電動汽車制造商正從400V系統轉向800V系統，環保意識強的車隊所有者甚至可能尋求超過800V的架構。

　　更多工程師認為，提高電池電壓是解決電動汽車各種性能問題的最可行方案，如充電時間慢、續航里程短、加速有限和再生制動能量捕獲低。改變工作電壓復雜，迫使汽車制造商重新考慮一切，特別是電源集成電路(ICs)，同時應對困擾電動汽車行業的普遍問題。

　　通往800V架構的轉變之路

　　通過多種方式實現向800V內部電動汽車架構的轉變。讓整個車輛在800V下運行是一種方法。處理800V的電動汽車高壓系統無需組件間電壓轉換。這種設計可以實現超高效和閃電般快速充電。

　　然而，構建完整的800V結構意味著重新構想一切，包括電源IC和故障安全系統。

　　更大的電容器是必要的，需要更多物理空間以滿足極性間最小爬電距離，防止電弧。800V架構中的低電流也可能需要更粗的電線和連接以傳輸更多功率。這些設計考慮對希望將組件做得盡可能小和輕的電動汽車制造商來說是一個巨大的頭痛。

　　測試實驗性電動汽車設計是艱苦的。程序必須證明組件在最壞情況下是可靠的，其條件比800V環境高出數倍。

　　重新設計電動汽車元素推高了設備成本。使用更多碳化硅(SIC)——在高頻率下已證明優于絕緣柵雙極晶體管——對于確保高壓機器中改進的開關頻率和最小能量損失至關重要。這種在電動汽車IC中使用的搶手半導體是昂貴的。SiC需求的急劇增長可能導致制造成本和標價上漲。

　　或者，汽車制造商可以將800V限制在某些高壓組件上。這種方法可以減少重新設計和設備價格飆升。它承諾更快的充電，但對減少轉換功率損失作用不大。

　　開發一種電池，優化在充電時切換到800V，在放電時切換到400V，也值得探索，以最小化電動汽車設計變化的級聯影響。這種電池可以解決充電問題，但不能解決能量效率問題。

　　關于最可行的方法，陪審團仍在討論，但電動汽車制造商在采用更高電池電壓時會考慮所有選項。

　　DC/DC轉換器作為電動汽車的標配

　　大多數高壓電動汽車都有DC/DC轉換器，使其與大多數充電站兼容。否則，這些新的零排放車輛無法使用主要為400V電動汽車設計的現有公共充電基礎設施。

　　為電動汽車設計DC/DC轉換器具有挑戰性。高速能量切換需要精確的轉換器布局，這為創建IC提供了最小的余地。這些功率轉換電路必須超級高效、小巧、輕便，且電磁干擾小。它們必須在電路尺寸和效率之間取得健康的平衡，以在不犧牲性能的情況下構建轉換器。

　　此外，設計師在將散熱器融入電池設計和調節溫度水平時，必須考慮硬件的效率。選擇合適的材料以保持電池冷卻對于延長其壽命至關重要，同時轉換器相應地調整電壓并產生熱量。

　　考慮到800V公共充電網絡不太可能擴展以容納更多道路上高壓電動汽車，DC/DC轉換器將繼續是這些更強大零排放車輛的標配。

　　這一現實給電動汽車價格帶來了上行壓力，因為這種額外硬件中使用的電路在廣泛的技術領域中需求量很大。設計改進只能在構建IC的成本效益方面做這么多。供應商必須提高他們的游戲水平，以解決他們這邊的低效率問題。

　　SiC篩選必須加速

　　電動汽車行業轉向高壓系統導致SiC需求激增。雖然制造商歡迎這一市場機會，但這一趨勢顯示出無法交付。他們沒有準備好篩選SiC功率IC的缺陷，因為傳統的硅測試系統已經無效。

　　在整個生產過程中保持SiC產品的完整性需要嚴格的測試和細致的關注。它們可能在制造過程中產生缺陷，影響其基本功能和性能。這種化合物易碎，容易出現凹坑和劃痕，損害晶圓的完整性。SiC晶圓在處理過程中也容易破損。將它們切割成芯片增加了破裂的機會。

　　到目前為止，當前的SiC高電流和高電壓測試方法已經足夠篩選低量的單位。制造商在整個裝配過程中也成功地采用了光學檢測技術，并利用光致發光和X射線進行計量。

　　然而，制造商在擴大其質量和可靠性測試能力以提高生產速度方面遇到了困難，特別是在從150mm切換到200mm晶圓時。

　　專家們正在評估各種創新以解決篩選低效率問題。例如，將卡盤雜散電感從600微亨降低到亞100納亨可以實現動態晶圓測試。

　　另一種方法是將來自地理分散的工廠和工具的各種數據類型——缺陷檢測和審查見解、電氣測試結果和在線計量反饋——整合到一個平臺中。只有這樣，制造商才能將數據輸入預測分析軟件，并構建可靠的模型來識別瓶頸并采取措施最大化效率。

　　更大的可追溯性——日益增長的數據需求

　　可追溯的汽車芯片使電動汽車制造商和供應商能夠調查影響電路性能的新問題和未知問題。揭示常見問題的罪魁禍首——如板焊點凸起和封裝失敗——可能令人困惑，因為它們可能源于SiC生產過程或電動汽車經歷的溫度和機械應力。

　　后端設備有電子ID，但功率IC沒有。不可追溯的電路使裝配和測試更加繁重。失去設備級可追溯性可能導致混淆，因為無法關聯無描述的晶圓和批次。

　　幸運的是，一些供應商正在增加芯片可追溯性的粒度。這些供應商維護他們的數據庫，為客戶提供模塊數據，并提供到晶圓分類的數字跟蹤。

　　孤立的數據并不理想，因為電動汽車行業將從分散的信息中受益更多，如數據倉庫存儲庫。盡管如此，積極的產品追溯是朝著正確方向邁出的一步。

　　在變好之前會變得更糟

　　電動汽車行業轉向高電池電壓是繁重但必要的。雖然汽車供應鏈尚未為這一轉變做好準備，但沒有壓力就沒有創新。盡管代價高昂的錯誤是不可避免的，但功率IC供應商將從今天的失敗嘗試中受益，以制定適當的解決方案，并幫助推動電動汽車革命朝著應有的方向發展。

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