車規(guī)級(jí)二三極管在ADAS雷達(dá)中的低功耗驅(qū)動(dòng)趨勢(shì)

車規(guī)級(jí)二三極管在ADAS雷達(dá)中的低功耗驅(qū)動(dòng)趨勢(shì)

隨著ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）向L3級(jí)以上演進(jìn)，雷達(dá)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(dá)對(duì)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(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，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(dòng)算法優(yōu)化，推動(dòng)ADAS雷達(dá)的能效比提升至行業(yè)新高度。

ADAS雷達(dá)的功耗挑戰(zhàn)與平尚技術(shù)路徑

ADAS雷達(dá)（如77GHz毫米波雷達(dá)）需在復(fù)雜工況下維持高頻掃描與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，其功率放大器（PA）與信號(hào)鏈路的能耗占比超40%。傳統(tǒng)硅基快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間（trr）長(zhǎng)（>50ns），導(dǎo)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(dǎo)體與動(dòng)態(tài)功耗管理：

• 碳化硅（SiC）肖特基二極管：采用JBS（結(jié)勢(shì)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(dá)1200V；

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

• 智能驅(qū)動(dòng)IC：集成動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)（DVS）算法，根據(jù)雷達(dá)工作負(fù)載實(shí)時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電流，靜態(tài)功耗降低至5μA以下。

某L3級(jí)車型的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，搭載平尚方案的雷達(dá)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(jí)認(rèn)證與可靠性驗(yàn)證

平尚科技的SiC與GaN二三極管通過AEC-Q101認(rèn)證的全套嚴(yán)苛測(cè)試：

• 高溫耐久性：175℃下連續(xù)工作2000小時(shí)，性能衰減率<1%；

• 機(jī)械可靠性：通過50G機(jī)械沖擊與20G隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試，焊點(diǎn)失效概率趨近于零；

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

其獨(dú)特的三維散熱封裝結(jié)合微流道設(shè)計(jì)，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(dá)項(xiàng)目采用平尚器件后，模塊壽命延長(zhǎng)至15萬小時(shí)，售后故障率降低70%。

低功耗驅(qū)動(dòng)方案的技術(shù)細(xì)節(jié)

平尚科技的低功耗設(shè)計(jì)涵蓋三層次創(chuàng)新：

1. 材料革新：SiC襯底通過外延生長(zhǎng)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(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)休眠模式下功耗<10mW，激活瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)間<1μs。

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

行業(yè)趨勢(shì)：低功耗與高集成的雙重演進(jìn)

隨著ADAS雷達(dá)向4D成像與超高頻（120GHz+）發(fā)展，行業(yè)對(duì)二三極管的功耗與集成度提出更高要求。平尚科技正推動(dòng)智能功率模組（IPM）研發(fā)，將驅(qū)動(dòng)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(shí)，探索無線能量傳輸技術(shù)，通過磁共振耦合為雷達(dá)模組供電，消除線纜損耗。

某頭部Tier 1供應(yīng)商的實(shí)測(cè)表明，平尚IPM方案使雷達(dá)模組功耗密度提升至5W/cm3，同時(shí)通過ASIL-B功能安全認(rèn)證，為L(zhǎng)4級(jí)自動(dòng)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(rèn)證為基石，構(gòu)建覆蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與測(cè)試的全鏈路低功耗技術(shù)體系。其數(shù)字孿生仿真平臺(tái)可提前預(yù)測(cè)器件在不同場(chǎng)景下的能耗表現(xiàn)，并通過AI算法優(yōu)化驅(qū)動(dòng)參數(shù)。此外，牽頭制定車規(guī)級(jí)低功耗半導(dǎo)體團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)行業(yè)從“單一器件升級(jí)”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(dòng)能。