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據中汽協10月11日披露的最新消息顯示，我國汽車銷量還在不斷上升，其中新能源車產銷分別完成631.3萬輛和627.8萬輛，同比分別增長33.7%和37.5%，市場占有率達到29.8%（去年為25.6%），市占率也有所提高。
隨著汽車電氣化、網絡化、智能化、共享化的發展，汽車半導體的重要性日益凸顯。中汽協數據顯示，傳統燃油車所需汽車芯片數量為600-700顆/輛，電動車所需的汽車芯片數量將提升至1600顆/輛，而更高級的智能汽車對芯片的需求量將有望提升至3000顆/輛。新能源車打得火熱的同時，也帶動著汽車應用中的高邊驅動芯片需求和創新。
高邊開關成為未來趨勢
汽車電子系統中的功率開關有高邊驅動（HSD）、低邊驅動（LSD）和橋式開關。其中，高邊驅動，也稱之為高邊開關，其主要用于車內負載的驅動與開關，并對負載進行保護和診斷。高邊驅動以高可靠性、靈活性、低功耗以及小型輕量等特點，正逐漸替代傳統的保險絲、繼電器等方案。
類比半導體市場總監范天偉先生表示，汽車的配電系統或者在負載的電源開關，經常會看到繼電器和保險絲的組合，事實上應用時有很多問題，高邊驅動解決了最棘手問題。
首先，保險絲只能做過流保護，電流大了就沒辦法做到可恢復或詳細的保護。所以高邊開關應運而生，把傳統繼電器和保護功能全部集成在一顆芯片。通過內置各種傳感器，可以把實時信號送到MCU做更進一步的判斷，所以高邊驅動本身比傳統的方案具有更多的保護和診斷功能。
第二，可靠性。一般繼電器壽命在幾十萬次，從可靠性角度來講，高邊開關幾乎沒有任何所謂壽命問題。
第三，靈活性。高邊開關可以通過某一個Pin腳、硬件，去設置過流點。對于不同的屬性的負載有不同的驅動模式。
第四，功耗。新能源車無論是駐車狀態還是行駛狀態，對于靜態功耗、待機功耗、工作功耗，都有非常嚴格的考量。高邊開關比傳統的繼電器功耗要低。
第五，尺寸小。新能源域控把更多負載驅動集成在一塊電路板上，需要用更多繼電器，那成本、重量和尺寸是非常大。
最后，解決了EMC的棘手問題。汽車上EMC是非常難解決的問題，繼電器在吸合時候會彈跳，彈跳會產生大量EMC，高邊開關也能完美解決這個問題。
上述六點也使得高邊開關成為未來發展的一個趨勢。
中國汽車芯片產業創新戰略聯盟副秘書長鄒廣才曾表示，汽車新四化的發展，也使得汽車產業芯片應用也發生了一些新變化，簡單而言，由于新功能的增加，導致部分類型芯片數據的增加；分布式到域控制架構的變化，導致部分類型芯片數量減少；功能集成度高的芯片替代多個簡單功能芯片導致芯片數量減少。上述變化同樣適用于高邊開關的變化。
如上圖所示，汽車中能用到高邊開關的主要場景涵蓋了燈、閥、加熱器、配電和鎖扣等應用。隨著汽車從傳統汽車往新能源汽車演變，應用到汽車的高邊驅動通道也從35提高到75，增加幅度超過100%。
上海類比半導體范天偉預估，如果按照單顆單邊開關售價1.2元算，高邊開關國內去年市場潛在體量在14~15億元, 可觸達的市場為6.5億元。他同時指出，當前的高邊開關滲透率只有46%。而且，隨著新能源汽車的發展，通道數量還在增加，可以預見的是，高邊開關市場容量未來會進一步擴大。
國內企業在高邊驅動上發力
目前，國內高邊驅動市場被國外先進半導體公司如英飛凌、ST等廠商壟斷，其中，ST和英飛凌利用工藝優勢，產品更全，覆蓋不同通道數，包括1通道、2通道、4通道、6通道。由于ST和英飛凌使用集成垂直工藝，所以它可以在相同的封裝里，做成功率密度最高的產品，比如2通道20毫歐、2通道30毫歐，甚至是單通道2毫歐、單通道1.2毫歐。
而從國內市場看，大部分企業推出是高Rdson的小電流產品，圍繞著80毫歐以上的產品，像4通道、2通道甚至是1通道，經常會用在一些小燈的開關、小電源的配電。簡單來看，目前國內公司的高邊產品相對比較零散，沒有形成體系級產品。
近期，上海類比半導體發布的車規級智能高邊驅動HD7xxxQ系列引起了市場關注。
據悉，車規級智能高邊驅動HD7xxxQ系列則是類比半導體最近推出的最新系列高端車規級芯片。據范天偉介紹，類比把高邊開關分成了三類，分別是1通道、2通道、4通道這三類產品。在每個通道中，類比半導體基本都做了不同的Rdson，包括8毫歐、20毫歐、40毫歐和80毫歐這四檔，這就讓公司在這個矩陣中能提供八款芯片。類比半導體表示，公司新推出了車規級單通道高邊驅動芯片HD70xxQ和車規級雙通道智能高邊驅動HD70xx2Q提供了不同通道數和多檔導通內阻，產品均具備全方位的保護和診斷功能，包括可配置閉鎖功能的過熱關斷保護、動態過溫保護、負載過流保護、高精度比例負載電流檢測、輸出過載和對地短路警報以及對Vcc短路診斷和OFF狀態開路診斷等。
從參數上看，HD70xxQ車規級單通道智能高邊驅動主要應用于汽車12V接地負載應用中，例如座椅加熱，并可以提供進一步的智能保護功能，包括負載過流限制保護、動態過溫保護以及過熱關斷保護等。同時，HD70xxQ的輸入控制引腳兼容3V和5V CMOS接口，支持單通道輸出。
此外，HD70xxQ內部集成專用多功能多路復用模擬輸出引腳CS，可以提供復雜的診斷功能，包括高精度比例負載電流檢測、輸出過載和對地短路警報以及對VCC短路診斷和OFF狀態開路診斷。其輸入SEn引腳為HD70xxQ的檢測使能引腳，可以進一步禁用OFF狀態下的診斷功能，獲得更低的功耗。HD70xxQ 單通道系列產品包含HD7008Q、HD7040Q、HD7080Q三個型號，分別對應6.5、40和80mΩ三檔內阻，均提供SSOP14和SSOP16兩種封裝類型以實現PIN腳兼容。
HD70xx2Q則具有車規級雙通道智能高邊驅動的輸入控制引腳兼容3V和5V CMOS接口，配有兩路獨立輸出通道。其中，HD70xx2Q的ˉ("FaultRST" )引腳在出現故障時可以控制輸出自動恢復或者輸出閉鎖。HD70xx2Q同樣集成了先進的保護功能和診斷功能。
此外，其輸入SEn引腳為HD70xx2Q的檢測使能引腳，可以進一步禁用OFF狀態下的診斷功能并獲得更低的功耗。在同一系統使用多個HD70xx2Q的場景中，除了節省功耗外，SEn還可以實現多片HD70152Q僅需一個ADC采樣通道和一個CS對地電阻，極大地優化系統實現成本。
類比半導體表示，HD70xx2Q 雙通道系列產品包含了HD70152Q、HD70202Q、HD70402Q 和HD70802Q 四個型號分別對應15、20、40和80mΩ四檔內阻，提供SSOP14和SSOP16兩種封裝。
得益于這些創新的設計，類比半導體的高邊驅動產品可用于驅動車身控制域中的各種阻性、感性及容性負載的驅動，其在車內外的應用非常廣泛，包括車內飾燈、頭尾燈、座椅和方向盤及后視鏡加熱、電磁閥、門鎖、電機等場景。
總體而言，高邊開關其實并不是非常新的產品，因為英飛凌早在十年前就涉足了相關領域。新能源汽車的迅猛發展為我國企業提供一個實現彎道超車的良好契機，范天偉對于實現市場突圍路徑分享了一些行業經驗。
他表示，高邊驅動產品未來會往更低的Rdson和更大的驅動電流走，未來也需要更多通道數的集成，并且通訊方式未來也會在高邊進行慢慢地改變；更低的靜態功耗以及高邊驅動的智能化、可編程化也是行業需要考慮的點。
客服