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IGBT散热技术独步全球 艾姆勒车电盼成未来车发展关键力量

IGBT散热技术独步全球 艾姆勒车电盼成未来车发展关键力量

地球气候快速变迁,减碳成为多数国家与企业的共识,可大幅降低碳排放量的电动车声势大起,欧盟与美、中、日本等工业大国纷纷制定政策,各大车厂也相继投入发展。就技术面来看,以电能为动力的电动车需要克服的难题相当多,散热则是目前各厂商急欲解决的问题。

艾姆勒车电董事长林启圣指出,过热是电子设备的稳定性杀手,对影响人身安全甚钜的电动车来说更是不可忽视的问题,艾姆勒车电透过优异高功率散热系统设计与制造能力所生产之逆变器(Inverter)IGBT/SiC模块散热产品,目前已成功打入全球电动车、ADAS自驾车供应链,多家知名电动车及油电混合车都采用其产品,在此领域已成为领导厂商之一。

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艾姆勒车电董事长林启圣与CEO游智琼表示, 艾姆勒车电除积极研发技术,也着手展开策略合作。王明德

艾姆勒车电成立于2011年6月,致力于绿能电子装置散热的研发与生产,承袭前身旭扬热导于高功率芯片散热领域之开发研究及粉末冶金(Metal Injection Mold;MIM) 制程技术,现在已成为全球一线汽车厂商供应链的重要成员。

林启圣透露,要提供高功率芯片散热系统设计服务必须从流体力学、热力学的设计模拟着手,进而导入金属成型、表面处理、金属焊接等不同领域的专业技术才能完成一个高效率的散热系统。艾姆勒车电深耕散热技术,从元件设计到制程开发,乃至于严苛的品质系统都有多年经验。

尤其是在高功率散热元件部分,艾姆勒透过MIM技术所生产的大尺寸、高复杂度 PIN/FIN设计更是业界独步,非常适合应用于电动车的逆变IGBT/SiC模块与服务器高功率芯片散热系统,更具备完整的金属锻造、表面处理、CNC、焊接等多样专业,是少数可以做到生产制程完整化的高功率散热模块供应商。

强大技术能量打进全球供应链

林启圣进一步指出,在电动车动力系统中,需要透过逆变器将电池的直流电转换为马达需要的交流电,而此一逆变器模块在转换交直流电的过程中会产生巨量废热,由于热度过高,一般资通讯设备使用的气冷元件方案已无法因应,必须使用液冷系统进行散热。

除了电动车的动能系统外,辅助驾驶或ADAS自驾系统对散热的需求也相当高,自驾车的运算能力几乎等于服务器等级电脑,高速运算所产生的废热也需要透过汽车上的液冷机制散热,所需具备的技术能力与气冷差异相当大。从散热模块的成型到下游精密金属加工、完整不泄漏的接合、避免因为液体而产生腐蚀的表面处理,确保品质的完善检验,业者都需要具备高度专业能力。

艾姆勒车电是以IGBT/SiC元件散热技术见长,而功率半导体技术大多集中英飞凌(Infineon)、瑞萨(Renesas)等国际半导体商手中,与台厂擅长的逻辑运算半导体不同。艾姆勒车电以IGBT/SiC元件散热技术见长,因此主要客户都来自于国外的功率半导体大厂,或是汽车供应链的Tier 1整合厂。

林启圣表示,此一领域的专业相当深,要做到技术独一无二且能符合市场需求更有其难度,这也是艾姆勒车电特别邀请美国麻州大学机械博士,曾任艾司摩尔(ASML)全球客户服务副总裁的游智琼前来担任CEO的原因,希望藉由他的技术背景与全球视野,协助艾姆勒车电更上一层楼。

游智琼则指出,艾姆勒车电长从电动车IGBT/SiC元件到自驾车ADAS散热都有完整布局,相较于传统做气冷的ICT散热模块厂商,具备更深厚的技术能力与经验。 MIM液冷与元件表面微结构的特色,更凸显此技术3D几何的热交换优异性能,再加上完整的制程整合能力,艾姆勒车电在服务器液冷市场占有巨大优势。

游智琼接着表示,艾姆勒车电的核心技术在于深耕研究金属材料的特性,提供液冷散热模块从设计到生产制造金属成型、机械加工、接合、表面处理与检验一条龙服务。有别于一般ICT散热模块厂,虽然机构设计能力强、开发速度快,但产品未必能符合汽车客户的可靠度与稳定度需求。

深厚技术累积三大竞争优势

游智琼则认为有艾姆勒车电三大竞争优势,首先是早期切入电动车逆变器散热市场,拥有最多开发经验,并与客户建立深厚合作关系,目前几乎与所有重要 IGBT芯片厂及汽车产业 Tier 1均有合作专案洽谈及开发中。

其次是拥有最多元的制程能力,在金属成型部分有MIM、铜铝锻造、冲压及压铸等设计与制造能力;在金属结合部分有铜铝硬焊、锡焊、摩擦搅拌焊以及各式焊接检验仪器;在表面处理部分,艾姆勒车电与合作夥伴共同开发的腔体内化镍、阳极、磁力研磨、各式磨底等能力。

透过这些能力,艾姆勒车电不仅可生产散热板,还能协助客户制作模块,并以一站购足模式解决客户问题。

第三个优势则是企业定位,姆勒车电不认为自己是金属加工厂,而是以芯片厂规格品质及角度满足客户需求。除大量投资研发并建立强大研发团队,增强技术能量以拉大与同业距离外,也投入大量资金建置扫描电子显微镜(SEM)、声波扫描检测(SAT)等芯片厂使用之设备,建构业界少有的实验室。透过多年来在金属材料的研究基础,在近年着手建立铜与铝的锻造能力,已可提供铜、铝的锻造服务。

另外,艾姆勒车电也与国内大厂合资新成立表面处理厂,此布局除可满足自身制程需求外,也藉由多年汽车液冷散热的经验,推动台湾产业升级。

林启圣表示,随着产业应用的推升与半导体制程的演进,高功率IC的设计成为主流,对散热的需求更加的迫切,艾姆勒多年来在高功率芯片散热系统的设计与制程能力的研发,除满足欧系、美系、日系的客户的需求之外,更积极开发国内市场,提供一站购足的设计与制造方案。

最后,坚持品质是艾姆勒车电不容妥协的核心理念,艾姆勒车电希望善用自身的专业技术,在地球暖化与节能减碳议题高度受到重视之际,协助政府与客户落实零碳排与环境永续愿景,同时创造经济与环保双赢的局面。

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