guān)技術(shù)憑借其在車載電子系統(tǒng)中的多面作用和強(qiáng)大潛力，正逐步成為行業(yè)焦點(diǎn)。
2023年11月3日，類比半導(dǎo)體在深圳舉辦了期待已久的“芯”品發(fā)布會(huì)。類比半導(dǎo)體市場(chǎng)總監(jiān)范天偉在會(huì)上接受了與非網(wǎng)記者采訪。范天偉不僅展示了高邊開關(guān)的市場(chǎng)現(xiàn)狀和技術(shù)趨勢(shì)，也展望了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來(lái)。范天偉表示，類比半導(dǎo)體的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和嚴(yán)格的質(zhì)量控制，正推動(dòng)公司在全球科技舞臺(tái)上占據(jù)一席之地，特別是在高邊開關(guān)市場(chǎng)。
【對(duì)標(biāo)ST等國(guó)際廠商，高邊開關(guān)的市場(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)】
隨著全球汽車工業(yè)的轉(zhuǎn)型，特別是新能源汽車(NEV)市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，高邊開關(guān)作為關(guān)鍵的功率半導(dǎo)體組件，正迎來(lái)前所未有的增長(zhǎng)機(jī)遇。根據(jù)中汽協(xié)官方數(shù)據(jù)，2022年國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)仍以燃油車為主，銷量約為1997萬(wàn)臺(tái)，但新能源汽車也已達(dá)到了驚人的1688萬(wàn)臺(tái)。在這樣的大環(huán)境下，2022年高邊開關(guān)的需求量在14億至15億人民幣之間，按平均每顆1.2元人民幣計(jì)算，市場(chǎng)規(guī)模可觀。
2023年，隨著新能源汽車需求的不斷增長(zhǎng)，特別是特斯拉率先取消保險(xiǎn)絲、繼電器的行為，使得高邊開關(guān)的市場(chǎng)看起來(lái)更為樂觀。新能源汽車對(duì)能耗、安全性和舒適性的要求不斷提高，驅(qū)動(dòng)了單車高邊開關(guān)通道數(shù)的增長(zhǎng)。普通中檔新能源車型已經(jīng)需要大約90個(gè)高邊開關(guān)通道，而高端新能源車型需要達(dá)到120個(gè)。類比半導(dǎo)體市場(chǎng)總監(jiān)范天偉表示，預(yù)計(jì)2023年中國(guó)市場(chǎng)的高邊開關(guān)通道數(shù)將達(dá)到20億個(gè)左右，估算市場(chǎng)可觸摸規(guī)模將接近11億人民幣。到2025年，隨著新能源汽車的持續(xù)普及，預(yù)計(jì)高邊開關(guān)的市場(chǎng)容量將進(jìn)一步擴(kuò)大至25億到30億個(gè)通道，對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)可觸摸規(guī)模有望達(dá)到20億人民幣。
在這一市場(chǎng)中，國(guó)際廠商憑借其先進(jìn)的BCD的VDMOS工藝，涵蓋了從低阻抗至高阻抗全范圍的產(chǎn)品，成為了市場(chǎng)的領(lǐng)跑者。根據(jù)去年國(guó)外幾家高邊開關(guān)出貨量計(jì)算，在國(guó)內(nèi)大概有6.5億的銷售額，高邊滲透率達(dá)到46%左右。
國(guó)內(nèi)廠商雖然起步較晚，但也在高邊開關(guān)領(lǐng)域迅速追趕。目前，國(guó)內(nèi)兩三家企業(yè)已經(jīng)開始推出自家的高邊開關(guān)產(chǎn)品，盡管這些產(chǎn)品多聚焦于高Rdson、小電流產(chǎn)品，且產(chǎn)品線較為分散，但市場(chǎng)反響顯示，本土企業(yè)在1通道、2通道和4通道的高邊開關(guān)產(chǎn)品上已經(jīng)具備一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，類比半導(dǎo)體的三大發(fā)展策略】
在全球科技舞臺(tái)上，類比半導(dǎo)體以其在模擬及數(shù)模混合芯片領(lǐng)域的專業(yè)實(shí)力嶄露頭角。成立僅5年，這家由一群從國(guó)際頂尖半導(dǎo)體公司歸來(lái)的本土工程師創(chuàng)辦的公司，已成為推動(dòng)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)前行的強(qiáng)勁力量。
總部位于上海的類比半導(dǎo)體，在上海張江、臨港、蘇州、深圳、西安、北京、杭州均設(shè)有研發(fā)和技術(shù)支持中心，其員工規(guī)模近150人，75%以上是研發(fā)人員。這一高比例的研發(fā)團(tuán)隊(duì)構(gòu)成，體現(xiàn)了公司對(duì)創(chuàng)新研發(fā)的巨大投入和堅(jiān)定承諾。
類比半導(dǎo)體專注于信號(hào)鏈、電源管理、MCU/DSP等關(guān)鍵領(lǐng)域的芯片設(shè)計(jì)，其產(chǎn)品廣泛服務(wù)于工業(yè)、通信、醫(yī)療、汽車等多個(gè)重要市場(chǎng)。公司的核心使命是提供高品質(zhì)的芯片，為世界科技化和智能化貢獻(xiàn)基礎(chǔ)性的芯片支持。
2018年成立至今，類比半導(dǎo)體在高端信號(hào)類產(chǎn)品和數(shù)模混合產(chǎn)品上已經(jīng)取得顯著成就，并在新能源、醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域占據(jù)了一席之地。如今，類比半導(dǎo)體已經(jīng)形成包括模擬前端、線性產(chǎn)品、智能驅(qū)動(dòng)、電源管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、音視頻等在內(nèi)的全面產(chǎn)品線，并已有超過400多種型號(hào)的產(chǎn)品量產(chǎn)，品質(zhì)贏得了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。
近兩年來(lái)，類比半導(dǎo)體積極轉(zhuǎn)向汽車電子芯片市場(chǎng)，已成功量產(chǎn)多款車規(guī)級(jí)產(chǎn)品，例如離手檢測(cè)AFE芯片、直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DR702/3Q、雙通道高邊驅(qū)動(dòng)HD70152Q等，并在EPB、電門模塊、電動(dòng)尾門、天窗、電動(dòng)座椅等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中得到實(shí)際運(yùn)用。尤其值得一提的是，車規(guī)級(jí)8通道半橋智能柵極驅(qū)動(dòng)器DR7808Q，入選了“中國(guó)芯”優(yōu)秀技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品。
在人員構(gòu)成上，類比公司員工絕大多數(shù)來(lái)自于歐美的半導(dǎo)體制造商，公司從事的是高端芯品產(chǎn)品的研發(fā)與創(chuàng)新。從測(cè)試測(cè)量設(shè)備的AFE芯片出發(fā)，類比半導(dǎo)體逐步拓展至通信行業(yè)，再到汽車、新能源和醫(yī)療領(lǐng)域，已經(jīng)形成了460種產(chǎn)品型號(hào)的強(qiáng)大陣容，覆蓋了多個(gè)行業(yè)的需求。
在汽車行業(yè)，類比公司盡管僅僅開始進(jìn)入，但已迅速積累了大量終端客戶和部件廠商的合作，至今已設(shè)計(jì)進(jìn)150多家客戶系統(tǒng)，包括Tier1供應(yīng)商和整車制造廠。在中國(guó)本土十大汽車公司中，已有八家采用了類比半導(dǎo)體的產(chǎn)品，而在新能源領(lǐng)域的前十家企業(yè)中，七家已經(jīng)采納了其解決方案。
范天偉強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)立足之本，尤其是在半導(dǎo)體領(lǐng)域，一項(xiàng)小的技術(shù)優(yōu)化都可能引起市場(chǎng)的大幅震動(dòng)。他指出，類比半導(dǎo)體通過減少待機(jī)功耗，優(yōu)化Rdson，增強(qiáng)Vclamp，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品性能的重大突破。這不僅意味著能效的提高，還帶來(lái)了產(chǎn)品壽命的延長(zhǎng)和性能的穩(wěn)定性。
除此之外，范天偉還總結(jié)了類比半導(dǎo)體的“快、精、稀”策略所帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：
快速的市場(chǎng)響應(yīng)
在范天偉看來(lái)，“快”不僅僅是產(chǎn)品開發(fā)的速度，更關(guān)鍵的是市場(chǎng)響應(yīng)的速度。“快速響應(yīng)市場(chǎng)變化，快速滿足客戶需求”，這是他不斷強(qiáng)調(diào)的原則。他通過描述他們是如何縮短產(chǎn)品從研發(fā)到市場(chǎng)的周期，展現(xiàn)了企業(yè)靈活高效的運(yùn)營(yíng)能力。
精準(zhǔn)的市場(chǎng)定位
范天偉提出，對(duì)市場(chǎng)的深入了解和精準(zhǔn)定位是產(chǎn)品能否成功的關(guān)鍵。對(duì)于半導(dǎo)體企業(yè)而言，這意味著要細(xì)分市場(chǎng)，專注核心競(jìng)爭(zhēng)力，避免資源的無(wú)謂分散。以類比公司為例，公司選擇在信號(hào)類產(chǎn)品和AFE產(chǎn)品上投入更多，這些產(chǎn)品因技術(shù)壁壘高而避免了直接與巨頭企業(yè)的正面競(jìng)爭(zhēng)，反而在特定細(xì)分領(lǐng)域取得了領(lǐng)先地位。
稀缺資源的占有
在“快、精、稀”的策略中，“稀”代表的是對(duì)稀缺資源的控制和占有。范天偉認(rèn)為，把握并利用好稀缺性，可以為企業(yè)帶來(lái)市場(chǎng)獨(dú)特性和議價(jià)能力。例如，在全球范圍內(nèi)芯片短缺的情況下，能夠保證產(chǎn)品供應(yīng)的企業(yè)無(wú)疑可以在談判中占據(jù)更有利的位置。
【高邊驅(qū)動(dòng)在新能源汽車中的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)】
隨著全球?qū)G色能源的轉(zhuǎn)型，新能源汽車（NEV）市場(chǎng)迅猛發(fā)展，激發(fā)了對(duì)汽車電子半導(dǎo)體的高需求。類比半導(dǎo)體的高邊驅(qū)動(dòng)（High-Side Driver）系列產(chǎn)品的發(fā)布，應(yīng)運(yùn)而生，被視為行業(yè)內(nèi)的一次重要技術(shù)更新和市場(chǎng)布局的戰(zhàn)略性步伐。這些高邊驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品具有智能保護(hù)、控制精度和高集成度等特點(diǎn)，它們?cè)谛履茉雌囍械膽?yīng)用越來(lái)越廣泛。
范天偉強(qiáng)調(diào)，隨著新能源汽車對(duì)電子化、智能化要求的不斷提升，電子控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和可靠性要求也水漲船高。他提到了高邊驅(qū)動(dòng)在新能源汽車中的四大關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：
可靠性與壽命：半導(dǎo)體開關(guān)比機(jī)械繼電器有著更長(zhǎng)的使用壽命和更高的可靠性。高邊驅(qū)動(dòng)能在極其惡劣的工作環(huán)境下穩(wěn)定工作，其設(shè)計(jì)壽命通常遠(yuǎn)超車輛的使用周期。
功耗與效率：高邊驅(qū)動(dòng)技術(shù)的功耗遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)繼電器，這對(duì)于新能源汽車而言尤其重要，因?yàn)樗鼈兡軌蚋行У乩糜邢薜碾娔埽岣哒嚨睦m(xù)航能力。
控制的靈活性：高邊驅(qū)動(dòng)可以通過軟件進(jìn)行精確控制，使得汽車制造商可以輕松實(shí)現(xiàn)包括遠(yuǎn)程診斷、故障檢測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控等智能功能。
電磁兼容（EMC）性能：高邊驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)減少了電磁干擾，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電子設(shè)備的兼容性。
作為新一代汽車電子的核心組件，隨著全球汽車行業(yè)向電氣化、智能化轉(zhuǎn)型，高邊開關(guān)將在未來(lái)的汽車設(shè)計(jì)中扮演越來(lái)越重要的角色。無(wú)論是在能效管理、功能安全，還是在自動(dòng)駕駛技術(shù)方面，高邊開關(guān)都將是提升性能和可靠性的關(guān)鍵。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步和新材料的應(yīng)用，可以預(yù)見高邊開關(guān)將會(huì)變得更加智能、更加集成，同時(shí)功耗和成本也會(huì)進(jìn)一步降低。集成更多傳感器和控制邏輯的高邊開關(guān)不僅能提供更加復(fù)雜的診斷能力，還能夠支持更加高級(jí)的動(dòng)態(tài)控制策略，如能量回收和動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡等。
范天偉對(duì)與非網(wǎng)記者表示，新一代智能汽車不僅需要在物理事故發(fā)生時(shí)保護(hù)乘員，更要能夠通過先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動(dòng)駕駛技術(shù)來(lái)預(yù)防事故的發(fā)生。在這樣的背景下，高邊開關(guān)技術(shù)因其內(nèi)置的診斷功能和智能保護(hù)特性，比傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲和繼電器提供了更高級(jí)別的安全性。例如，高邊開關(guān)可以準(zhǔn)確控制電流的大小，快速響應(yīng)系統(tǒng)的過載和短路保護(hù)需求，從而在潛在的故障出現(xiàn)前，防止電路損壞。
除了安全性之外，高邊開關(guān)還具有極高的功能性。它們可以通過微控制器精準(zhǔn)地控制電流，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功率管理方案。這在節(jié)能和減排日益受到重視的今天，對(duì)于提高汽車的能效和延長(zhǎng)電池壽命至關(guān)重要。此外，高邊開關(guān)具備的智能診斷功能，可以幫助檢測(cè)和診斷系統(tǒng)中的各種問題，減少維護(hù)成本，并提高汽車的可靠性。
可靠性是衡量任何汽車電子系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。高邊開關(guān)能夠在惡劣的汽車環(huán)境下保持性能，包括高溫、高壓和震動(dòng)等條件。與此同時(shí)，高邊開關(guān)技術(shù)的發(fā)展也在不斷地減少器件故障率（Failure In Time, FIT），提升系統(tǒng)整體的可靠性。在自動(dòng)駕駛等要求極端可靠性的應(yīng)用中，高邊開關(guān)因其優(yōu)異的性能表現(xiàn)成為不可或缺的部件。
最后，雖然高邊開關(guān)技術(shù)在初期可能面臨較高的成本，但隨著生產(chǎn)量的增加和技術(shù)的成熟，其成本效益正在逐步顯現(xiàn)。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，高邊開關(guān)可以通過減少維護(hù)成本、提高系統(tǒng)可靠性以及延長(zhǎng)使用壽命來(lái)平衡初期的投入。此外，隨著汽車行業(yè)對(duì)于功能安全和節(jié)能減排要求的提高，高邊開關(guān)所帶來(lái)的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益將愈加明顯。
【打破壟斷，HD7xxxQ如何帶來(lái)技術(shù)創(chuàng)新】
類比半導(dǎo)體推出的車規(guī)級(jí)高邊驅(qū)動(dòng)系列產(chǎn)品HD7xxxQ，打破了國(guó)際廠商在此領(lǐng)域的壟斷。特別是在中國(guó)市場(chǎng)上，這一系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)車身控制域中的各種阻性、感性及容性負(fù)載。這些產(chǎn)品提高了負(fù)載的靈活性和安全性，同時(shí)增強(qiáng)了整車電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
以HD7008Q單通道智能高邊驅(qū)動(dòng)為例，它具有輸入控制引腳兼容3V和5V CMOS接口，適合汽車12V接地負(fù)載應(yīng)用，并集成了負(fù)載過流限制、過溫保護(hù)等先進(jìn)保護(hù)功能。它低至6.5mΩ的導(dǎo)通電阻RDS(ON)允許更大的電流通過，從而提升了熱性能和效率。
除了技術(shù)創(chuàng)新，這一系列產(chǎn)品的市場(chǎng)表現(xiàn)同樣引人注目。據(jù)報(bào)道，HD7xxxQ系列產(chǎn)品已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)取得了積極反饋，超過150家客戶認(rèn)可，其中多家已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，展示出了顯著的市場(chǎng)潛力。隨著中國(guó)汽車電子行業(yè)的成熟與壯大，預(yù)期將有更多國(guó)產(chǎn)創(chuàng)新產(chǎn)品涌現(xiàn)，為汽車行業(yè)帶來(lái)更多可能性。類比半導(dǎo)體的高邊驅(qū)動(dòng)系列產(chǎn)品，覆蓋了從小型電子設(shè)備到大功率系統(tǒng)的廣泛需求，標(biāo)志著類比半導(dǎo)體向汽車高端市場(chǎng)的拓展，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高端汽車電子領(lǐng)域的空白。
這些產(chǎn)品的推出，不僅代表了技術(shù)上的創(chuàng)新，更是中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在汽車電子領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提升的標(biāo)志。HD7xxxQ系列的成功，特別是在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的推廣和應(yīng)用，證實(shí)了國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品在高端汽車電子市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
隨著5G、人工智能（AI）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的成熟，汽車正逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎喙δ艿囊苿?dòng)智能平臺(tái)。高邊開關(guān)技術(shù)在提升車輛性能和乘員安全方面起著至關(guān)重要的作用，并且是推進(jìn)汽車智能化和電氣化進(jìn)程的關(guān)鍵。隨著技術(shù)不斷演進(jìn)，預(yù)計(jì)高邊開關(guān)將推動(dòng)我們進(jìn)入一個(gè)更高效、更安全、更智能的交通時(shí)代。
最后，HD7xxxQ系列高邊驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的成功上市，標(biāo)志著中國(guó)企業(yè)在全球汽車電子技術(shù)領(lǐng)域邁出了重要一步。盡管ST意法半導(dǎo)體和Infineon英飛凌憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)在市場(chǎng)中領(lǐng)先，但也為國(guó)內(nèi)廠商提供了進(jìn)入和擴(kuò)大市場(chǎng)份額的機(jī)會(huì)。展望未來(lái)，預(yù)計(jì)類比半導(dǎo)體將繼續(xù)利用其技術(shù)實(shí)力和嚴(yán)格的質(zhì)量控制來(lái)推動(dòng)中國(guó)汽車行業(yè)在全球的領(lǐng)先地位。
