編者按：自2018年12月被首次提出以來，“新基建”持續(xù)升溫。進(jìn)入2020年，隨著國家層面對新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的密集推動與部署，“新基建”迎來風(fēng)口。新基建所囊括的各領(lǐng)域發(fā)展都受到廣泛關(guān)注。作為現(xiàn)代電子信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，半導(dǎo)體和集成電路產(chǎn)業(yè)對于新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)至關(guān)重要?！靶禄ā比缁鹑巛?，對半導(dǎo)體行業(yè)帶來了哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)？2021年的新基建將有哪些新的特點？對半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展有哪些促進(jìn)和拉動？為此， ChinaAET專訪了多家半導(dǎo)體企業(yè)，請他們談一談新基建的“芯”動力。
“新基建”涉及了多個不同的應(yīng)用領(lǐng)域，但其中幾個重要領(lǐng)域，如5G基礎(chǔ)設(shè)施、特高壓、軌道交通、新能源充電樁等的建設(shè)，都對功率器件、模擬器件以及電源管理IC有著大量的需求。同時，這些領(lǐng)域還都對電子元器件有一項共同的需求——高的質(zhì)量品質(zhì)。有一家歷史悠久的半導(dǎo)體企業(yè)，奉行的企業(yè)理念是“產(chǎn)品質(zhì)量第一”，那就是羅姆（ROHM）。對于“新基建”，ROHM有哪些觀點？日前，羅姆半導(dǎo)體（深圳）有限公司技術(shù)中心高級經(jīng)理蘇勇錦先生接受了ChinaAET專訪，深入介紹了羅姆對于新基建主要領(lǐng)域的分析和解讀。
羅姆半導(dǎo)體（深圳）有限公司技術(shù)中心高級經(jīng)理蘇勇錦
5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
蘇勇錦介紹，在5G通信中，除了基帶單元之外，還有被稱為“遠(yuǎn)程無線電頭（RHH）”的單元，這種單元在每個基帶單元上都會附有幾個，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換RF信號等。由于“遠(yuǎn)程無線電頭(RRH)”中配備了大量通信用的陣列天線，因此用來放大功率的傳感器放大器和用來進(jìn)行高級控制的電流檢測用分流電阻器等通用產(chǎn)品的需求日益增長。
此外，在基帶單元中，對ROHM先進(jìn)的功率元器件和模擬元器件的需求與日俱增。盡管各國所使用的頻段各不相同，但與4G通信相比，5G通信通常是在高頻段進(jìn)行的，因此業(yè)內(nèi)正在研究能夠高效率且高頻工作的SiC和GaN等功率元器件的應(yīng)用。另外，基帶單元的設(shè)計中，通過電源部分的設(shè)計來節(jié)能的做法增加。這是因為5G通信的基站比4G通信多，尤其需要減少基站外圍的功耗。ROHM的電源IC系列產(chǎn)品采用ROHM自有的模擬技術(shù)，可高效率工作，非常有助于基帶單元的進(jìn)一步節(jié)能，因此各通信設(shè)備制造商已經(jīng)開始評估采用。
蘇勇錦表示，ROHM將繼續(xù)為不斷增長的市場開發(fā)電源、模擬和標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品領(lǐng)域的高附加值產(chǎn)品，同時，將繼續(xù)加強(qiáng)晶體管、二極管和電阻器等通用元器件的制造和生產(chǎn)能力，致力于確保長期穩(wěn)定的供應(yīng)。
新能源汽車充電樁
蘇勇錦介紹，充電樁的主要發(fā)展趨勢包括大功率和雙向充電。
在大功率方面，通過將充電樁的功率從以往的120 kW提高到300 kW，可以大大縮短充電時間。相應(yīng)地，控制用的功率元器件也需要具有更高的耐壓能力，比如從以往的400 V提到1000 V。為了提高功率元器件的耐壓，比起IGBT，通常更多使用SiC或Si超級結(jié)MOSFET。特別是ROHM正在開發(fā)中的第四代SiC MOSFET，耐壓能力高達(dá)1000 V以上，特性變化受溫度影響較小，并且損耗更低，因此有助于提高充電樁的效率并進(jìn)一步節(jié)能。
關(guān)于第二個發(fā)展趨勢雙向充電，作為智能電網(wǎng)的一部分，V2H（Vehicle to Home，由車輛向家庭供電）和V2G（Vehicle to Grid，由車輛向電網(wǎng)供電）等雙向充電樁開始普及。
在雙向充電的情況下，要求功率元器件要在比當(dāng)前主流的單向充電方式更高的頻率范圍工作。ROHM正在開發(fā)中的第四代SiC MOSFET能夠高速開關(guān)。因此不僅可以在高頻范圍工作，而且還有助于線圈的小型化，是雙向充電樁的理想選擇。
特高壓和軌道交通
蘇勇錦介紹到，在特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁這三種電力設(shè)施中，特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通需要3.5 kV～6 kV的功率元器件，人們對采用SiC來實現(xiàn)節(jié)能和小型化寄以厚望。雖然不是主電源，但在輔助電源應(yīng)用中已經(jīng)開始采用SiC。ROHM目前重點發(fā)展的SiC產(chǎn)品適用于1000 V級車載和工業(yè)設(shè)備應(yīng)用。作為長期生產(chǎn)模擬IC產(chǎn)品的制造商，ROHM不僅可以提供SiC單品，還可以配套提供電源和模擬相結(jié)合的解決方案。
例如，2015年，ROHM面向工業(yè)設(shè)備用的輔助電源，開發(fā)出用來驅(qū)動SiC MOSFET的高耐壓、低損耗AC/DC轉(zhuǎn)換器控制IC。在2019年，ROHM開發(fā)出第一款內(nèi)置SiC MOSFET的AC/DC轉(zhuǎn)換器IC，促進(jìn)了SiC在工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用。此外，在充電樁領(lǐng)域，ROHM通過提供使用了SiC MOSFET、柵極驅(qū)動器和分流電阻的電流檢測系統(tǒng)，為構(gòu)建高效和安全的系統(tǒng)貢獻(xiàn)力量。這些綜合解決方案已經(jīng)獲得了高度好評。
蘇勇錦介紹，在汽車和工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，ROHM正在積極展開行動，最近面向中國的新能源汽車，與驅(qū)動領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)——臻驅(qū)科技合作成立了聯(lián)合實驗室，以開發(fā)搭載SiC的車載逆變器；還與德國大陸集團(tuán)緯湃科技建立了開發(fā)合作伙伴關(guān)系。
蘇勇錦表示，關(guān)于GaN，我們認(rèn)為GaN在耐壓100 V～600 V左右的范圍有望普及。其應(yīng)用包括耐壓600 V的車載充電器，耐壓100 V的話，適用48 V服務(wù)器以及車載電源領(lǐng)域。ROHM目前正在面向這些領(lǐng)域開發(fā)GaN產(chǎn)品。GaN的某些性質(zhì)只有在高頻下才會發(fā)揮出其優(yōu)點，因此GaN器件的驅(qū)動變得非常重要。ROHM也在開發(fā)用于驅(qū)動GaN的驅(qū)動器，并且通過將LSI驅(qū)動器和GaN配套發(fā)布，與僅開發(fā)GaN器件的同行業(yè)公司相比實現(xiàn)差別化。