電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）最近蔚來正式發(fā)布了其旗艦車型ET9，其中用上了不少業(yè)界最新的技術(shù)，其中包括了48V的低壓架構(gòu)。但ET9上又不只有一套低壓系統(tǒng)，據(jù)官方介紹，ET9上同時支持12V和48V系統(tǒng)，整車中包含兩個12V和一個48V系統(tǒng)。其中12V系統(tǒng)采用了獨立雙路冗余供電的設計，提高了系統(tǒng)的可靠性；48V系統(tǒng)則專門用于全主動懸架以及其他大功率負載。

另外，ET9上還搭載了國內(nèi)首個全自研智能保險開關低壓架構(gòu)，全車擁有百路eFuse，精確控制用電設備，實現(xiàn)更好的整車能耗管理。

隨著如今電動汽車的智能化程度加深，車上的電器設備不斷增多，低壓系統(tǒng)中的負載增加的情況下，如果使用傳統(tǒng)的保險絲、繼電器數(shù)量，那么系統(tǒng)的體積、重量等將難以控制。所以目前采用高集成化的高邊開關，替代傳統(tǒng)的保險絲、繼電器方案成為趨勢。

汽車高邊開關需求激增

高邊開關顧名思義，是應用于電源正極和負載之間，位于高電位端一側(cè)的開關；同理如果開關器件位于負載和電源負極之間，則被稱為低邊開關。

由于高邊開關位于電源正極和負載之間，如果負載發(fā)生短路，比如負載與地短接等，高邊開關可以迅速切斷電源，防止電流過大導致?lián)p壞，起到保護負載的作用。同時高邊開關還具備診斷功能，能夠?qū)崟r讀取當前負載的電流、電壓、溫度等信息，并將信息傳送到MCU進行診斷。

過去使用的傳統(tǒng)繼電器、保險絲，如果要為負載提供電路保護的功能，比如過流、過溫自動關斷保護、診斷功能等，需要搭配很多外圍電路，無疑會增加PCB面積，給ECU帶來更大的體積和重量。在車內(nèi)寸土寸金的空間中，尤其電器部件越來越多的趨勢下，高邊開關就能夠很好解決這些問題。

高邊開關中集成功率MOSFET、驅(qū)動電路、保護電路（包括過流、短路、過溫等）、診斷功能（包括電流電壓檢測、溫度監(jiān)測、通信接口）等，為了穩(wěn)定電源和減少EMI，內(nèi)部可能還集成了電容。

在汽車上，高邊開關可以在車身控制欲中各種阻性、感性、容性負載的驅(qū)動中使用，包括汽車前大燈、尾燈、車內(nèi)氛圍燈、座椅、車窗升降、雨刮器、電動車門等各種場景。

有業(yè)內(nèi)人士估算，目前在傳統(tǒng)燃油車上，平均每輛汽車需要40到60個通道的高邊開關，而在新能源汽車上，這個需求將達到80-120個通道。按照國內(nèi)汽車年產(chǎn)量2800萬輛估算，預計2025年國內(nèi)汽車高邊開關市場規(guī)模將達到25億-35億元人民幣。

高邊開關玩家眾多，國內(nèi)廠商加速進場

目前汽車高邊開關市場，主要玩家是英飛凌、ST、TI、NXP、安森美等海外半導體巨頭， 在市場上占據(jù)主導地位。對于高邊開關而言，核心是功率MOSFET與驅(qū)動、保護電路、診斷功能等的集成，芯片集成度高，所以實際上對于芯片制造工藝、封裝散熱等要求也較高。

高邊開關主要使用BCD工藝，不過每家廠商都有一些獨家技術(shù)。比如ST的VIPower技術(shù)，這項技術(shù)整合了功率、模擬、混合信號設計所需的縱向雙擴散MOS功率器件與其自身的溫度和電流傳感器以及CMOS和高壓器件。最新的縱向智能功率技術(shù)集成了TrenchFET功率器件，與以前的DMOS結(jié)構(gòu)相比，Ron導通電阻降低了35％，實現(xiàn)在緊湊封裝內(nèi)的大電流處理能力。

目前ST最新的M0-9系列高邊開關包含單通道、雙通道和四通道產(chǎn)品，采用PowerSSO-16封裝，具有4毫歐至80毫歐的導通電阻，集合了先進的保護功能，如負載電流限制、過載主動管理（通過功率限制方法）和過熱關斷（通過可配置的閉鎖功能）等。

可以看出，汽車高邊開關產(chǎn)品，對于廠商本身的MOSFET產(chǎn)品的成熟度、工藝打磨等有較大關系，IDM廠商本身會具備一些工藝上的優(yōu)勢。

而隨著新能源汽車需求的爆發(fā)，國內(nèi)廠商也開始紛紛瞄準汽車高邊開關的賽道，而玩家增多的過程中，本土代工廠也將獲得更多的制造經(jīng)驗，逐步提高工藝的成熟度。

目前國內(nèi)高邊開關的玩家主要有納芯微、類比半導體、瓴芯微、帝奧微、穩(wěn)先微、茂睿芯、希荻微等。

納芯微在今年8月推出了旗下首個高邊開關產(chǎn)品系列NSE34XXXS/D/Q和NSE35XXXS/D，具備行業(yè)領先的帶載能力和完善可靠的診斷保護功能，提供1/2/4通道、兼容PSSO-16/PSSO-14的封裝，導通電阻覆蓋8毫歐至140毫歐，適用于驅(qū)動車身BCM等系統(tǒng)中各類傳統(tǒng)的阻性、感性和鹵素燈負載，同時也充分適配區(qū)域控制器ZCU中一/二級配電下常見的大容性負載。

據(jù)介紹，納芯微推出的高邊開關產(chǎn)品是依托全國產(chǎn)化自主可控供應鏈設計和制造，在單車用量最大的汽車模擬芯片品類上，實現(xiàn)了“全鏈國產(chǎn)”。

類比半導體去年推出了車規(guī)級高邊開關系列產(chǎn)品HD7xxxQ，提供單、雙通道數(shù)。今年7月，類比半導體繼續(xù)推出了多款高邊開關產(chǎn)品，包括HD70504 & HD70804四通道高邊開關，具有50毫歐和80毫歐的導通電阻選項，適用于多通道電機控制，特別適合汽車尾燈、內(nèi)飾燈驅(qū)動以及小電流配電應用；HD7004低導通電阻高邊開關，導通電阻低至4毫歐，適用于電動汽車上大電流驅(qū)動應用，比如汽車座椅加熱、方向盤加熱等熱管理應用場景。

寫在最后：

據(jù)了解，目前多家國內(nèi)廠商推出的高邊開關產(chǎn)品在本土汽車廠商以及Tier1中導入進展都較為順利。隨著國內(nèi)工藝的進一步成熟，以及芯片廠商的持續(xù)開發(fā)，突破大電流低內(nèi)阻產(chǎn)品，未來國產(chǎn)高邊開關也將會更多地出現(xiàn)在汽車上。