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高边开关（High-side switches）是指在负载和地（GND）之间用于控制电流流向的半导体开关。与传统的低边开关相比，高边开关可以提供更好的负载控制，并且可以在高电压系统中实现更安全的断电操作。在电动车和混合动力车等新能源汽车中，由于工作电压通常比传统汽车高得多，因此高边开关技术显得尤为关键。
随着汽车行业的不断发展，特别是在电气化和智能化领域，高边开关技术的重要性愈发凸显。在这场革新的浪潮中，高边开关技术凭借其在车载电子系统中的多面作用和强大潜力，正逐步成为行业焦点。
2023年11月3日，类比半导体在深圳举办了期待已久的“芯”品发布会。类比半导体市场总监范天伟在会上接受了与非网记者采访。范天伟不仅展示了高边开关的市场现状和技术趋势，也展望了半导体产业的未来。范天伟表示，类比半导体的创新驱动和严格的质量控制，正推动公司在全球科技舞台上占据一席之地，特别是在高边开关市场。
对标ST等国际厂商，高边开关的市场机遇与挑战
随着全球汽车工业的转型，特别是新能源汽车(NEV)市场的迅猛发展，高边开关作为关键的功率半导体组件，正迎来前所未有的增长机遇。根据中汽协官方数据，2022年国内汽车市场仍以燃油车为主，销量约为1997万台，但新能源汽车也已达到了惊人的1688万台。在这样的大环境下，2022年高边开关的需求量在14亿至15亿人民币之间，按平均每颗1.2元人民币计算，市场规模可观。
2023年，随着新能源汽车需求的不断增长，特别是特斯拉率先取消保险丝、继电器的行为，使得高边开关的市场看起来更为乐观。新能源汽车对能耗、安全性和舒适性的要求不断提高，驱动了单车高边开关通道数的增长。普通中档新能源车型已经需要大约90个高边开关通道，而高端新能源车型需要达到120个。类比半导体市场总监范天伟表示，预计2023年中国市场的高边开关通道数将达到20亿个左右，估算市场可触摸规模将接近11亿人民币。到2025年，随着新能源汽车的持续普及，预计高边开关的市场容量将进一步扩大至25亿到30亿个通道，对应的市场可触摸规模有望达到20亿人民币。
在这一市场中，国际厂商凭借其先进的BCD的VDMOS工艺，涵盖了从低阻抗至高阻抗全范围的产品，成为了市场的领跑者。根据去年国外几家高边开关出货量计算，在国内大概有6.5亿的销售额，高边渗透率达到46%左右。
国内厂商虽然起步较晚，但也在高边开关领域迅速追赶。目前，国内两三家企业已经开始推出自家的高边开关产品，尽管这些产品多聚焦于高Rdson、小电流产品，且产品线较为分散，但市场反响显示，本土企业在1通道、2通道和4通道的高边开关产品上已经具备一定的市场竞争力。
创新驱动，类比半导体的三大发展策略
在全球科技舞台上，类比半导体以其在模拟及数模混合芯片领域的专业实力崭露头角。成立仅5年，这家由一群从国际顶尖半导体公司归来的本土工程师创办的公司，已成为推动中国半导体产业前行的强劲力量。
总部位于上海的类比半导体，在上海张江、临港、苏州、深圳、西安、北京、杭州均设有研发和技术支持中心，其员工规模近150人，75%以上是研发人员。这一高比例的研发团队构成，体现了公司对创新研发的巨大投入和坚定承诺。
类比半导体专注于信号链、电源管理、MCU/DSP等关键领域的芯片设计，其产品广泛服务于工业、通信、医疗、汽车等多个重要市场。公司的核心使命是提供高品质的芯片，为世界科技化和智能化贡献基础性的芯片支持。
2018年成立至今，类比半导体在高端信号类产品和数模混合产品上已经取得显著成就，并在新能源、医疗、通讯等领域占据了一席之地。如今，类比半导体已经形成包括模拟前端、线性产品、智能驱动、电源管理、数据转换器、音视频等在内的全面产品线，并已有超过400多种型号的产品量产，品质赢得了业界的广泛认可。
近两年来，类比半导体积极转向汽车电子芯片市场，已成功量产多款车规级产品，例如离手检测AFE芯片、直流有刷电机驱动器DR702/3Q、双通道高边驱动HD70152Q等，并在EPB、电门模块、电动尾门、天窗、电动座椅等多个应用场景中得到实际运用。尤其值得一提的是，车规级8通道半桥智能栅极驱动器DR7808Q，入选了“中国芯”优秀技术创新产品。
在人员构成上，类比公司员工绝大多数来自于欧美的半导体制造商，公司从事的是高端芯品产品的研发与创新。从测试测量设备的AFE芯片出发，类比半导体逐步拓展至通信行业，再到汽车、新能源和医疗领域，已经形成了460种产品型号的强大阵容，覆盖了多个行业的需求。
在汽车行业，类比公司尽管仅仅开始进入，但已迅速积累了大量终端客户和部件厂商的合作，至今已设计进150多家客户系统，包括Tier1供应商和整车制造厂。在中国本土十大汽车公司中，已有八家采用了类比半导体的产品，而在新能源领域的前十家企业中，七家已经采纳了其解决方案。
范天伟强调技术创新是企业立足之本，尤其是在半导体领域，一项小的技术优化都可能引起市场的大幅震动。他指出，类比半导体通过减少待机功耗，优化Rdson，增强Vclamp，实现了产品性能的重大突破。这不仅意味着能效的提高，还带来了产品寿命的延长和性能的稳定性。
除此之外，范天伟还总结了类比半导体的“快、精、稀”策略所带来的竞争优势：
快速的市场响应
在范天伟看来，“快”不仅仅是产品开发的速度，更关键的是市场响应的速度。“快速响应市场变化，快速满足客户需求”，这是他不断强调的原则。他通过描述他们是如何缩短产品从研发到市场的周期，展现了企业灵活高效的运营能力。
精准的市场定位
范天伟提出，对市场的深入了解和精准定位是产品能否成功的关键。对于半导体企业而言，这意味着要细分市场，专注核心竞争力，避免资源的无谓分散。以类比公司为例，公司选择在信号类产品和AFE产品上投入更多，这些产品因技术壁垒高而避免了直接与巨头企业的正面竞争，反而在特定细分领域取得了领先地位。
稀缺资源的占有
在“快、精、稀”的策略中，“稀”代表的是对稀缺资源的控制和占有。范天伟认为，把握并利用好稀缺性，可以为企业带来市场独特性和议价能力。例如，在全球范围内芯片短缺的情况下，能够保证产品供应的企业无疑可以在谈判中占据更有利的位置。
高边驱动在新能源汽车中的关键优势
随着全球对绿色能源的转型，新能源汽车（NEV）市场迅猛发展，激发了对汽车电子半导体的高需求。类比半导体的高边驱动（High-Side Driver）系列产品的发布，应运而生，被视为行业内的一次重要技术更新和市场布局的战略性步伐。这些高边驱动产品具有智能保护、控制精度和高集成度等特点，它们在新能源汽车中的应用越来越广泛。
范天伟强调，随着新能源汽车对电子化、智能化要求的不断提升，电子控制系统的复杂性和可靠性要求也水涨船高。他提到了高边驱动在新能源汽车中的四大关键优势：
可靠性与寿命：半导体开关比机械继电器有着更长的使用寿命和更高的可靠性。高边驱动能在极其恶劣的工作环境下稳定工作，其设计寿命通常远超车辆的使用周期。
功耗与效率：高边驱动技术的功耗远低于传统继电器，这对于新能源汽车而言尤其重要，因为它们能够更有效地利用有限的电能，提高整车的续航能力。
控制的灵活性：高边驱动可以通过软件进行精确控制，使得汽车制造商可以轻松实现包括远程诊断、故障检测、实时监控等智能功能。
电磁兼容（EMC）性能：高边驱动的设计减少了电磁干扰，提高了系统的稳定性和电子设备的兼容性。
作为新一代汽车电子的核心组件，随着全球汽车行业向电气化、智能化转型，高边开关将在未来的汽车设计中扮演越来越重要的角色。无论是在能效管理、功能安全，还是在自动驾驶技术方面，高边开关都将是提升性能和可靠性的关键。
随着半导体技术的进步和新材料的应用，可以预见高边开关将会变得更加智能、更加集成，同时功耗和成本也会进一步降低。集成更多传感器和控制逻辑的高边开关不仅能提供更加复杂的诊断能力，还能够支持更加高级的动态控制策略，如能量回收和动态负载平衡等。
范天伟对与非网记者表示，新一代智能汽车不仅需要在物理事故发生时保护乘员，更要能够通过先进的驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶技术来预防事故的发生。在这样的背景下，高边开关技术因其内置的诊断功能和智能保护特性，比传统的保险丝和继电器提供了更高级别的安全性。例如，高边开关可以准确控制电流的大小，快速响应系统的过载和短路保护需求，从而在潜在的故障出现前，防止电路损坏。
除了安全性之外，高边开关还具有极高的功能性。它们可以通过微控制器精准地控制电流，实现复杂的功率管理方案。这在节能和减排日益受到重视的今天，对于提高汽车的能效和延长电池寿命至关重要。此外，高边开关具备的智能诊断功能，可以帮助检测和诊断系统中的各种问题，减少维护成本，并提高汽车的可靠性。
可靠性是衡量任何汽车电子系统的关键指标之一。高边开关能够在恶劣的汽车环境下保持性能，包括高温、高压和震动等条件。与此同时，高边开关技术的发展也在不断地减少器件故障率（Failure In Time, FIT），提升系统整体的可靠性。在自动驾驶等要求极端可靠性的应用中，高边开关因其优异的性能表现成为不可或缺的部件。
最后，虽然高边开关技术在初期可能面临较高的成本，但随着生产量的增加和技术的成熟，其成本效益正在逐步显现。长远来看，高边开关可以通过减少维护成本、提高系统可靠性以及延长使用寿命来平衡初期的投入。此外，随着汽车行业对于功能安全和节能减排要求的提高，高边开关所带来的长期经济效益将愈加明显。
打破垄断，HD7xxxQ如何带来技术创新
类比半导体推出的车规级高边驱动系列产品HD7xxxQ，打破了国际厂商在此领域的垄断。特别是在中国市场上，这一系列产品的设计用于驱动车身控制域中的各种阻性、感性及容性负载。这些产品提高了负载的灵活性和安全性，同时增强了整车电子系统的稳定性和可靠性。
HD7008Q单通道智能高边驱动
以HD7008Q单通道智能高边驱动为例，它具有输入控制引脚兼容3V和5V CMOS接口，适合汽车12V接地负载应用，并集成了负载过流限制、过温保护等先进保护功能。它低至6.5mΩ的导通电阻RDS(ON)允许更大的电流通过，从而提升了热性能和效率。
类比半导体高边开关产品路线图
除了技术创新，这一系列产品的市场表现同样引人注目。据报道，HD7xxxQ系列产品已经在国内外市场取得了积极反馈，超过150家客户认可，其中多家已实现量产，展示出了显著的市场潜力。随着中国汽车电子行业的成熟与壮大，预期将有更多国产创新产品涌现，为汽车行业带来更多可能性。类比半导体的高边驱动系列产品，覆盖了从小型电子设备到大功率系统的广泛需求，标志着类比半导体向汽车高端市场的拓展，填补了国内高端汽车电子领域的空白。
这些产品的推出，不仅代表了技术上的创新，更是中国半导体产业在汽车电子领域自主创新能力和市场竞争力的提升的标志。HD7xxxQ系列的成功，特别是在国内市场的推广和应用，证实了国产半导体产品在高端汽车电子市场中的竞争力。
随着5G、人工智能（AI）和物联网（IoT）技术的成熟，汽车正逐渐转变为多功能的移动智能平台。高边开关技术在提升车辆性能和乘员安全方面起着至关重要的作用，并且是推进汽车智能化和电气化进程的关键。随着技术不断演进，预计高边开关将推动我们进入一个更高效、更安全、更智能的交通时代。
最后，HD7xxxQ系列高边驱动产品的成功上市，标志着中国企业在全球汽车电子技术领域迈出了重要一步。尽管ST意法半导体和Infineon英飞凌凭借技术优势在市场中领先，但也为国内厂商提供了进入和扩大市场份额的机会。展望未来，预计类比半导体将继续利用其技术实力和严格的质量控制来推动中国汽车行业在全球的领先地位。
