【物料选型】东芝（Toshiba）车载器件选型和应用

东芝（Toshiba）拥有汽车电气化所需的丰富的半导体产品，专注于用于电动助力转向、电动水泵和电动空调风扇等应用的车载逆变器、电池管理系统和电机驱动。特别是高压和低损耗功率器件的表现优异。未来，东芝将继续提供面向未来的尖端半导体技术。

图1：东芝车用分立器件应用场景

一、车载分立半导体（符合AEC-Q101）

图2：东芝车用分立器件应用图

1.1 车载MOSFET：东芝提供一系列广泛的功率MOSFET，涵盖12V至48V电池系统中的各种车载应用。基于东芝开发的先进晶圆工艺以抑制开关噪声，再结合低电阻封装技术，实现了行业领先的低导通电阻水平，减小损耗并实现器件小型化。

图3：东芝车规中/低压MOSFET和小体积封装

1.2 车载光耦：它结合了一个高光输出LED芯片和一个高增益光电接收芯片，通过冗余通信提高安全性和稳定性，小体积设计可以减少电路板占用的面积。

图4：东芝车规光耦系列

1.3 车载光继电器（MOSFET输出）：非接触式继电器有助于节能和延长机组寿命，光电耦合器与MOSFET相结合，可以实现具有理想输出的无触点继电器。

二、车载二极管（符合AEC-Q101）

2.1 车载TVS二极管（ESD保护二极管）：在汽车电子应用领域，静电对电子控制单元（ECU）产生的ESD和浪涌的防护性能越来越受到重视。东芝提供TVS二极管方案，它可以保护设备免于从外部终端穿透的异常瞬态电压的影响，并防止静电和浪涌导致的损坏和故障。车规TVS产品系列涵盖CAN/LIN接口保护到LVDS高速信号接口保护。

图5：东芝车用高性能TVS保护器件

2.2 车载肖特基二极管：肖特基二极管系列的反向电压规格涵盖从20~60V。

2.3 车载整流二极管：东芝提供贴片封装的整流二极管，其反向电压从200~1000V，平均正向电流从0.5~3A。

2.4 车载开关二极管：东芝提供多种电压规格的产品，并提供各种小型贴片封装，以满足客户多样化需求。

2.5 车载齐纳二极管：齐纳二极管的齐纳电压范围从6.2~82V。

三、车载晶体管（符合AEC-Q101）

3.1 车载双极晶体管：东芝广泛的产品系列涵盖超小型贴片封装的小信号晶体管以及带有中型贴片封装的功率晶体管，包括低饱和及高电流类型。

3.2 带偏置电阻的车载晶体管（BRT，数字晶体管）：为了满足不同的客户需求，东芝提供采用小型贴片封装的各种电阻器系列。

图6：东芝车规内置偏置三极管

四、车载模拟器件（符合AEC-Q100）

东芝的0.13μm BiCD工艺可以集成模拟电路与大的逻辑及功率（DMOS）器件于同一芯片。BiCD工艺有助于降低汽车系统的尺寸和功耗。随着电动汽车（EV）和混合动力车（HEV）的智能化日渐普及，市场对于电机和其它应用所需电子器件的需求也在增加。除了0.13-μm BiCD工艺，东芝也提供具有广泛额定电压和电流的模拟器件，应用场景广泛。

4.1 车载无刷电机驱动IC：面向汽车电动泵，我们采用带硬件逻辑控制的无传感器技术，在许多汽车应用中有着良好的记录。面向HVAC风机应用，我们利用正弦波控制技术实现静音高效的电机驱动。面向EPS应用，我们有一系列满足功能安全要求的传感器输入产品。这些车载电机ASSP满足客户对各种应用和机动化需求的要求。我们提供符合汽车可靠性测试（AEC-Q100）认证的汽车解决方案。

4.2 车载直流有刷电机驱动IC：在车载电机中，有刷电动机使用最多。东芝拥有各种H桥驱动IC，如面向HVAC消声器的集成了低Rds(on)功率MOSFET和LIN从属功能的驱动IC，面向引擎的可实现5A级优异散热性能的小型封装驱动IC，实现了功能安全的大电流预驱IC等，东芝提供多种符合AEC-Q100标准的高可靠性电机驱动IC解决方案。

图7：东芝车载有刷/无刷/步进马达驱动芯片系列

4.3 车载步进电机驱动IC：东芝的步进电机驱动IC产品具有多种用途，适用于广泛的车载应用，例如控制制冷剂回路等中的阀门，抬头显示器等。这些产品的优势在于，在简单的时钟输入接口上具有很高的效率，微步减少了噪声和振动，并具备失速检测和过流检测等错误检测功能。他们的可靠性测试完全符合AEC-Q100认证。使用东芝车载应用的步进电机驱动IC，还可获得一些优质的解决方案。

4.4 车载驱动IC：IPD（智能功率器件）又称IPS（智能功率开关），是一种用于各种车载应用的功率IC产品。近年来，我们已经建立了一系列高边开关、低边开关和MOSFET栅极驱动IC，这些驱动IC集成了车身控制和动力系统控制中使用的许多保护和诊断功能，包括正在迅速增长的ADAS。使用精细的BiCD（双极CMOS・DMOS）工艺可以实现低导通电阻，并有助于车载ECU的低功耗和小型化。

图8：东芝车载驱动芯片

4.5 车载系统电源IC：随着车载电子器件性能的不断提高（例如EPS），对电源IC的要求也越来越高，需要应对大电流输出、多输出和功能安全性。东芝提供具有DC-DC转换器和功能安全性的各种电源管理IC，并提供高可靠性的汽车解决方案以满足客户对规格的需求。

4.6车载音频功率放大器IC：东芝车载音频功率放大器采用先进的低导通电阻0.13um工艺，融合车载各种保护功能和原始安全功能，实现高品质设计。此外，利用TB类原始的线性高效技术，实现了与D类放大器相当的低功耗设计。该放大器为用户提供了安全、高可靠性和低功耗的产品。

4.7 车载网络通信：随着机动车电动化、数字化的加速，车载网络通信的平台配置也在发生变化。东芝将为客户提供符合时代需求的车载网络通信器件。车载通信协议标准CXPI适用于方向盘开关、照明开关等车身系统应用网络，或区域ECU接口的高速响应。此外，多路通信的方式减少了线束量，有助于减轻车身自重。

图9：东芝车载网络通讯芯片

五、车载逻辑IC（符合AEC-Q100）

5.1 车载CMOS逻辑IC：东芝的广泛产品系列提供各种功能，包括低压操作型和高速型标准逻辑产品。我们还提供美国的小型封装行业标准封装。

图10：东芝车规CMOS门电路

5.2 车载单门逻辑IC（L-MOS）：为了满足您的需求，东芝提供采用小型贴片封装，具有各种功能的产品。

六、车载数字器件

将我们最新的数字处理技术内置在一块芯片中，我们可以实现在动力传动系统中更简单／效率更高的电机控制处理，多摄像头输入的图像合成／处理或适用于LCD屛的接口格式转换器，以及解决传统外围设备和最新SoC／网络接口之间信息交互的协议差异。

6.1 视频处理器IC：车载显示系统的视频处理IC。支持视频信号处理，作为SoC的配套芯片。除了一个适用KT Act（*）的芯片IC外，东芝还提供一些专门用于图像质量调整的附属器件。这些器件在切换视频时具有稳定的同步性能，以及丰富的图像质量调整，以提高车载摄像头的可视性。

图11：东芝车载视频处理器

6.2 视频解码器IC：车载后置摄像头系统的视频解码器IC。接收模拟视频（CVBS），并解码成BT.656等数字格式。作为一个产品线，它有内置2ch解码器产品或可接受YCbCr信号产品等多种产品。除了可以在从无信号到有信号的过渡中保持同步稳定性之外，部分产品还搭载了东芝原创的高质量图像功能（边缘增强器、色彩管理、动态伽玛）。

6.3 车载桥接IC：随着车载信息娱乐（IVI）和Telematics系统以及其他车载系统变得越来越复杂，需要更强大的功能和更高的性能，车载设备的新接口标准也不断增加。因此，很容易出现外围器件与片上系统（SoC）之间的接口差异问题。

（1）车载外围桥接IC：SoC被广泛应用于智能手机和平板电脑，随着IVI系统变得更加复杂，对于功能和性能的要求更高，SoC现已越来越多地出现在汽车应用中。但是，由于显示器等设备之间的连接标准不同，现有的SoC往往缺少汽车网络所需的接口。

图12：东芝外围桥接芯片应用场景

（2）车载以太网桥接IC：现在越来越多的道路车辆具有车载连接，配备有互联网和蜂窝接入，允许车载系统和设备以及外部系统和服务共享信息。其中低延迟通信对于高级驾驶员辅助系统（ADAS）和自动驾驶技术至关重要。这些技术开发都需要更为复杂的车载通信系统，而这些系统由可靠的传输标准实时数据传输来支撑。以太网TSN标准正是专门为了满足这些需求而开发的。TC956x系列是下一代车载网络系统的以太网桥接IC，是可以支持以太网AVB／TSN实现车载高速同步网络系统的产品。