智电研究所|SK keyfoundry片上EMC保护技术拆解:汽车芯片如何告别外部防护元件?

摘要:SK量产双向SCR片上EMC技术,省去外部TVS管,提升汽车电源及电机驱动芯片可靠性与集成度。

韩国代工厂SK keyfoundry量产了基于双向可控硅整流器(Bi-SCR)的片上电磁兼容(EMC)保护技术。简单来说,就是把原本需要独立焊接在电路板上的“防浪涌保险丝”直接做进了芯片内部,这对你的车意味着电源管理和电机控制模块能做得更小、更可靠,且故障率更低。

片上EMC保护芯片

这项技术的核心是将双向SCR结构集成到0.13微米BCD(双极-CMOS-DMOS)工艺中。BCD工艺是制造汽车电源管理芯片的主流成熟工艺,而上一代方案通常依赖外部TVS(瞬态电压抑制)二极管来吸收静电或电压尖峰,这不仅占用宝贵的PCB板面积,还存在焊接失效风险。相比之下,新的Bi-SCR结构具备触发电压灵活可调、大电流处理能力强和高面积效率三大优势,能在芯片内部完全应对ISO 10605等严苛的车规级EMC测试标准。从技术演进看,这是从“板级防护”向“芯片级原生防护”的重要迭代,解决了高压LDMOS和功率IC在复杂电磁环境下的生存难题。

对日常用车而言,这项技术虽不可见,却直接影响车辆的长期稳定性。现代新能源车搭载了数十个电机驱动器和电源管理IC(PMIC),它们时刻面临高压上下电、电机启停产生的电磁干扰。片上EMC保护相当于给这些关键芯片穿上了“内置防弹衣”,减少了因外部保护元件老化、虚焊导致的偶发性电子故障。同时,省去外部TVS管让ECU体积缩小,为整车布置腾出空间,也有助于降低系统级物料成本和装配复杂度,间接提升了整车的制造一致性和耐用性。

在关键指标上,该技术已满足ISO 10605汽车静电放电标准,支持0.13μm BCD工艺量产。相比传统分立TVS方案,片上Bi-SCR节省了PCB面积,提升了系统集成度;在抗扰度方面,其大电流泄放能力和可调触发电压优于固定参数的外部器件。竞品方面,台积电、联电等代工厂也在推进类似片上ESD/EMC IP,但SK keyfoundry率先在0.13μm BCD这一车规主力节点实现Bi-SCR量产,针对PMIC和电机驱动场景做了专项优化,在汽车功率芯片细分领域形成了差异化竞争力。

从技术成熟度判断,该方案已进入量产阶段,属于可上车应用的工程化成果,而非实验室概念。但需注意,0.13μm BCD适用于中高压模拟芯片,并不覆盖7nm以下先进制程的智驾SoC;且片上防护能力仍有上限,极端工况下可能仍需少量外部器件协同。目前该技术主要面向电源管理和电机驱动等功率应用,尚未扩展到所有车规芯片品类,生态完善度有待后续产品线扩展验证。

总结来看,SK keyfoundry的Bi-SCR片上EMC技术是汽车功率芯片可靠性的一次务实升级,用集成化思路解决了传统分立防护的痛点。对消费者而言,选购搭载此类芯片的车型,在电子系统长期稳定性上更有保障;对行业而言,这标志着车规BCD工艺的防护能力迈上新台阶,但技术适用范围仍有边界,不宜过度解读为全品类替代。