英飛凌徐輝：半導體技術如何支持推進新能源產業發展
圖為英飛凌科技（中國）有限公司汽車電子副總裁徐輝發表主題演講
在中國電動汽車百人會論壇（2018）的“全球智能汽車峰會”主題論壇上，英飛凌科技（中國）有限公司汽車電子副總裁徐輝發表主題演講。
半導體
大家下午好！很榮幸受邀參加今天下午的論壇，借此機會與大家分享英飛凌對核心技術的看法解讀。我演講分兩部分，對全球包括中國新能源發展趨勢看法和半導體技術如何支持推進新能源產業發展。
為什么現在全球都在關注新能源市場？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，實際路況并不是像完美狀況下標注的NEDC數值，NEDC不能反映實際路況和實際二氧化碳排放。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，最新標準會非常嚴峻苛刻。
目前看到黑色曲線是實際二氧化碳排放，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。過程中想達到2030年、2050年排放標準有很大差距，必須推廣新能源汽車才能達到二氧化碳排放。現在差值在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，推進新能源汽車的發展的原因。
全球新能源市場往好方向走，新能源市場最終達到平衡值有兩部分，一部分是中國更多推進的新能源汽車，主要是插電、純電動汽車和燃料電池汽車。中間會有過度區間，混動和弱混48V最近幾年有很大發展。現在傳統動力的節能減排，包括48V和弱混再到插電混動汽車和純電動汽車，我認為會同步發展。一段時間內，三部分會有很大發展。最大發展過程期間在2020年-2025年之間。
2016年最終電動汽車或新能源汽車大幅度推入消費者，取代傳統內燃機最重要的指標是性價比。什么時候性價比可以真正滿足客戶需求？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，如果看動力系統，2023年電池成本在價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，說明本身車的動力系統性價比傳統內燃機性價比更高，市場導向一定導向新能源汽車。
傳感、計算、執行，器件本身做更深一步提高，更加提高性能，促進產業發展。控制器的主芯片單片機，單片機需要有更高的計算功能外，還需要提供更高的價值。價值在哪里？傳統電機驅動，我們在逆變器會有解碼芯片，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，取代原來解碼芯片，節省部分成本。現在市場平均價格6美元，功能單片機完全能夠提供。
汽車系統質量和安全要求越來越高，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，多核單片機最大優勢是，可以把原來主控芯片、逆變器芯片的單片機、多核預算加進輔助系統。原來會有單片機主控單片機，我們可以集成在一個多核的單片機功能里實現，不需要每一個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品比較熟悉。傳統封裝IGBT的模塊，右邊是雙面水冷的產品，新一代產品都會有兼容性，會提供從10千瓦左右到更高功率的相關產品。新產品會逐漸提高更多的功能和功率等級。以HP Drive為例，中間750V820產品，以標準產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的產品，如果需要更高功率的可以往上走到950。后續會推出新的產品，高壓的1200V產品，包括后續碳化硅的產品，可以在平臺自選需要的產品。新一代的HP Drive產品應用EDT2晶圓技術，大家知道晶圓技術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關，我們希望最高的情況是左下角的圖。運用新的EDT2的技術，可以在原來基礎上提高功率密度。EDT2技術做到最大12英寸晶圓，300毫米的晶圓。全球第一家半導體廠商能夠量產EDT2功率器件產品，我們在歐洲的晶圓工廠也能量產。
大家如果用過IGBT芯片會了解，逆變器高壓所需要的隔離驅動芯片是在原來的產品基礎上逐漸增加公共安全功能。新一代研發之中的產品，后續會完全滿足最高的安全等級。右邊是一系列高壓輔助系統不帶隔離功能的驅動芯片，所以大家可以根據自己的需求選擇相關產品。
除了提升本身產品的功能基礎外，半導體產品還可以做什么？希望能夠通過半導體產品創新，提升系統性價比。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的角度。系統相對重，而且是機械式的讀法，不能滿足公共安全要求。英飛凌的新設計通過把小的磁體加進電機軸內，安裝上高精度的角度傳感器。通過小的集成系統，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，節省研發和后續開發成本。
我們認為碳化硅一定是后續電子產品發展的趨勢，尤其是在新能源汽車上的應用。碳化硅最大的好處是提升功率密度很快超過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）來講，同樣的產品用碳化硅可以用更小的電池。如果用同樣的電池，可以有更長的續航里程。因為成本碳化硅沒有普及，需要看系統成本性價比。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品貴。整個系統能夠達到一定功率密度，需要換碳化硅產品的平衡點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。
英飛凌一直跟各車廠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市場蓬勃發展。
問：剛才提到英飛凌IGBT和旋變能滿足功能安全多核的單片機，英飛凌對新能源汽車應用領域有很多，我們更多關注IGBT。英飛凌對中國電機控制器的零部件企業是否可以接受定制化的IGBT或者IPM開發方案？針對國內新能源產業對電機控制器的零部件企業，價格有沒有定位？未來幾年隨著中國新能源汽車產業發展，英飛凌對電機控制器提供IGBT價格趨勢。
答：不只是基于IGBT的產品，我們對所有產品都是市場化的運作。我們確認中國現在是全球最大的新能源市場，產品一定要基于市場和客戶需求。您所說的定制化產品，不管是其它功能的芯片或者是IGBT，只要是中國市場有足夠需求，我們公司需要有商務平衡。只要達到要求，我們當然會為客戶定制，現在在中國有給客戶定制芯片產品的案例。IGBT產品慢慢趨向更多中國本土客戶要求。
與客戶合作，我們與中國很多車廠進行深入合作，我們繼續與它們攜手合作。希望與大家一起努力，快速發展新能源市場，有更大的量產，讓價格更快下降。后續會在國內有國產化的計劃，我們會做相關規劃與鋪墊，讓產品有更大的性價比，更多支持中國市場發展。
（根據發言整理，未經本人審閱）
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