发力5G和毫米波雷达 英飞凌最新电源管理及射频技术揭秘

作为全球功率半导体领域排名第一，汽车电子和安全芯片领域排名第二的半导体芯片厂商，英飞凌2016年财年营收增幅接近12%，增至64.73亿欧元，其中电源管理及多元化市场事业部营收增至20.50亿欧元，增幅达14%，俨然成为除了英飞凌汽车事业部外增长最快的业务部门，他们成长的秘诀是什么?

图1：英飞凌电源管理及多元化市场事业部大中华区副总裁潘大伟

在7月18日的媒体见面会上，英飞凌电源管理及多元化市场事业部大中华区副总裁潘大伟表示，作为占公司营收31%的PMM事业部，现在专注于高速数据、人机交互和能源效率三大领域。PMM事业部凭借最新的SiC/GaN工艺技术，加上传统的传感器、雷达系统、功率与电源的优势，伴随着席卷全球数字化浪潮，5G及物联网市场的快速增长，未来英飞凌电源管理及多元化事业部将驱动三驾马车推动增长引擎。

 

英飞凌半导体技术覆盖5G网络应用场景

英飞凌电源管理及多元化市场事业部大中华区高级经理颜新先生表示，未来的5G是高速、万物互联的场景，传统的3G、4G的蜂窝基站会升级，除了传统宏蜂窝基站，含有大规模MIMO、NB-IOT的宏蜂窝基站会也来越多，多天线技术也会出现，比如64天线和128天线。小蜂窝主要是热点的高频覆盖。实现5G，关键的前提是扩展通讯基础设施。现有的基站需要更新，同时许多其他小型天线阵，即小基站，需要重新设置。

颜新先生介绍，国际电信联盟(ITU)定义了5G三大典型应用场景：增强移动宽带、大连接物联网、超可靠低延时通信。1、未来海量设备接入，估计500亿联络设备数量，未来预计人均会有7个智能终端接入物联网;2、在关键性数据传输上，如工业应用5G将会实现超短时延，大约为4G网络50分之一;3、增强型宽带。2020年实现传统宽带向增强性宽带演进。25Gbps，超高宽带平均LTE下载速度的2500倍，5G网络的平均速率可以达到10Gbps，将会是4G网络的100倍以上。而在5G速率环境下，眨眨眼就能下载一部高清视频大片。

英飞凌提供接收、放大和传输数据的高频器件以及用于天线调谐和切换的器件。英飞凌芯片可实现以高达 90 千兆赫的频率进行数据传输，5G 高带宽传输尤其需要这种高频频率。

随着微波射频技术的不断发展，包括毫米波在内的高频技术正成为炙手可热的技术，在5G 通信、汽车和直升飞机的自动驾驶、雷达、遥感、激光光谱、射电天文学、宇航通信、军事航天、极高频卫星通信系统等领域都将是不可或缺的。英飞凌提供行业内首个封装型毫米波收发器，集成式宽带LDMOS和GaN Doherty放大器，此外，英飞凌还提供毫米波传感器和高端毫米波射频及射频前端解决方案，适用于24-100GHz频率范围。

工业4.0趋势和物联网时代的生活走向也对电源管理的能源效率和智能化提出了更高的要求。英飞凌作为在全球电源管理市场上占比最大的厂商，一直致力于研究和开发有利于科技发展的电源管理产品。利用其在电源管理和射频领域占据的技术优势来供给创新性易用器件，提供系统知识以促进实现高效电源管理。

英飞凌电源管理及多元化市场事业部大中华区高级市场经理陈清源先生介绍，耗电量比较大的服务器数据中心，有上千、上万台服务器同时工作，需要消耗极高的电力在空调，让数据维持在合适温度，通过使用英飞凌的电源管理方案，可以让数据中心每年节省约20%的电力损耗，减少可观的电费支出。

在功率半导体领域，英飞凌是全球首家成功采用硅材料制作300mm (12寸) 薄晶圆的功率半导体公司。

陈清源先生表示，这个独家技术带来三大好处：300毫米(12寸)薄晶圆之功率半导体晶片的单位产出比200毫米晶圆多1.5倍以上；300毫米晶圆的前端制造单位成本要比200毫米晶圆更有竞争力，成本管控在中长期比8寸要好；通过持续投资，扩展产能，可以快速支持客户与市场的需求。

随着直流电机，特别是无刷直流电机的应用越来越广泛，英飞凌从中低电压等级功率半导体中获益颇丰。此外，面向主板CPU并具备数字控制功能的直流-直流电源芯片、根据不同电动汽车充电需求所使用的IGBT或MOSFET功率半导体，也是英飞凌获利和未来增长的重要来源。

目前市场上的充电桩主要分为直流充电桩和交流充电桩两大类。其中，因为直流充电桩充电较快，成为众多电源管理开发厂商争相研究的对象。英飞凌针对充电桩市场推出了CoolMOS™ 系列产品来满足高性能、高可靠性需求的系统解决方案。CoolMOS™ 系列产品为 Vienna PFC和 LLC拓扑结构增加了电源功率密度，将充电桩电源转换效率提升至96%，为充电桩系统提供“一站式”解决方案。

看好毫米波雷达市场前景

5G、手势互动，无人驾驶的汽车雷达，核心都是一个词——毫米波技术。英飞凌已经成功地将毫米波技术从汽车应用衍生到工业应用。

相比图像检测、超声波检测等方式，雷达具有更好的抗干扰能力。这使得雷达成为ACC巡航系统、汽车盲点检测系统、汽车防撞控制系统的主流检测方式。目前，24GHz雷达是市场上雷达应用的主要研究对象之一。而且随着消费类产品对于智能传感器要求的提高，24GHz雷达也逐渐由汽车工业领域转向消费产品领域。

英飞凌电源管理及多元化市场事业部大中华区总监麦正奇先生介绍：“相比传统的喇叭天线，24GHz雷达传感器具有波束角度小、灵敏度高、体积小巧等优势，同时，24GHz雷达传感器能够实现非接触式测量，获得测量目标较准确的运动速度、距离和方位角度信息。”

目前，英飞凌在中国市场有两款主要的毫米波雷达产品。低功耗的24GHz雷达和高性能24GHz雷达。前者功耗较低，分辨率低(1M)，带宽250MHz，组件面积较小。后者功率较大，性能较好，当然体积也会更大。

英飞凌与谷歌的ATAP合作开发的 Soli项目，2017年推出了第二代微波天线集成雷达手势识别传感器IC。Soli-C集成了英飞凌的60GHz雷达传感器IC。麦正奇透露，新一代Soli-C集将天线也整合进去，更方便工程师做开发。

此外，PMM事业部的传感器范围非常广泛。英飞凌电源管理及多元化市场事业部射频及传感器部门大中华区总监麦正奇表示，该公司的硅基麦克风具有超宽动态范围，有较高的声学过载点、高信噪比和低失真度的优点。在当前智能音箱的大热下，英飞凌有机会在远场语音识别的麦克风市场有所作为。

与竞争对手相比，英飞凌在射频方面的优势，体现在两大方面。麦正奇先生表示，射频模块竞争对手优势在于拥有PA、放大器和开关，在射频器件的集成方面有自己的优势，英飞凌在射频前端晶圆有优势。其次，英飞凌可以提供低噪放大器和开关的组合，可以提供给客户灵活的选择。针对不同国家和地区的客户，价格不同，对射频前端的器件组合要求不同，英飞凌提供给客户灵活度，成品可以提供实现良好的效率提升。