自動車の電子化が進むにつれ、従来の燃料自動車とハイブリッド/純電気自動車（EV）の両方で電子部品がますます多く使用されるようになり、自動車アプリケーション市場が繁栄し、エレクトロニクス業界に大きなビジネスチャンスをもたらしています。この記事では、自動車アプリケーション市場の発展とNexperiaが提案するソリューションについて説明します。
急速な発展を遂げる自動車エレクトロニクス市場は大きなチャンスに恵まれている
自動車のアプリケーションでは、電動化への移行に加えて、安全性、照明、娯楽機器が徐々に向上し、ますます多くの電子システムが採用されています。一般的な自動車用電子アプリケーションには、ADASレーダー センサー モジュール、エアバッグ コントローラー、アンチロック ブレーキ システム、自動HVAC BLDCモーター、冷却ファン、電子燃料噴射、電動パワー ステアリング、アダプティブLEDヘッドライト、オンボード チャージャー (OBC)、車載ネットワーク (CAN/LIN/FlexRay)、マルチメディア/インフォテインメント システム、タッチ スクリーン、カメラ、LED照明、DC/DCコンバーターなどがあります。必要な電子製品と市場機会は非常に大きいです。
さらに、今日の世界では、より省エネで効率的な自動車が求められており、世界各国の政府はCO 2 気候変動に対処し、資源を維持するために、自動車からの排出ガスを削減します。したがって、コアとなるのは、燃焼、ハイブリッド、または完全な電気のいずれであっても、動力伝達システムであり、パワートレインシステム、シャーシ、安全性、照明、およびボディエレクトロニクスの革新的な技術とシステムは、燃料消費量を削減し、車両全体の効率を向上させるのにも役立ちます。 2 排出量、コスト。今日の自動車は大きな変化を遂げており、自動車部品メーカーは変化する市場の需要に対応するために製品の効率と効果を向上させる必要があります。
Nexperiaは、バイポーラ トランジスタ、ダイオード、静電放電保護 (ESD)、過渡電圧抑制 (TVS) ダイオード、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ (MOSFET)、ロジック デバイスなど、多種多様な製品を生産しています。Nexperiaは、自動車産業のアプリケーション向けに、優れた機能と性能を備えた製品を一貫して提供し、適切なパッケージングを採用して、ユーザーが「運転効率」を通じて競争の激しい市場で勝利できるよう支援します。
Nexperiaは、自動車業界向けに幅広い特殊なディスクリート デバイス、MOSFETデバイス、ロジック デバイスを提供しています。製品は、AEC-Q100/Q101規格に完全に準拠しています。 Nexperiaの革新的なソリューションは、従来のパワートレイン システム、シャーシ、ボディ エレクトロニクスと組み合わせることで、さまざまな新しいシステム設計をサポートし、ワイヤレス車両安全システムから電気自動車充電器に至るまでの将来の設計ソリューションと互換性があります。 これらは、専用の製造およびサプライ チェーンに基づいて、省エネ、効率的、簡潔な製品を生産し、長期的な 量 供給ニーズを満たすために広く使用されています。以下では、Nexperiaの主要製品の一部を紹介します。
車載イーサネット仕様に適合したESD保護デバイス
自動車の接続性と電動化を次のステップに進めるには、高速かつ高帯域幅の車載イーサネットが必要です。多くの業界リーダーがOPEN Alliance SIG内で協力し、自動車へのイーサネット採用を推進しています。主な目標は、既存のIEEE 100BASE-T1/1000BASE-T1物理層仕様を展開し、コンプライアンスと相互運用性の仕様を補完することですが、より高度な電気設計が利用可能になるにつれて、個別のESD保護がますます重要になります。
Nexperiaは、AEC-Q101規格およびIEEE OPEN Alliance 100BASE-T1および1000BASE-T1規格に準拠し、両方のバス ラインをESDやその他の過渡的損傷から保護する車載用Ethernet ESD保護デバイスの複数の製品の組み合わせを発表しました。
NexperiaのPESD2ETH1GXT-Q、PESD1ETH1GLS-Q、PESD1ETH1GXLS-Qを例に挙げると、これら3つのデバイスはシリコンベースであり、バリスタなどの他のESD保護ソリューションに比べて多くの利点があり、信頼性が高く、1 pF (最大) のダイオード容量が改善されて信号の整合性が向上します。
これらのESD保護デバイスは、IEEE OPEN Allianceの100BASE-T1および1000BASE-T1テスト仕様に完全に準拠しているため、顧客が自ら認証を受ける必要がありません。テスト条件下ではAEC-Q101の2倍の性能を発揮するため、お客様は最高の車両品質プロファイルを満たし、最高レベルの信頼性を提供していると確信できます。
他の競合製品と比較して、これら3つのESD保護デバイスはシリコン技術と復元力を組み合わせ、クランプ電圧と残留電流を低減し、最小のリード付き (SOT23) およびリードなし (DFN1006BD-2/SOD882BD) パッケージを選択して最大限の設計柔軟性を実現し、濡れ性側面を備えた鉛フリー パッケージと自動光学検査 (AOI) により組み立て歩留まりを向上します。
窒化ガリウム電界効果トランジスタは高い電力変換効率を持つ
自動車の電動化の進展により、より高い電力需要が求められます。電力変換効率の向上も求められています。電力損失の削減は業界にとって大きな課題であり、窒化ガリウム（GaN）が主流の技術になると予想されています。GaNテクノロジーは、シリコン (Si) やシリコンカーバイド (SiC) ソリューションよりも優れたパフォーマンス上の利点を示します。具体的には、GaN電界効果トランジスタ (FET) は、システムコストを抑えながら最適な効率を提供し、システムの軽量化、小型化、低温化を実現します。より高性能なGaNパワー トランジスタは、より高い電力に適しており、EV仕様を満たしています。
Nexperiaは、次世代の高電圧GaN HEMT H2技術とTO-247およびNexperia独自のCCPAK表面実装パッケージを使用した複数のGaN FETデバイスを発表しました。これらのデバイスは、複雑なドライバや制御のないカスケード構成により、優れたスイッチング性能指数 (FOM) とオン状態のパフォーマンス、安定性の向上、アプリケーション設計の簡素化を実現しました。
新しいGaNテクノロジーは、拡張可能なエピ貫通ビアを使用しており、欠陥が削減され、ダイ サイズが約24% 縮小されます。従来のTO-247の初期バージョンでは、高いしきい値電圧と低いダイオード順方向電圧によるRDS (on) もわずか41 mΩ (最大値、25°Cで標準35 mΩ) にまで低減されました。CCPAK表面実装バージョンの場合、この減少はさらに39 mΩ (最大、通常は25°Cで33 mΩ) まで増加します。これらの部品はカスケード デバイスとして構成されているため、標準のSi MOSFETドライブによって簡単に駆動でき、どちらのバージョンも車載アプリケーションのAEC-Q101要件を満たしています。
Nexperiaは、次世代GaNプロセスを使用した製品ラインの開発と拡張への投資を継続しており、最初は従来のTO-247バージョンとパワーモジュール メーカー向けのベア ダイ フォーマットをリリースし、その後、高性能な表面実装CCPAKパッケージをリリースします。NexperiaのCCPAK表面実装パッケージは、内部ボンディング ワイヤをNexperiaの実績ある革新的な銅クリップ パッケージング技術に置き換え、寄生損失を削減し、電気的および熱的性能を最適化し、信頼性を向上させます。CCPAK GaN FETは上部または下部の冷却構成に使用できるため、幅広く利用でき、放熱をさらに改善するのに役立ちます。
TO-247パッケージの650 V GAN041-650WSBやCCPAKパッケージのGAN039-650NBBを含むNexperiaのGaN FETデバイスは、650 Vおよび30～40 mΩ R付近の高電力変換のための効率的で経済的なソリューションです。 DS（オン） 電気自動車のOBC、DC/DCコンバータ、トラクションインバータなどのアプリケーション。
新しいパッケージング技術を採用したショットキー整流ダイオード
ショットキー ダイオードは、順方向電圧降下が低く、スイッチング速度が速いダイオードの一種です。ショットキー障壁特性により発生する電子デバイスです。通常、ダイオードは電流が流れると約0.7～1.7Vの電圧降下を生じますが、ショットキーダイオードの電圧降下はわずか0.15～0.45Vであるため、システムの効率が向上し、 整流効果を生み出す。
ショットキー整流器の性能を向上させるために、Nexperiaは銅クリップボンディングFlatPower (CFP) をパッケージ化した溝付きショットキー整流器を導入し、効率的で省スペースの設計という厳しいニーズに対応しました。CFPパッケージのショットキー整流器は、低い逆電流、低い順方向電圧、最小のQrrを組み合わせて、高い周囲温度で最適な効率を実現します。Nexperiaは、さまざまな高出力CFPパッケージ オプションを提供しており、熱性能が優れ、 フットプリントが小さく、自動車用途に非常に適した、SMAパッケージの真の代替品です。
現代の自動車アーキテクチャでは、電子制御ユニット (ECU) の数が徐々に減少しており、フロント、リア、およびボディの制御を担当する高性能で機能的なECUのみが残っています。その結果、これらのユニットのダイオードデバイス密度は大幅に増加し、これらの高密度を実現するために、メーカーは最新の多層PCBにますます依存するようになっています。SMAでパッケージ化されたダイオード デバイスと比較して、これらの多層PCB垂直放熱設計により、設計者はCFP2-HPを介して最大75% のボード スペースを節約しながら、同じレベルの電気性能を維持できます。この耐久性の高いパッケージ設計により、ダイオード デバイスの動作時間が延長され、プレート レベルの信頼性が向上します。また、新しいリード形状により、自動光学検査 (AOI) のパフォーマンスが向上します。
Nexperiaは最近、標準バージョンとAECQ-101バージョンを提供する新しいCFP2-HPパッケージを使用した、電源アプリケーション向けの整流ダイオードをいくつか導入しました。これには、100V、2Aのトレンチ ショットキー整流ダイオードPMEG100T20ELXD-Qなど、45V、60V、100V トレンチ ショットキー整流ダイオード (オプション1Aおよび2A) が含まれます。 Nexperia社は、超高速回復を必要とするアプリケーション向けに、200V、1AのPNE20010EXD-Q整流ダイオードもポートフォリオに追加しました。
結論
自動車エレクトロニクスアプリケーションの市場は上昇傾向にあり、高品質で効率的かつ業界標準に準拠した電子機器の採用は、自動車エレクトロニクス関連製品の開発にとって重要な鍵となります。Nexperiaは、お客様の多様な開発ニーズを満たす車載用電子ESD保護デバイス、電力変換デバイス、整流器などの幅広い製品ラインを備えており、お客様のさらなる理解と採用に値します。