电动汽车时代,BCD工艺成为关键

本站网综合报道 随着汽车电动化的演进,BCD工艺在汽车半导体领域正在变得越来越关键。

BCD即Bipolar-CMOS-DMOS,顾名思义这种工艺是将双极晶体管(Bipolar)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、双扩散金属氧化物半导体(DMOS)三种器件集成在同一芯片上。结合双极晶体管的高驱动能力、CMOS的高集成度与低功耗,以及DMOS的高压大电流特性,能够降低芯片面积,提高性能。

BCD工艺由意法半导体于1985年首次推出,当时的工艺节点为4微米,电压能力为20V。主要为了满足电子应用中对高性能模拟电源管理和高电压能力的需求。到2010年,工艺节点达到0.11微米,电压能力扩展到1200V,满足高压应用需求。目前意法半导体已经推出90nm,集成eNVM存储器,支持3D堆叠技术的BCD工艺。

另外还有更多的厂商正在推动BCD工艺的发展,比如芯联集成的 BCD+SOI 技术通过深沟槽隔离消除闩锁效应,在新能源逆变器中实现 1200V 耐压与 10MHz 高频驱动,较传统方案体积缩小 60%。

在BCD工艺的发展过程中,除了eNVM的加入,还引入了一些无源器件,包括高精度电阻电容和电感等,持续提升模拟电路的性能。DMOS结构也进行了多次改进迭代,实现更高的电流密度和更低的导通电阻,从而提高功率转换效率。

另外,SOI技术也正在更多地与BCD工艺结合,BCD-SOI通过深沟槽隔离(DTI)提升抗干扰能力,适用于高可靠性场景。

因此,从集成高电压、大电流、高级程度、高驱动能力等特性来看,BCD工艺与汽车电动化需求尤为契合。实际上在传统的燃油车上,BCD工艺就被用于ECU中的功率驱动和信号处理部分,支持燃油喷射、点火时机等功能,能够处理发动机运行所需的高电压和大电流需求。

以及在变速箱控制单元中,BCD工艺用于驱动变速器中的电磁阀和执行器芯片,负责管理自动变速器的换挡逻辑,提供高电压和大电流的支持。

在电动汽车中,BMS是电池系统的核心之一,BCD工艺应用于BMS芯片,处理电池组的高电压和大电流需求,监控和管理电池状态。

OBC车载充电机上主要功能是交直流转换,同样需要高电压、大电流的转换和控制,OBC上的功率驱动芯片PMIC等都会用到BCD工艺。

未来随着汽车电动化的趋势,BCD工艺节点进一步缩小,将支持更高的电压和更大的电流,满足未来高压应用的需求。为了提高集成度,BCD工业也将集成更多的功能,如传感器接口通信模块和智能控制单元,实现更高级别的系统集成,尤其在汽车电子工业自动化领域。

BCD 工艺凭借其高压集成、低功耗与高可靠性,已成为汽车芯片的核心制造技术。随着 800V 高压平台、智能底盘等新技术的普及,BCD 工艺将在车规级功率器件、嵌入式存储与多域控制器领域持续突破,推动汽车电子向更高集成度、更低成本方向发展。

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