車規(guī)級二三極管在ADAS雷達中的低功耗驅(qū)動趨勢

車規(guī)級二三極管在ADAS雷達中的低功耗驅(qū)動趨勢

隨著ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）向L3級以上演進，雷達模組的功耗控制成為平衡性能與續(xù)航的關(guān)鍵。傳統(tǒng)硅基二三極管因?qū)娮韪摺㈤_關(guān)損耗大，難以滿足毫米波雷達對低功耗與高響應(yīng)的雙重需求。東莞市平尚電子科技有限公司（平尚科技）基于AEC-Q101車規(guī)認證標準，開發(fā)了碳化硅（SiC）與氮化鎵（GaN）基二三極管，通過材料革新與驅(qū)動算法優(yōu)化，推動ADAS雷達的能效比提升至行業(yè)新高度。

ADAS雷達的功耗挑戰(zhàn)與平尚技術(shù)路徑

ADAS雷達（如77GHz毫米波雷達）需在復雜工況下維持高頻掃描與實時數(shù)據(jù)處理，其功率放大器（PA）與信號鏈路的能耗占比超40%。傳統(tǒng)硅基快恢復二極管的反向恢復時間（trr）長（>50ns），導致開關(guān)損耗占總功耗的30%以上。平尚科技的解決方案聚焦寬禁帶半導體與動態(tài)功耗管理：

• 碳化硅（SiC）肖特基二極管：采用JBS（結(jié)勢壘肖特基）結(jié)構(gòu)，將trr壓縮至5ns以內(nèi)，開關(guān)損耗降低60%，反向擊穿電壓達1200V；

• 氮化鎵（GaN）MOSFET：通過銅基板倒裝焊接工藝，導通電阻（R_DS(on)）低至10mΩ，開關(guān)頻率提升至10MHz，適配雷達脈沖調(diào)制需求；

• 智能驅(qū)動IC：集成動態(tài)電壓調(diào)節(jié)（DVS）算法，根據(jù)雷達工作負載實時調(diào)整驅(qū)動電流，靜態(tài)功耗降低至5μA以下。

某L3級車型的實測數(shù)據(jù)顯示，搭載平尚方案的雷達模組能效比提升至92%，功耗較傳統(tǒng)方案降低35%，續(xù)航里程增加8%。

車規(guī)級認證與可靠性驗證

平尚科技的SiC與GaN二三極管通過AEC-Q101認證的全套嚴苛測試：

• 高溫耐久性：175℃下連續(xù)工作2000小時，性能衰減率<1%；

• 機械可靠性：通過50G機械沖擊與20G隨機振動測試，焊點失效概率趨近于零；

• 電磁兼容性：在ISO 11452-8大電流注入測試中，信號失真率<0.1%。

其獨特的三維散熱封裝結(jié)合微流道設(shè)計，熱阻低至0.5℃/W，確保高頻開關(guān)下的結(jié)溫穩(wěn)定在110℃以內(nèi)。某新能源車企的4D成像雷達項目采用平尚器件后，模塊壽命延長至15萬小時，售后故障率降低70%。

低功耗驅(qū)動方案的技術(shù)細節(jié)

平尚科技的低功耗設(shè)計涵蓋三層次創(chuàng)新：

1. 材料革新：SiC襯底通過外延生長優(yōu)化缺陷密度，使器件漏電流低于1nA@1000V；

2. 結(jié)構(gòu)優(yōu)化：GaN HEMT（高電子遷移率晶體管）采用p-GaN柵極結(jié)構(gòu)，閾值電壓穩(wěn)定性提升至±0.1V；

3. 系統(tǒng)協(xié)同：通過PMIC（電源管理芯片）與二三極管的聯(lián)動控制，實現(xiàn)休眠模式下功耗<10mW，激活瞬時響應(yīng)時間<1μs。

在ISO 16750-4高溫測試中，平尚方案使雷達電源模塊的電壓紋波從8%壓縮至1.5%，目標檢測信噪比（SNR）提升至68dB。

行業(yè)趨勢：低功耗與高集成的雙重演進

隨著ADAS雷達向4D成像與超高頻（120GHz+）發(fā)展，行業(yè)對二三極管的功耗與集成度提出更高要求。平尚科技正推動智能功率模組（IPM）研發(fā)，將驅(qū)動IC、二三極管與熱管理單元集成于單一封裝，體積縮減50%，功耗再降20%。同時，探索無線能量傳輸技術(shù)，通過磁共振耦合為雷達模組供電，消除線纜損耗。

某頭部Tier 1供應(yīng)商的實測表明，平尚IPM方案使雷達模組功耗密度提升至5W/cm3，同時通過ASIL-B功能安全認證，為L4級自動駕駛提供底層保障。

未來展望：從能效優(yōu)化到生態(tài)重構(gòu)

平尚科技以AEC-Q101認證為基石，構(gòu)建覆蓋設(shè)計、生產(chǎn)與測試的全鏈路低功耗技術(shù)體系。其數(shù)字孿生仿真平臺可提前預測器件在不同場景下的能耗表現(xiàn)，并通過AI算法優(yōu)化驅(qū)動參數(shù)。此外，牽頭制定車規(guī)級低功耗半導體團體標準，推動行業(yè)從“單一器件升級”向“系統(tǒng)能效革命”跨越，為智能駕駛的綠色可持續(xù)發(fā)展注入新動能。