高边驱动芯片市场正热，类比半导体新品来袭

据中汽协10月11日披露的最新消息显示，我国汽车销量还在不断上升，其中新能源车产销分别完成631.3万辆和627.8万辆，同比分别增长33.7%和37.5%，市场占有率达到29.8%（去年为25.6%），市占率也有所提高。

随着汽车电气化、网络化、智能化、共享化的发展，汽车半导体的重要性日益凸显。中汽协数据显示，传统燃油车所需汽车芯片数量为600-700颗/辆，电动车所需的汽车芯片数量将提升至1600颗/辆，而更高级的智能汽车对芯片的需求量将有望提升至3000颗/辆。新能源车打得火热的同时，也带动着汽车应用中的高边驱动芯片需求和创新。

高边开关成为未来趋势

汽车电子系统中的功率开关有高边驱动（HSD）、低边驱动（LSD）和桥式开关。其中，高边驱动，也称之为高边开关，其主要用于车内负载的驱动与开关，并对负载进行保护和诊断。高边驱动以高可靠性、灵活性、低功耗以及小型轻量等特点，正逐渐替代传统的保险丝、继电器等方案。

类比半导体市场总监范天伟先生表示，汽车的配电系统或者在负载的电源开关，经常会看到继电器和保险丝的组合，事实上应用时有很多问题，高边驱动解决了最棘手问题。

首先，保险丝只能做过流保护，电流大了就没办法做到可恢复或详细的保护。所以高边开关应运而生，把传统继电器和保护功能全部集成在一颗芯片。通过内置各种传感器，可以把实时信号送到MCU做更进一步的判断，所以高边驱动本身比传统的方案具有更多的保护和诊断功能。

第二，可靠性。一般继电器寿命在几十万次，从可靠性角度来讲，高边开关几乎没有任何所谓寿命问题。

第三，灵活性。高边开关可以通过某一个Pin脚、硬件，去设置过流点。对于不同的属性的负载有不同的驱动模式。

第四，功耗。新能源车无论是驻车状态还是行驶状态，对于静态功耗、待机功耗、工作功耗，都有非常严格的考量。高边开关比传统的继电器功耗要低。

第五，尺寸小。新能源域控把更多负载驱动集成在一块电路板上，需要用更多继电器，那成本、重量和尺寸是非常大。

最后，解决了EMC的棘手问题。汽车上EMC是非常难解决的问题，继电器在吸合时候会弹跳，弹跳会产生大量EMC，高边开关也能完美解决这个问题。

上述六点也使得高边开关成为未来发展的一个趋势。

中国汽车芯片产业创新战略联盟副秘书长邹广才曾表示，汽车新四化的发展，也使得汽车产业芯片应用也发生了一些新变化，简单而言，由于新功能的增加，导致部分类型芯片数据的增加；分布式到域控制架构的变化，导致部分类型芯片数量减少；功能集成度高的芯片替代多个简单功能芯片导致芯片数量减少。上述变化同样适用于高边开关的变化。

如上图所示，汽车中能用到高边开关的主要场景涵盖了灯、阀、加热器、配电和锁扣等应用。随着汽车从传统汽车往新能源汽车演变，应用到汽车的高边驱动通道也从35提高到75，增加幅度超过100%。

上海类比半导体范天伟预估，如果按照单颗单边开关售价1.2元算，高边开关国内去年市场潜在体量在14~15亿元, 可触达的市场为6.5亿元。他同时指出，当前的高边开关渗透率只有46%。而且，随着新能源汽车的发展，通道数量还在增加，可以预见的是，高边开关市场容量未来会进一步扩大。

国内企业在高边驱动上发力

目前，国内高边驱动市场被国外先进半导体公司如英飞凌、ST等厂商垄断，其中，ST和英飞凌利用工艺优势，产品更全，覆盖不同通道数，包括1通道、2通道、4通道、6通道。由于ST和英飞凌使用集成垂直工艺，所以它可以在相同的封装里，做成功率密度最高的产品，比如2通道20毫欧、2通道30毫欧，甚至是单通道2毫欧、单通道1.2毫欧。

而从国内市场看，大部分企业推出是高Rdson的小电流产品，围绕着80毫欧以上的产品，像4通道、2通道甚至是1通道，经常会用在一些小灯的开关、小电源的配电。简单来看，目前国内公司的高边产品相对比较零散，没有形成体系级产品。

近期，上海类比半导体发布的车规级智能高边驱动HD7xxxQ系列引起了市场关注。

据悉，车规级智能高边驱动HD7xxxQ系列则是类比半导体最近推出的最新系列高端车规级芯片。据范天伟介绍，类比把高边开关分成了三类，分别是1通道、2通道、4通道这三类产品。在每个通道中，类比半导体基本都做了不同的Rdson，包括8毫欧、20毫欧、40毫欧和80毫欧这四档，这就让公司在这个矩阵中能提供八款芯片。
类比半导体表示，公司新推出了车规级单通道高边驱动芯片HD70xxQ和车规级双通道智能高边驱动HD70xx2Q提供了不同通道数和多档导通内阻，产品均具备全方位的保护和诊断功能，包括可配置闭锁功能的过热关断保护、动态过温保护、负载过流保护、高精度比例负载电流检测、输出过载和对地短路警报以及对Vcc短路诊断和OFF状态开路诊断等。

从参数上看，HD70xxQ车规级单通道智能高边驱动主要应用于汽车12V接地负载应用中，例如座椅加热，并可以提供进一步的智能保护功能，包括负载过流限制保护、动态过温保护以及过热关断保护等。同时，HD70xxQ的输入控制引脚兼容3V和5V CMOS接口，支持单通道输出。

此外，HD70xxQ内部集成专用多功能多路复用模拟输出引脚CS，可以提供复杂的诊断功能，包括高精度比例负载电流检测、输出过载和对地短路警报以及对VCC短路诊断和OFF状态开路诊断。其输入SEn引脚为HD70xxQ的检测使能引脚，可以进一步禁用OFF状态下的诊断功能，获得更低的功耗。HD70xxQ 单通道系列产品包含HD7008Q、HD7040Q、HD7080Q三个型号，分别对应6.5、40和80mΩ三档内阻，均提供SSOP14和SSOP16两种封装类型以实现PIN脚兼容。

HD70xx2Q则具有车规级双通道智能高边驱动的输入控制引脚兼容3V和5V CMOS接口，配有两路独立输出通道。其中，HD70xx2Q的¯("FaultRST" )引脚在出现故障时可以控制输出自动恢复或者输出闭锁。HD70xx2Q同样集成了先进的保护功能和诊断功能。

此外，其输入SEn引脚为HD70xx2Q的检测使能引脚，可以进一步禁用OFF状态下的诊断功能并获得更低的功耗。在同一系统使用多个HD70xx2Q的场景中，除了节省功耗外，SEn还可以实现多片HD70152Q仅需一个ADC采样通道和一个CS对地电阻，极大地优化系统实现成本。

类比半导体表示，HD70xx2Q 双通道系列产品包含了HD70152Q、HD70202Q、HD70402Q 和HD70802Q 四个型号分别对应15、20、40和80mΩ四档内阻，提供SSOP14和SSOP16两种封装。

得益于这些创新的设计，类比半导体的高边驱动产品可用于驱动车身控制域中的各种阻性、感性及容性负载的驱动，其在车内外的应用非常广泛，包括车内饰灯、头尾灯、座椅和方向盘及后视镜加热、电磁阀、门锁、电机等场景。

总体而言，高边开关其实并不是非常新的产品，因为英飞凌早在十年前就涉足了相关领域。新能源汽车的迅猛发展为我国企业提供一个实现弯道超车的良好契机，范天伟对于实现市场突围路径分享了一些行业经验。

他表示，高边驱动产品未来会往更低的Rdson和更大的驱动电流走，未来也需要更多通道数的集成，并且通讯方式未来也会在高边进行慢慢地改变；更低的静态功耗以及高边驱动的智能化、可编程化也是行业需要考虑的点。