汽车电气架构升级，ST如何推动48V系统进化？

意法半导体汽车电子市场及应用总监、新能源汽车创新中心负责人付志凯

随着智能电动汽车快速发展，传统的12V电气系统正逐渐难以支撑整车高功率、智能化与高冗余的用电需求。48V系统，作为“中压平台”的代表，正在成为全球汽车电气架构升级的关键方向之一。相比12V系统，它在能效、线束减重、系统稳定性等方面展现出明显优势，并已在混合动力系统、电子涡轮、线控底盘等中高功率应用中初具规模。

在这一变革趋势中，意法半导体（STMicroelectronics，简称ST）作为全球知名的汽车电子解决方案提供商，凭借其在功率器件、电源管理、智能开关、控制MCU等领域的深厚技术积累，正在加速推动48V系统的标准化、量产化和平台化。为进一步了解ST在48V系统上的产品布局、技术路线及对行业趋势的判断，与非网专访了意法半导体汽车电子市场及应用总监、新能源汽车创新中心负责人付志凯。

在本次对话中，付志凯对与非网记者系统阐述了48V系统的产业价值、应用趋势与技术挑战，深入解析了ST在功能安全、功率密度、能量管理与系统冗余等方面的核心优势，并分享了多个与整车厂合作开发的落地案例，展示了ST如何以芯片平台能力助力汽车电气架构的持续演进。

以下为采访内容全文：

记者：请简要回顾汽车电气架构从6V、12V到48V的发展历程，48V系统为何成为当下的关键转型方向？

付志凯：汽车的电气系统在过去百年间经历了从6V到12V的演进。随着ADAS、信息娱乐系统等智能电气设备的增加，12V系统逐渐难以满足整车日益增长的功率与能效需求。如今，48V系统正凭借更高能效、更小线束、更好功率输出的优势，成为汽车电气架构升级的趋势。

特别是在高阶功能如线控转向（SbW）、电子机械制动（EMB）等应用需求推动下，48V系统能解决现实中的大功率输出问题，这在12V系统架构下实现起来代价较大。

记者：目前48V系统在中国市场的发展现状如何？预计何时将迎来大规模普及？

付志凯：自2023年底以来，48V 系统一直是大家踊跃参与讨论的话题， 从电子电气架构设计，新技术导入，行业标准，系统收益，产业链支撑和发展趋势等多个维度进行了广泛而深入的交流， 包括从全球到中国区域， 车厂到Tier1再到芯片供应商， 从系统级考虑到器件设计要求。

大体上，我们判断48V EEA 配电系统的渗透和发展将分两个阶段。第一阶段是2027年前后，主流新能源品牌的48V车型开始入市，产业链初步形成；而第二阶段预计在此之后的几年间，随着传统OEM加入与成本下降，48V将渗透更多车型和细分市场；但当前谈全面普及为时尚早，仍需产业链合力推动。

记者：ST为何坚定押注48V系统？其主要技术优势体现在哪些方面？

付志凯：意法半导体在48V系统领域具备多重技术优势。首先，意法半导体发明了BCD（双极-CMOS-DMOS）工艺，并荣获IEEE里程碑奖。这项基础技术能够在单片上集成高精度模拟、高性能数字和高功率元器件，从而开发高效、稳健的电源管理解决方案。

其次，意法半导体独有的VIPower（垂直智能功率）工艺为中/高功率汽车负载提供电源控制、保护和诊断功能。该垂直架构制造工艺具有高功率密度的特点，可实现紧凑、高效的电源设计。 此外，意法半导体为市场提供品种齐全的汽车级低压MOSFET产品，这些MOSFET为汽车应用的高要求专门设计，并符合相关行业标准，具有卓越的性能，包括但不限于导通电阻（RDS(on)）小，开关速度快，耐雪崩能力强等等。

除了以上技术，意法半导体还拥有丰富的汽车电子电气架构相关的产品研发经验，涵盖了智能配电开关、负载驱动器和电源管理系统，包括电动助力转向 (EPS)、电控液压制动 (EHB)、安全气囊、线控转向 (SBW) 、电控机械制动 (EMB) 等汽车电子电气架构的关键领域。ST尤为重视功能安全的应用，所以我们对于产品工艺的可靠性和功能安全设计的要求都非常高。ST 在相关市场应用中，有着非常深厚的产品开发经验和系统应用积累，并拥有很好的创新成绩。

我想强调的是市场对从12V到48V的转型到晶圆工艺、 封装设计、电路设计、 测试标准等都提出了新的要求，因此ST在掌握了先进工艺的基础上，积极与国内外知名车厂深入交流系统需求，开发和定义了一系列符合48V 标准的器件和方案。 ST愿结合自身产品布局特点和系统经验，助力中国车厂快速转向48V E/E电子电气架构。

记者：谈到安全，针对48V系统，ST如何构建从芯片到系统的功能安全闭环机制？

付志凯：意法半导体正积极推进其功能安全解决方案的部署，开发从芯片到整个系统的各种闭环解决方案。我们的产品策略是软硬结合，整合强大的硬件功能（例如内置自检、实时诊断和故障控制机制）与持续监控系统健康状况的先进软件算法。这种整体方案确保快速检测和缓解故障，实现故障安全机制和带故障运行功能，这些优势对于 48V 汽车应用至关重要。尽管这个创新领域仍然是充满变数，但是，意法半导体致力于提供可扩展且经过标准化机构认证的安全架构，以符合不断发展变化的行业标准。随着这些解决方案的成熟，我们期待分享更多详细的更新信息。

记者：ST目前已量产落地的48V产品有哪些？可否举例说明它们的应用场景？

付志凯：ST已构建了完整的48V系统产品矩阵，涵盖多个关键领域。随着智能辅助驾驶技术的不断演进，对供电网络的高可靠性和丰富的高阶诊断能力提出了更高的要求，STi2Fuse控制器在其中扮演了非常关键的角色。该控制器具备保护曲线可编程、数字化诊断、软启动以及快速关断用于故障隔离等特性，赋予其在智能辅助驾驶系统配电中稳定且可靠的表现。

与此同时，ST提供的高边智能开关适用于12V、24V及48V汽车配电网络，主要用于配电节点控制和负载驱动，进一步提升系统的智能化水平。针对电机驱动需求，ST推出了三相无刷直流电机驱动器，该驱动器集成化栅极驱动器，兼容12V、24V及48V系统，广泛应用于EPS（电动助力转向）、TMS（热管理系统）和EPB（电子驻车制动）系统，并支持外部MOSFET以优化功率密度。

此外，低压MOSFET系列产品STripFET F7/F8针对48V系统进行了能效和可靠性的优化，确保系统运行的高效与稳定。

面向未来，Stellar G系列MCU作为下一代高性能控制器，顺应软件定义汽车的发展趋势，支持高带宽以太网作为通信主干网络，具备大容量存储空间和集成以太网音频路由功能，同时配备丰富的PMIC电源管理和DC-DC转换器产品组合，为智能汽车系统提供强有力的控制与电源支持。

记者：面对48V系统在EMC、电弧、安全等方面的挑战，ST有哪些应对策略？

付志凯：48V系统面临多项技术挑战，主要包括以下几个方面。首先，针对电弧问题，通过电子互锁机制及连接器结构的优化，确保在接插前实现良好接触，从而有效避免电弧产生；其次，在电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）抑制方面，依据ISO 21780等相关标准，可以优化导线布线、电源拓扑结构及系统级设计；此外，系统能量管理是关键，在多电压共存的应用场景中，合理优化能量分配与热管理策略；最后，在双电压地线设计方面，采用隔离电容及接地冗余路径，有效防止12V低压系统因干扰或故障而受到损坏。

ST通过平台化、标准化的芯片方案，解决上述挑战，为客户提供“芯片-系统-安全”闭环设计。

记者：ST如何支持L3+智能驾驶下更高冗余性的需求？

付志凯：L3+级别系统对功能安全和电源冗余提出了更高的要求。针对这一需求，ST制定了多项策略以保障系统的可靠性和安全性。首先，ST构建双源供电架构（如DC-DC转换器、48V电池及PNG电路），以实现电源的冗余隔离；其次，ST推出具备自检、数字诊断和热保护功能的智能开关产品；同时，通过符合ASIL-D级的OR-ing芯片实现板级供电的冗余保障；此外，借助高性能的PMIC为SoC和MCU等核心控制器提供稳定且可靠的电源支持。在制动系统方面，ST集成MCU与MOSFET，构建高响应且具备双路径冗余的架构。

记者：您如何看待12V与48V双电压系统并存的趋势？ST在其中扮演什么角色？

付志凯： 我们认为48V系统将与12V系统长期共存，但48V系统有望在未来成为主导电压平台。其主要原因包括以下几点：首先，短期内由于供应链不成熟以及系统收益层面的考量等，高功率负载将优先向48V系统转移，而中小功率负载仍将维持在12V系统；其次，随着成本的逐步降低及系统效益的提升，中长期内48V系统的应用比例将持续扩大，这种变化尤其会凸显在12V与48V双电压系统长期并存的传统车厂。

目前，ST已准备好全套产品方案，无论哪种电压系统，ST都有着非常完善的产品和规划，包括PMIC 电源管理、DC-DC电压变换器、电机驱动解决方案、智能开关、适合12V和48V系统的各种低压MOSFET，以及适合主动悬架、门控等特定应用的专用产品。

记者：在48V电动增压器、电动水泵、风扇等高功率负载应用中，ST的三相驱动器L9908有哪些核心优势？

付志凯：L9908 是ST 一款高可靠性、ASIL-D高功能安全，高集成度，一款非常成熟的兼容12V/24V/48V 系统的三相无刷直流电机驱动器， 已经在EPS、TMS、电子刹车等应用中大量使用。其主要优势在于能够驱动外部低压 MOSFET，使设计人员能够根据特定负载要求选择最适合的 MOSFET，从而优化系统的功率密度和能效。

记者：意法半导体的双向DC-DC转换器可实现48V与12V之间的能量互转，请问该方案在效率、EMI控制及隔离方面有哪些独特设计？

付志凯：ST基于STi2GaN + BCD工艺的创新性方案，小小身材，大大能量，在10x10 mm封装内实现1KW级别，高效（97% 转换效率），符合功能安全ASIL B的双向DC-DC电源管理 方案。转换器利用低压 GaN 半桥，确保开关能效和可靠性出色，有助于提高整体性能。

展望未来，48V系统不仅是对传统12V架构的电压升级，更是智能电动汽车走向平台化、模块化与高效能发展的关键跳板。在“12V + 48V + 高压主驱”三电压共存的格局下，48V将逐步承担起中功率核心子系统的供电任务，尤其在L2+/L3自动驾驶阶段，其在电动底盘、电动制动与能量回收等场景中的价值将持续释放。

ST是这一变革进程的重要推动者之一。凭借覆盖功率器件、智能开关、DC-DC转换器、控制MCU和功能安全平台的全栈产品布局，ST不仅实现了对48V系统核心需求的精准响应，也通过与全球及中国本土车企的深度合作，不断推动标准定义与产业落地，为下一代电动汽车铺设坚实底座。