汽车科技大未来及先进测试综览

台湾是德科技应用工程部资深专案经理 祁子年

台湾是德科技(Keysight)资深专案经理吴哲乐，先介绍是德源自于成立超过75年的惠普(HP)，1999年量测仪器部门独立成立安捷伦(Agilent)，2014年再从安捷伦旗下电子量测部门事业群分出独立成立是德科技。是德聚焦于通讯、工控、半导体与航太工业的量测解决方案，全球有9,600个雇员，2014年营收达29亿美元。

吴经理指出，推升汽车电子产业成长的驱动力及机会主要有三：主动安全性(ADAS先进驾驶辅助系统及车用半导体)、绿能及环保(电动车及BMS电池管理系统)、车载资通讯(V2V、V2X车联网及无线充电等)，据估计到2020年全球将生产1.07亿辆汽车，而能源市场与车电市场所涵盖的技术与产品范围，可以切分出Smart Grid/Energy consumption、半导体及零组件、能源/功率转换、电池/BMS、EV/HEV、通用总线及车体控制、汽车雷达与车联网这几个区块看待。在各区块有其特别的材料科技、生产与功能测试与创新的需求。

针对能源与汽车趋势所做的服务

接下来由是德应用工程部资深专案经理祁子年，说明是德在能源与汽车趋势能提供的服务。他先指出像高功率半导体元件的设计与测试挑战，在于即便在极端工作环境下仍保有高效率、安全与可靠度。像电动车就需要200安培或650伏特的大电压/大电流，以及-40°C to +150°C的极端工作环境。是德提供从Wafer晶圆端、元件、模块、变频/转换电路到全电路五个阶段的测试验证。

例如针对功率半导体制造商设计的B1505A测试仪，在晶圆阶段即可进行1500A/10KV、-50°C to +250°C测试验证；B1506测试仪则针对后端模块、变频/转换电路到全电路可做真实环境1500A/3KV、-50°C to +250°C测试验证；B1507A测试仪则提供全阶段非线性电容3KV偏压测试；另外提供U5855红外线热影像仪，以非接触方式做温度的量测。

在功率转换元件(Power Converter)部份，挑战在于如何评估能源转换元件长期运作下的平准化能源成本与效率(Levelized Cost of Energy；LCOE)。是德从功率芯片/装置评估阶段、模拟/设计与除错阶段、设计验证/认证阶段与最后生产阶段，分别提供B1506A电源芯片分析仪、E4360A模块化太阳能电池模拟器与模拟软件、34461A Truevolt DMM数码万用电表、InfiniiVision示波器、N6900/7900 DC直流电源供应器、PA2200电源分析仪、N8900自动调整范围直流电源供应器与34970/72数据撷取仪。

在电动/混合动力车部份，挑战在于如何高速、高效率且可靠的对EV/HEV充电，各DC to DC直流转换电路、HEV电动马达与汽油引擎之间的动力衔接转换，EV/HEV在煞车时动力转换电力对电池的回充，以及在各车用充电站与设备的设计与验证。是德提供B1506A、M9185A PXI 8/16通道DAC撷取仪与模拟软件、34461A DMM、N6900/7900 DC与N8900直流电源供应器、PA2200电源分析仪、34970/72数据撷取仪，来对EV/HEV车辆的变频、马达、DC对DC直流变频、充电器、充电站与机台设备做测试验证。

在车联网(V2V、V2X、eCall等)、IVI信息影音系统、无线充电与更多应用的测试验证上，像车联网需要支持2G(GSM/EDGE)、2.75G(GPRS/CDMA)、3G(WCDMA/TD-SCDMA/1xEV-DO)、3.5G(HSPA+)、LTE FDD/TDD、LTE-A与未来5G通讯协定，无线连接部份要支持Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac/p、蓝牙4.2与NFC，卫星导航规格则有美国GPS、欧洲Galileo、俄国GLONASS、国内北斗卫星导航系统(Beidou)等规格，无线充电则有Qi与AirFuel联盟(A4WP与PMA合并后之新名称)等规格。

过去无线充电的测试，需要用示波器、电源及电子负载等一边观察一边调整；是德提供E5072A/E5061B/E5063A Option 006网络分析仪，搭配无线充电验证软件可获得实时输出入电压/电流曲线及2D/3D之阻抗/效率图，并且可协助客户线圈电感L之精准量测后算出适合的电容C以匹配正确的电力传输频率(例如WPC约100KHz、A4WP为6.78MHz)。

至于汽车雷达系统部份，挑战在于如何用成本效益的方式，准确测量、评估高频率、大带宽的汽车雷达性能。一部配置ADAS的车辆，从车头、车身两侧与车尾会配置长短不同的测距雷达，是德提供S系列示波器、89600 VSA SW(矢量信号分析软件)搭配FMCW选项、X系列信号分析仪、E-Band传感仪、PNA网络分析仪、E8267D PSG Vector Signal Generator(矢量信号产生器)、16900系列逻辑分析仪、M8190A波型产生器、PXI模块化多功能测试仪，以及ADS/SystemVue模拟软件。

以上建构一个雷达测距模拟系统，提供从76-77GHz频率、1GHz频谱宽度带宽与最远250米、从64dB以0.1dB增幅的来模拟标的物情境，以及录制、播放。测距雷达与模拟系统仅需距离一米，可建构较小的消音室(anechoic chamber)来快速验证评估测距雷达的效能，节省测距实验室楼地板空间。

是德提供像CAN、CAN-FD、FlexRay、SENT、MOST、LIN、BroadR-Reach、APIX2等不同种类、不同用途的汽车串行汇流排测试认证，并提供测试报告。当开发完毕进行后端整合功能测试时，是德协助客户定制化整个功能测试环境，打造像车身控制模块(Body Control Module；BCM)与电子控制单元(Eletronic Control Unit；ECU)，搭配像是TS5400PXI、TS8989PXI功能测试仪进行定制化的整合功能测试环境。

针对IoT物联网、新能源储存与消费与自动驾驶车的实际上路测试，是德可以全球研发中心协同各地区在地分公司在地，协同建置设计与测试环境，来验证上述创新科技的成功。像BenchVue就是以一套图形化界面，整合地区测试仪器与全球实验中心仪器做信息互通的一套软件。

在材料科技部份，是德提供半导体厂专用的电子扫描显微仪(Scanning Electron Microscopes；SEM)，以检测因整合微机电(MEMS)、能源储存装置的半导体元件，了解电子流动对金属、整体元件使用寿命的影响。

祁子年最后总结，是德提供广泛且深入的工具与客户分享技术，同时在100多个国家提供客户在地服务，提供技术支持、仪器维修与校准作业，持续保障您既有的研发验证设备的投资。