NEWSLETTER AUSGABE FEBRUAR 2006

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1 driven by NEWSLETTER AUSGABE FEBRUAR 2006 ÿ NÄHE ZUM KUNDEN NÄHER AM KUNDEN ELMOS verbindet Kompetenzen ÿ SICHERE VERBINDUNG Neues Testverfahren für Wire-Bonding-Maschinen ÿ PRODUKT PWM controller für LED Applikationen E ÿ SERIE ELMOS KOMPETENZEN Licht: Innovative Ansteuerkonzepte sind erforderlich

2 EDITORIAL die Entwicklung eines neuen Systems erfordert eine Vielzahl von Kompetenzen. Wenn nicht jedes Teil optimal in das Gesamtsystem eindesigned ist, leidet darunter die Gesamtperformance. Vor allem die Elektronik im System muss einwandfrei messen, regeln und steuern. Hierbei können wir für Sie mehr tun. Wir haben deshalb neben unserem Kerngeschäft - ASICs für die Automobilindustrie - eine eigene Aktivität gegründet, die Sie aktiv bei Ihrem System unterstützt. Diese neue Abteilung namens Applikationen und Systeme betreut Sie sowohl aus Vertriebssicht als auch beim Entwickeln Ihres Systems. Der vorliegende Newsletter stellt die neue Abteilung vor und zeigt, wie Sie mit der Unterstützung von ELMOS die ASICs und Standardprodukte schneller in Ihr System integrieren können. Zudem steigt durch die direkte Unterstützung von ELMOS auch die Qualität Ihres Gesamtsystems schließlich werden die elektronischen Bau- elemente in allen Gebieten auf ein optimales Zusammenspiel mit dem Gesamtsystem ausgelegt. Außerdem startet in dem NEWSLETTER unsere neue Serie zu den einzelnen ELMOS-Kompetenzfeldern beginnend mit einem Interview zum Know-how auf dem Feld der Lichtelektronik. In den folgenden Ausgaben im Jahr 2006 werden wir u.a. unsere Kompetenz bei Bus-Systemen und Klimaelektroniken vorstellen. Nicht zuletzt möchte ich mich Ihnen als neuen Vorstandsvorsitzenden der ELMOS Semiconductor AG vorstellen. Ich bin seit Oktober 2005 bei ELMOS und habe am 1. Januar 2006 den Vorstandsvorsitz übernommen. Zuvor war ich bei SiemensVDO, Kostal und Bosch tätig also von ELMOS aus gesehen auf der Kundenseite. Ich denke, ich kann deswegen Ihre Bedürfnisse, die Probleme und die gemeinsamen Chancen gut verstehen. Ich werde mein Möglichstes tun, um diese Kenntnisse zu Ihrem Vorteil einzusetzen und damit eine echte Win-Win-Situation zu schaffen. INHALT Mit freundlichen Grüßen EDITORIAL ÿ 2 TITELSTORY Nähe zum Kunden - Näher am Kunden: ELMOS verbindet Kompetenzen ÿ 3 INNOVATION Zonescan - eindimensionales Sensorsystem auf HALIOS -Basis ÿ 6 Dr. Anton Mindl Vorstandsvorsitzender der ELMOS Semiconductor AG INNOVATION Sichere Verbindung: Neues Testverfahren für Wire-Bonding-Maschinen ÿ 7 PRODUKTE Übersicht DC/DC-Wandler ÿ 8 PRODUKTE PWM controller für LED-Anwendungen E ÿ 9 SERIE ELMOS Kompetenz: Licht Innovative Ansteuerkonzepte sind erforderlich ÿ 10 NEWS ÿ 12 2

3 TITELSTORY ÿ Nähe zum Kunden Näher am Kunden: ELMOS verbindet Kompetenzen Bei der Entwicklung und Implementierung eines Halbleiter-Chips in ein System sind viele Aufgaben gestellt: Optimales Zusammenspiel mit anderen Elementen, schnelle Entwicklung und einfache Implementierung, um nur die Grundlagen zu nennen. Hilfreich sind hier Muster und Testboards, die schon vorab einen Einblick in die Leistungsfähigkeit des Halbleiters bieten. Zudem ist unabdingbar, dass Systementwickler und Halbleiterhersteller die gleiche Sprache sprechen. Und ELMOS geht sogar noch einen Schritt weiter. Unsere Automobil-Kunden haben sich zumeist auf ein Geschäfts-, bzw. Applikationsfeld wie Klimatechnik (HVAC), Licht- oder Sicherheitsapplikationen spezialisiert. ELMOS als Halbleiterunternehmen arbeitet daher mit den verschiedenen Experten der einzelnen Kompetenzfelder eng zusammen. Die Herausforderung: Die unterschiedlichen Anforderungen und Ansprüche zu verstehen und immer die Sprache des Kunden zu sprechen. Die Lösung: ELMOS hat eigene Applikationsexperten, die sich speziell in das Geschäftsfeld des Kunden eingearbeitet haben und dessen Terminologie verstehen und sprechen. Durch die Kombination vom ELMOS-Halbleiter-Wissen mit dem Kunden-System-Know-how können wir die Entwicklung wesentlich vereinfachen und beschleunigen, sagt Erhard Müsch, Leiter der Abteilung Applikationen und Systeme (AS) bei ELMOS. Auf Bedürfnisse des Kunden eingehen Die eigens gegründete Abteilung AS besteht aus Vertriebsmitarbeitern und Entwicklungsingenieuren. Wir vereinen die Vorteile beider Bereiche. Dadurch können wir auf die Bedürfnisse der verschiedenen Kunden besser eingehen und erzielen eine optimale Lösung für unsere Kunden, so Müsch. In unserer Vertriebsabteilung sind die Mitarbeiter jedoch weiterhin festen Kunden zugeordnet. Am Prinzip One Face to the Customer ändert sich nichts. Erhard Müsch leitet bei ELMOS die Abteilung Applikationen und Systeme. ELMOS-FACHGEBIETE Heizung Klima (z.b. Klimasteuerung) Licht (z.b. LED-Ansteuerung) Safety (z.b. Fahrspurerkennung) Charging (z.b. Lichtmaschinenregler) Body (z.b. elektr. Fensterheber-Ansteuerung) Power Train (z.b. Drosselklappensteuerung) ELMOS NEWSLETTER FEBRUAR

4 TITELSTORY ÜBERBLICK: KUNDEN-VORTEILE ÿ effektive Kommunikation durch Sprechen der gleichen Sprache ÿ schnellere Entwicklung ÿ geringere Kosten ÿ Bereitstellung von Mustern und Test-Boards ÿ auf die Bedürfnisse abgestimmte Lösung Zudem wird die neue Abteilung AS durch das Know-how der ELMOS Microsystems und des HALIOS -Patentes unterstützt. Dies bedeutet: Auch wenn der Kunde eine Frage zu einem Mikrosystem hat, welches Auswerte-IC und welcher Sensor in einem kundenspezifischen Gehäuse vereint werden, können wir ihm dank der internen Vernetzung zu ELMOS Microsystems weiterhelfen. Ebenso verhält es sich bei Lösungsansätzen zu berührungslosen Schaltern nach dem HALIOS -Prinzip. Auch hier hat der Kunde immer einen qualifizierten Ansprechpartner, so Müsch weiter. Dabei gibt es keinen Unterschied in der Betreuung, ob der Kunde einen speziellen, kundenspezifischen Halbleiter-IC oder einen standardisierten und/oder applikationsspezifischen Baustein benötigt. Es spielt dabei keine Rolle, welche Lösung der Kunde benötigt, er erhält von ELMOS einen umfassenden Support, so Müsch. Am Beispiel eines ASSPs wird dies hier verdeutlicht: Der Kunde benötigt eine Lösung für sein System, er wägt zusammen mit ELMOS die Vor- und Nachteile für die jeweiligen Applikation ab. Dabei kann ASIC VS. ASSP Der Unterschied zwischen einem ASIC (Application Specific Integrated Circuit) und einem ASSP (Application Specific Standard Product) ist nicht immer ganz klar, und es ist auch nicht ganz einfach, eine klare Trennungslinie zu definieren. Ein ASIC entsteht in der Regel aus den Anforderungen einer ganz spezifischen Anwendung eines einzelnen Kunden in enger Abstimmung zwischen dem Halbleiterhersteller und diesem Kunden. Es stellt eine unter Funktions- und Kostengesichtspunkten für diese Applikation optimierte integrierte Lösung dar. Mögliche Freiheitsgrade, etwa durch Parametrierbarkeit einzelner Funktionen, zielen auf die Verwendbarkeit in einer Produktfamilie ab, deren grundsätzlicher Aufbau aber weitgehend identisch ist. Neben der Funktions- und Kostenoptimierung bietet ein ASIC dem Kunden in hohem Maße Know-how Schutz. Anders als bei der Realisierung mit Standardkomponenten, deren Datenblätter öffentlich verfügbar sind, sind die inneren Abläufe in einem ASIC ohne derartige Dokumentation nur mit sehr großem Aufwand nachvollziehbar. Wie aus der Bezeichnung bereits erkennbar, zielt auch das ASSP auf eine spezifische Applikation. Jedoch ist diese Applikation in der Regel nicht ganz so spezifisch, wie der Name vermuten läßt. Vielmehr soll mit dem ASSP ein breiterer Markt adressiert werden, sagen wir ein Applikations-Feld, weshalb einerseits auf allzu exotische Features verzichtet wird, dafür andererseits aber auch Funktionen angeboten werden, die nicht in jedem Anwendungsfall gebraucht werden. In der Mehrzahl der Fälle wird also das ASSP nicht die maßgeschneiderte Lösung darstellen. Dennoch hat es natürlich seine Berechtigung. Für den Kunden, der sich für ein ASSP entscheidet, fallen weder Entwicklungskosten an, noch muss er lange auf sein Produkt warten, da es ja bereits fertig entwickelt ist. Der Nachteil der nicht-maßgeschneiderten Lösung kann teilweise durch den Stückzahleffekt, also das größere Produktionsvolumen beim Halbleiterhersteller, kompensiert werden. Der mit einem ASIC verbundene Knowhow Schutz bleibt selbstverständlich auf der Strecke. Außerdem gibt es natürlich nicht für alle Applikationen ASSPs, und die Realisierung mit Standardkomponenten ist häufig recht kosten- und platzaufwändig. Daneben bietet die Integration durch drastische Reduzierung der Lötstellen auf der Platine noch erhebliches Potenzial zur Qualitätsverbesserung. So gesehen scheint es doch eine klare Abgrenzung zwischen ASIC und ASSP zu geben, wäre da nicht ein Effekt, der den Übergang verschwimmen läßt: Viele ASSPs sind ursprünglich als ASICs im Kundenauftrag entwickelt worden. Nach einer gewissen Laufzeit wurden sie dann vom Kunden für die allgemeine Vermarktung freigegeben. Zu erwähnen sei noch, dass ELMOS gemeinsam mit den Fahrzeugherstellern und Zulieferern die Standardisierung im Fahrzeug vorantreibt. Als Beispiel sei hier der Steppermotortreiber mit LIN Schnittstelle und Autoaddressierung für die Klimatisierung genannt. (em) 4

5 TITELSTORY ANFORDERUNGEN ASIC / ASSP Die Wege zur Implementierung eines kundenspezifischen Halbleiterbausteins (ASICs) und einer Standardlösung (ASSP) haben viele Gemeinsamkeiten, allerdings auch große Unterschiede. Die Info-Grafik zeigt nicht nur welche Unterschiede zu beachten sind, sondern auch welchen Ansatz ELMOS wählt: ASIC ASSP Merkmal Vorteil von ELMOS Merkmal Vorteil von ELMOS Design Kundenspezifisch, Know-how Schutz Am Round table werden Anforderungen während der Designphase mit dem Kunden erörtert. Applikationsspezifisch, kostenoptimiert Ausschöpfen und Nutzen ELMOS eigener IPs Produktion Kundenspezifisch Langzeitversorgung, frühe Bemusterung Qualität Kundenspezifisch Eigene 6-Zoll -Wafer Produktion sowie Zugriff auf eine 8-Zoll-Wafer Produktion Standardisiert Standardisiert (z.b. AECQ 100) Langjährige Erfahrung Eigene 6-Zoll -Wafer Produktion sowie Zugriff auf eine 8-Zoll-Wafer Produktion Systemimplementierung Hochintegriert Know-how Schutz durch NDA Applikativ Time-to-market Kundenspezifisches Gehäuse Standard JEDEC-Gehäuse er sich sicher sein, dass er einen optimierten Halbleiterchip für seine Applikation erhält. Denn er wird auf Seiten der Kosten und bei der Technik durch die jeweiligen Ansprechpartner beraten. Zeigt sich im Laufe der Zusammenarbeit, dass ein Standardprodukt für seine Anwendung ausreichend ist, kann er sofort auf zahlreiche Testboards zugreifen. Schon jetzt kann er mit Hilfe von umfangreichen Tools testen, ob das Standardprodukt in seiner Applikation wie gewünscht arbeitet. Zudem werden durch das Sprechen der gleichen Sprache zwischen Kunde und Halbleiterunternehmen mögliche Probleme und Herausforderungen im Ansatz erkannt. Negative Überraschungen können also schon in einer sehr frühen Phase ausgeschlossen werden. Durch die standardisierte Produktion sowie durch die Wahl einer standardisierten Qualifikation, kann der Kunde den Halbleiterchip schon nach kurzer Zeit in hohen Stückzahlen erhalten. Durch unsere eigene 6-Zoll-Produktion können wir zudem mögliche Wartezeiten (wie bei einigen Foundries) ausschließen. Zudem haben wir das Potenzial, durch eine Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS) in Duisburg auch auf 8-Zoll-Wafern zu produzieren. Aufgrund dieser zweiten Produktionsstätte hat der Kunde eine noch höhere Liefersicherheit. Durch umfangreiche Beratung, Bereitstellen von Testsystemen und Kombination von Vertrieb und Entwicklern mit der Spezialisierung auf die jeweiligen Kunden-Fachgebiete lebt ELMOS die Nähe zum Kunden. (maku) ELMOS NEWSLETTER FEBRUAR

6 INNOVATION ÿ Zonescan eindimensionales Sensorsystem auf HALIOS -Basis Oft tappt man bei der Suche nach einem Schalter im sprichwörtlichen Dunkeln. Abhilfe schafft hier ein kleiner Sensor. Ein Beispiel: Sie bewegen Ihre Hand in Richtung eines Schalters, können diesen aber in der Dunkelheit schlecht orten. Befinden Sie sich nun im Detektionsbereich des Zonescan -Sensors, ein Sensor nach dem HALIOS - Prinzip, macht sich der Schalter durch eine dezente Hintergrundbeleuchtung bemerkbar. Jetzt haben Sie keine Probleme, diesen zu bedienen, ohne ins Leere zu greifen. Der Sensor erkennt also einen Gegenstand, eine Handbewegung oder einen Bewegungsablauf und reagiert entsprechend. Außerdem kann mit solch einer Vorfelderkennung eine größere Anordnung von Tastern mit zugeordneten Funktionen geschickt beschrieben werden: Stellen Sie sich vor, Sie haben ein Tastenfeld mit drei mal drei Tastern vor sich ähnlich dem Zahlenblock auf einer Tastatur. Zudem befindet sich ein Display über diesem Tastenfeld, welches die gewünschte Tastenfunktion anzeigen kann. Und zwar genau dann, wenn Sie Ihren Finger in einem gewissen Abstand über die Tasten bewegen, ohne diese überhaupt zu berühren. Somit können Sie im Vorfeld schon entscheiden, welchen Taster Sie denn nun tatsächlich bedienen wollen. Zudem können die Funktionen, die nicht im Vorfeld angewählt wurden, bei einer möglichen Fehlbedienung beispielsweise Abrutschen auf den nächsten Taster unterdrückt werden. Durch die eigens entwickelte Software ist die Auswertefunktion für den Schaltausgang und die komplette Regelung des Sensors abgedeckt und optimal auf diesen abgestimmt. Der Sensor wird als fertig montierter Aufbau angeboten, welcher einen Bereich von maximal 25 cm erfassen kann. Die intelligente Regelung im IC erkennt Unterschiede und reagiert bei Änderungen des Sensorsignals in der Anstiegszeit und im Anstiegsverhalten. Langsame Drifterscheinungen oder statische Abweichungen beispielsweise durch Verschmutzung des Sensors oder eine Veränderung des Abtastbereiches können so sicher von einem tatsächlich durch die zu detektierende Bewegung erzeugten Signalverlauf unterschieden werden. Die Software regelt immer in den optimalen Bereich, damit die bestmögliche Auswertung erreicht wird. Der Standard-Sensor wird über eine Kabelverbindung von ca. 30 cm mit der zugehörigen Elektronik verbunden. Er besteht aus einer kostengünstigen Anordnung von zwei Infrarot-LEDs und einer Empfängerdiode. Diese Bauteile sind in einem Aluminium- Kopf mit einer integrierten Mini-Optik montiert und durch eine schwarze, undurchsichtige Perspex-Abdeckung geschützt. Der Sensor selbst hat einen Außendurchmesser von 11 mm bei einer Länge von ebenfalls 11 mm. Ein weiteres Merkmal des Zonescan besteht darin, dass der Tastvorgang zusätzlich erkannt werden kann. Sie benötigen also nur einen Sensor und die zugehörige Elektronik, um eine Vorfelderkennung inklusive einer Nahbereichsabfrage zu realisieren. Somit sparen Sie die mechanischen Taster. Möglich wird dies durch ein IC von ELMOS, basierend auf dem patentierten HALIOS -Prinzip der ELMOS-Tochter, Mechaless Systems GmbH. Das ELMOS-ASIC kann mit minimaler äußerer Beschaltung auch problemlos in einen vorhandenen Aufbau integriert werden. Mit Außenmaßen von jeweils 7 mm und einer Dicke von 0,9 mm ist das Bauteil recht klein. Durch die implementierte PWM können die Ausgänge ohne weitere Beschaltung beispielsweise auf einen Treiberbaustein für externe Leuchtmittel geschaltet werden, um verschiedene Helligkeitsstufen zu realisieren. (bbe) Zonescan besteht aus zwei Infrarot-LEDs und einer Empfängerdiode. Diese Elemente sind in einem Alu-Kopf mit einer integrierten Mini-Optik montiert, geschützt durch eine schwarze Abdeckung. 6

7 INNOVATION ÿ Sichere Verbindung: Neues Testverfahren für Wire-Bonding-Maschinen Die Prozessoptimierung und -kontrolle beim Wire-Bonding das Verdrahten des Halbleiterchips mit Hilfe des Ultraschall-Verbindungsprozesses ist eine ebenso schwierige, wie wichtige Aufgabe. Schließlich ist u.a. das Wire-Bonding für eine einwandfreie Kommunikation des Chips mit der Applikation verantwortlich. Die herkömmlichen Prozesstestverfahren (Pull- und Sheartest) geben nicht genügend Informationen über den Zustand der Wire-Bonding- Maschinen. Verminderte Qualität kann so erst beim fertigen Bauelement oder sogar erst nach dessen Einbau in ein Modul festgestellt werden. WAS IST WIRE-BONDING? Das Drahtbonden (engl. Wire-Bonding) ist ein Mikropressschweißverfahren bei dem der Halbleiterchip mit einem Draht durch Druck, Temperatur und/oder Ultraschall miteinander verbunden wird. Der Draht, der meistens aus Gold besteht, wird dabei von dem Anschluss auf dem Chip zu den äußeren Kontaktstellen des Leadframes oder des Gehäuses geführt. Diese Drähte bilden die Verbindung vom Halbleiterchip zur umgebenden Schaltung. zeit. Das System ist zudem unabhängig vom Typ des Bondverfahrens (Ballbonding oder Wedge-Wedgebonding). Der Testchip ist nur rund drei mal drei Millimeter groß. Auf ihm sind drei Mikrosensoren mit jeweils zwei Kanälen angebracht. Und da ist er wieder der Wunsch nach der gläsernen Maschine, bei der alle Qualitätsaspekte sofort sichtbar werden. ELMOS geht hier einen neuen, effizienten Weg: In Zusammenarbeit mit dem Center for Advanced Materials Joining der University of Waterloo in Ontario (Kanada) hat die ELMOS-Tochter ELMOS Advanced Packaging (Niederlande) ein neues Test- und Analysesystem für Wire-Bonding- Maschinen evaluiert. Das System erlaubt es, einzelne Maschinen zu vergleichen und Ausfallerscheinungen an der Maschine frühzeitig zu diagnostizieren. Das System besteht aus Mikrosensoren auf einem speziellen Testchip, der in ein Keramikgehäuse montiert und auf der Maschine angebracht wird. Dieses Mikrosensor-System ist per Kabel mit einem Laptop verbunden. Auf diesem Laptop können mittels Software die Daten in Echtzeit analysiert werden. Der drei mal drei Millimeter kleine Testchip kann verschiedene, relevante Messdaten, wie Temperatur, Vibration, Bondforce sowie mechanische Abweichungen auf der x-, y- und z-achse auslesen. Für die Signalerfassung sind auf dem Testchip drei Mikrosensoren mit jeweils zwei Messkanälen angebracht. Zudem besteht die Möglichkeit, noch weitere Mikrosensoren auszulesen und zwei zusätzliche, externe Signale (z.b. Daten der Wire-Bond-Maschine) auszuwerten. Die Prüfung erfolgt, indem die Wire-Bond-Maschine ohne Draht die Abläufe verrichtet. Dazu wird die Maschine im dry-bonding bzw. no-wire Modus betrieben. Tests bei ELMOS Advanced Packaging haben ergeben, dass mit dem Mikrosensor-Systems die Hauptparameter des Wire-Bond-Prozesses, die für die Qualität und Zuverlässigkeit der Mikroschweißverbindung verantwortlich sind (Bondforce, Ultraschall), sowie auch mechanische Kenngrößen der Wirebond-Maschine (Bondheadshift, Vibrationen) verifiziert und analysiert werden können. Die Daten ermöglichen umfassende Aussagen zur Qualität und Leistungsfähigkeit der Maschine. Der Test kann über einen langfristigen Zeitraum periodisch wiederholt werden und gibt somit einen genauen Rückschluss auf das Langzeitverhalten der Maschine, noch bevor ein neues Produkt in Serie geht. Mit diesem Mikrosensor-System steht ELMOS Advanced Packaging ab Mitte 2006 ein grundlegend neues Qualitäts-Sicherungssystem für Wire-Bond-Maschinen zur Verfügung. (maku/ rdu) Signalerfassung in Echtzeit Der große Vorteil des Mikrosensor-Systems besteht darin, dass die Mikrosensoren auf der Maschine in situ plaziert werden, d.h. die Signalerfassung erfolgt direkt am Bondwerkzeug (Kapillare) in Echt- In Aktion: Der Testchip wird in die Wire-Bonding- Maschine eingesetzt und ist per Kabel mit einem Laptop verbunden. ELMOS NEWSLETTER FEBRUAR

8 PRODUKTE ÿ Übersicht: DC/DC-Wandler Mit der Entwicklung eines Switch Mode Power Supply (SMPS) Schaltkreisen zur Steuerung eines Autarkiesystems für Kraftfahrzeuge im Jahre 1994 wurde der Grundstein unseres Produktspektrums bei DC/DC Wandlern gelegt. Seither sind neben zahlreichen ASIC Anwendungen auch integrierte Standard-Bausteine in automobiler Qualität entstanden. Die Chips zeichnen sich durch einen extrem großen Eingangsspannungsbereich, hohe Flexibilität und eine äußerst geringe Ruhestromaufnahme aus. Mit der Wahl entsprechender externer Komponenten werden die Wandler vielen Erfordernissen gerecht. Diese Eigenschaften machen unsere Bausteine für eine Vielzahl von Anwendungen in KfZ und Industrie interessant. Beispielsweise ermöglichen die in Hochvolt CMOS-Technologie entwickelten ELMOS Schaltregler den Einsatz in allen gängigen Kraftfahrzeug- Bordnetzspannungen (14V, 28V, 42V). Beispiel eines Evaluationsboards für DC/DC-Applikationen. Schwerpunkte zukünftiger Entwicklungen sind zum einen Spezialwandler für LED Beleuchtungen im Auto, zum anderen eine Weitbereichs-Step-Down-Schaltreglerfamilie für Anwendungen in Automobil und Industrie. Ebenso in der Planung sind Mehrspannungsregler und Power Converter. (maku) STANDARD-IC-DC/DC-WANDLER Produkt Package Beschreibung Arbeitsbereich E SO20 Weitbereichs Switch Mode Power Supply (SMPS) mit Watchdog Betriebstemperatur 40 C bis +125 C, Eingangsspannungsbereich 3V bis 55V Ruhestrom typ. 50µA E S=16w Weitbereichs-Sperrwandler mit Reset Betriebstemperatur 40 C bis +125 C, Eingangsspannungsbereich 3V bis 55V Ruhestrom typ. 50µA E SO8 Einstellbares Weitbereichsnetzteil (PFM controller) mit reduziertem Ladestrom bei geringer Last zur EMV Vermeidung und erhöhter ON-Zeit des FETs zur verbesserten Komponentenausnutzung bei geringen Eingangsspannungen E SO8 Einstellbares Weitbereichsnetzteil (PFM controller) mit reduziertem Ladestrom bei geringer Last zur EMV Vermeidung und Überlastabschaltung (repetierend) E SO8 Einstellbares Weitbereichsnetzteil (PFM controller), Grundversion Betriebstemperatur 40 C bis +125 C, Eingangsspannungsbereich 3V bis 60V, Ruhestrom typ. 40µA Betriebstemperatur 40 C bis +125 C, Eingangsspannungsbereich 3V bis 60V, Ruhestrom typ. 40µA Betriebstemperatur 40 C bis +125 C, Eingangsspannungsbereich 3V bis 60V, Ruhestrom typ. 40µA KUNDENSPEZIFISCHE DC/DC-WANDLER Produkt Applikation Betriebstemperatur Eingangsspannungsbereich Ruhestrom 1st tier OEM E Stromversorgung 40 C bis +105 C 6 bis 50V 75µA SVDO DC E Energiereserve Airbag 40 C bis +85 C 8 bis 16(40)V 100µA Lear BMW E Stromversorgung Airbag 40 C bis +85 C 8 bis 16(40)V 100µA Lear BMW E Stromversorgung für Instrumentierung 40 C bis +85 C 5,5 bis 24V 500µA Bosch BMW VW E Gas Druck Lampe (Xenon) 40 C bis +125 C 4,8 bis 15,5V Hella VW Audi > Mehr als 20 Millionen ICs im Feldeinsatz 8

9 PRODUKTE ÿ PWM controller für LED Applikationen E Das IC wurde für Beleuchtungsanwendungen mit LED Technik, sowohl für den Innenraum, als auch für den Außenbereich, entwickelt. Mit seiner Architektur vereint es die Vorzüge eines Schaltreglers mit denen einer linearen Stromregelung für LEDs. Der Chip unterstützt Step-Up und SEPIC Wandler. Damit darf die Betriebsspannung der LED Cluster sowohl unterhalb als auch oberhalb der Batteriespannung liegen. Die drei linearen Stromquellen erschließen dem Baustein eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten, wie beispielsweise komplette Rückleuchten oder vollfarbige RGB Beleuchtungen im Innenbereich. Alle LEDs lassen sich separat dimmen, indem man den Strom entweder über eine Variation der Referenzspannung vorgibt oder ihn mit einem PWM Signal moduliert. Eine Diagnosefunktion ist ebenfalls im Chip integriert und ermöglicht ein einfaches Erkennen offener Cluster. Der Chip bietet zwei Stromspar-Modi. Im Sleep-Mode werden lediglich 20µA aufgenommen, was den Chip für KL30 Anwendungen qualifiziert. Im Standby-Mode mit eingeschalteter interner Versorgung werden 100µA aufgenommen. Das Netzteil kann dann mit bis zu 20mA für externe Schaltungen belastet werden, z.b. um einen Mikroprozessor zu versorgen. Für eine einfache Anbindung an externe Signale dürfen die Eingänge SLEEP und ON sowie alle PWM Eingänge mit bis zu 40V beaufschlagt werden, bieten aber normale TTL Schwellen. (tsp/rl) FEATURES ÿ Spannungsversorgungsbereich VS 5V bis 40V ÿ Konstante Versorgungsspannung für alle Kanäle ÿ Konstanter Stromausgang mit 3 identischen Kanälen ÿ Unterstützt 2 Schaltnetzteil-Topologien: BOOST und SEPIC ÿ Hohe Effizienz ÿ Sehr niedrige Ruhe- und Standby-Stromaufnahme ÿ Einstellbarer Oszillator bis zu 500kHz ÿ Hochstromtreiber für externen MOSFET ÿ OTA Treiber für externe Stromquellen, MOSFETs ÿ Jeder Kanal dimmbar mittels PWM Signal oder mit reduziertem Konstantstrom, abhängig von der jeweiligen Referenz ÿ Pins ON und PWM einsetzbar auch für automobile Spannungen (bis 40V) mit 2.5V TTL Schwelle ÿ Arbeitstemperaturbereich 40 C bis C ÿ QFN32 7x7 Package ANWENDUNG ÿ Frontscheinwerfer, Rück- und Bremsleuchten, Nebelschlusslicht ÿ Blinker, DRL und Parklicht ÿ Armaturenbrett- und Innenraumbeleuchtung VBAT VSM VDD VS int. Supply LdDmpDet MDRV ISEN VOUT1 SLP ON SMPS AGND VFB ExRef COMP 0,2 1,22 MUX SOLL SelExRef SelHighRef ON OSC 3 ExRef1 3 SelExRef 3 PWM1 0,2 MUX Error Detect LdDmpDet CLK C - 4V DRV ILED Err1 AnyErr 1 ELMOS NEWSLETTER FEBRUAR

10 SERIE ÿ ELMOS Kompetenz: Licht - Innovative Ansteuerkonzepte sind erforderlich ELMOS hat in fast allen Bereichen der Automobilelektronik und speziellen Gebieten der Industrieelektronik langjährige Kompetenzen. Die vierteilige Serie stellt einige der Kompetenzfelder vor und gibt einen ersten Einblick in die jeweiligen Ansprüche. Zu Beginn der Serie stellen wir die Lichtelektronik und Ihren Ansprechpartner für Fragen und Lösungen in diesem Kompetenzfeld der ELMOS vor. Ralph Langenberg hat schon in seiner Zeit als Student der Elektrotechnik an der Universität Dortmund bei ELMOS gearbeitet. Nach erfolgreichem Abschluss seines Studiums begann er im Jahr 1994 als Test-Ingenieur, später arbeitete er als Prozessingenieur im Waferprobing und war dort verantwortlich für den Wafer-Parametertest wechselte er in die Abteilung Design. Seit der Gründung der Abteilung Applikationen und Systeme im Sommer 2005, betreut er dort die Bereiche DC/DC-Wandler und Lichtsysteme. Der NEWSLETTER sprach mit ihm über die Herausforderungen auf dem Gebiet der Lichtelektronik im Automobil. NEWSLETTER Seit wann ist ELMOS auf dem Gebiet der Lichtelektronik aktiv? Langenberg Das erste Projekt speziell für die Lichtelektronik ging 1994 in Serienproduktion. Dies war ein Xenonlicht-Treiber-Baustein in Zusammenarbeit mit Hella. Dieser war ein recht komplexer IC mit Schaltnetzteil und Leistungsregler. Danach haben sich weitere Projekte angeschlossen, beispielsweise Chips für die Versorgung der Dashboard-Beleuchtung oder das verzögerte Ausschalten der Innenraumbeleuchtung. NEWSLETTER Was ist das Besondere bei Produkten, die im Bereich der Lichtelektronik eingesetzt werden? Langenberg Neben den hohen Qualitätsanforderungen für Halbleiterchips in der Automobilindustrie kommen bei Produkten für die Lichtelektronik weitere Herausforderungen hinzu, die stark vom verwendeten Leuchtmittel abhängen. So ist bei Xenon-Treibern z.b. die Leistungsregelung oder bei Glühlampen der Einschaltstrom zu nennen. Bei LED-Ansteuerungen ist das besondere Augenmerk auf die genaue Einhaltung des Betriebsstromes gerichtet. Zudem sind für einige ICs, die beispielsweise in den Frontscheinwerfern arbeiten, hohe Umgebungstemperaturen von 125 C gefordert. NEWSLETTER Welche ELMOS-Produkte sind für den Einsatz in der Lichtelektronik geeignet? Langenberg Neben den kundenspezifischen Lösungen, den ASICs, ist je nach Applikation der Einsatz von Standardprodukten, sogenannten ASSPs, sinnvoll. Beispielsweise eignen sich für kleinere Glühlam- Ralph Langenberg betreut bei ELMOS die Fachgebiete Lichtelektronik und DC/DC Wandler. penanwendungen low side Treiber mit Diagnose-Funktion, während sich für LED-Anwendungen unsere DC/DC-Wandler anbieten. Ohne DC/DC-Wandler wäre der Betrieb von großen LED-Verbänden, sogenannten Clustern, mit Betriebsspannungen oberhalb der Batteriespannung nicht möglich. Betrachtet man Anwendungen mit Power LEDs, die zwischen 350mA und rund einem Ampère Strom aufnehmen, wäre eine lineare Regelung wegen der entstehenden Verlustleistung nicht praktikabel. Auch hier bieten sich unsere Schaltregler an beispielsweise der E Sie sind effizient und stellen optimale Arbeitspunkte für die LEDs ein. Das ist auch aufgrund der Lebensdauer der LEDs wichtig. Deren Hersteller sprechen in der Regel von mehr als Stunden Lebensdauer aber nur, wenn die LED auch innerhalb der Spezifikationen betrieben wird. Und das ist, beispielsweise mit Vorwiderständen an der Batteriespannung, nicht zu gewährleisten. Für Sonderfunktionen, wie Dimmen, die man ohne Regler nicht mehr darstellen kann, haben wir gerade einen Spezialbaustein E in der Entwicklung. Der Baustein kann drei LED Kanäle gleichzeitig und individuell mit Konstantstrom versorgen. PWM Ansteuerung und Diagnosefunktionen sind ebenfalls enthalten. NEWSLETTER Wie verläuft der Vorgang der Implementierung eines Standardproduktes in ein neues System? Langenberg Es gibt normalerweise zwei typische Wege. Auf der einen Seite kommen Kunden zu uns und möchten mit uns eine bestimmte Applikation realisieren. Wir helfen dann unter anderem bei der Dimensionierung der Schaltung. Zudem unterstützen wir sie auch bei der Auslegung von magnetischen Teilen. 10

11 SERIE Komplexität der Technologie LED Tagfahrlicht Audi AFS BiXenon Basis Audi, BMW, Mercedes, Opel, Lexus Episode Neon BMW Xenon Hg frei Toyota BiXenon Audi Xenon, dynamische LWR BMW AFS Halogen Basis Ford H4 Scheinwerfer alle EU und Japan H7 Freiformtechnik alle EU und Japan aerodynamic styled headlamps alle US Sealed Beam alle US 40er 70er 80er Lichttechnologie im Überblick: In den kommenden Jahren werden insbesondere Xenon und LED weiterentwickelt werden. Auf der anderen Seite unterbreiten wir dem Kunden Vorschläge, von denen wir glauben, dass sie ihm bei der Umsetzung einer Applikation helfen können. Wir gehen also aktiv auf die Kunden zu und erfassen deren aktuelle Bedürfnisse. Bei diesem Ansatz haben beide Partner einen Nutzen: Der Kunde bekommt Unterstützung und bei uns fließen viele Erkenntnisse zusammen, so dass wir in der Lage sind, ASSPs optimal für Funktionen und Kosten auszulegen. Welcher Weg für den Kunden auch sinnvoller ist, wir bieten ihm zu Standardprodukten Datenblätter, Evaluation Boards sowie eine umfangreiche Beratung an. NEWSLETTER Was macht für Sie persönlich die Faszination an der Betreuung der Lichtelektronik aus? Langenberg Faszinierend ist, dass der Bereich der Lichtelektronik sich sehr gut mit dem Bereich der DC/DC-Wandler ergänzt, die ich auch unterstütze. Es ergeben sich viele Synergie-Effekte bei der Konzeption von Wandlerbausteinen. Wenn man sich zum Beispiel die stärker aufkommenden LED-Applikationen ansieht, können diese nicht mehr ohne leistungsfähige DC/DC-Konverter realisiert werden. Es ist spannend, wenn man mit dem Kunden zusammen ein neues Wandlerkonzept entwickelt, das sich durch hohe Flexibilität oder andere Besonderheiten auszeichnet. NEWSLETTER Welche Fortschritte im Bereich der Lichtelektronik erwarten Sie in den kommenden Jahren? Langenberg In den nächsten Jahren wird die LED-Technik beim Rücklicht starken Einzug halten. Es werden dort Sonderfunktionen, wie eine Helligkeitssteuerung in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen, beispielsweise Dunkelheit, Nebel oder Regen, in Serie produziert. Auch über Konzepte einer Car-to-Car-Kommunikation wird intensiv nachgedacht. Dies bedeutet, dass innovative Ansteuerkonzepte erforderlich sein werden. Das Tagesfahrlicht wird nach aktuellen Prognosen bald gesetzlich vorgeschrieben. Hierzu wird ein separater Scheinwerfer notwendig, bei dem der Einsatz einer LED Lösung aus Gründen der Energieeinsparung nahezu unvermeidbar scheint. Der Hauptscheinwerfer wird mittelfristig diesem Trend folgen und somit auch mit LED s aufgebaut sein. Erste Konzeptstudien liegen bereits vor. Die LED Beleuchtung bietet revolutionäre Design-Möglichkeiten und Langlebigkeit. Andererseits ist der Leistungsbedarf von 50 bis 60 Watt pro Scheinwerfer nur noch schwer mit Standard- Wandler-Konzepten darstellbar. Schon in naher Zukunft werden wir hier mit neuen Konzepten die alten Aufbauten ersetzen können und damit insbesondere bei der Elektromagnetischen Verträglichkeit, der Baugröße und den Kosten Fortschritte erzielen. (maku) ELMOS NEWSLETTER FEBRUAR

12 NEWS ÿ Mikrotechnologe-Azubi prämiert ÿ Mitarbeiter spenden 1.176,42 Euro Fabian Kohlmorgen, Mikrotechnologe bei ELMOS, hat für seine Abschlussarbeit den Microtech-Award gewonnen. Insgesamt wurde der Preis an drei ehemalige Auszubildende verschiedener Unternehmen verliehen. Der Preis wird jährlich für besonders ausgezeichnete Arbeiten auf dem Gebiet der Halbleiter- und Mikrosystemtechnik verliehen. Gesponsert wird der Award von den vier Dortmunder Unternehmen ELMOS Semiconductor AG, Bartels Mikrotechnik, Boehringer Ingelheim microparts und HL-Planartechnik. Die Ausbildung zum Mikrotechnologen am Standort Dortmund wurde von ELMOS mitinitiiert. Die dreijährige Ausbildung ist speziell auf das Arbeiten im Reinraum und den Umgang mit der Halbleitertechnologie zugeschnitten. Jährlich werden bei ELMOS mehr als 15 Mikrotechnologen ausgebildet. Der bereits zum vierten Mal verliehene Preis zeichnet jedes Jahr die besten Abschlussarbeiten der dual ausgebildeten Mikrotechnologen sowie Umschüler aus dem Bereich Halbleiter- und Mikrosystemtechnik aus. (maku) Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der ELMOS Semiconductor AG haben 1.176,42 Euro an den Elterntreff e.v. in Dortmund gespendet. Für ihre Spende erhielten die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter eine DVD, die einen Rundgang durch die Produktionsstätten in Dortmund und Nijmegen (Niederlanden) zeigt. Einige Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter haben den Film vollständig auf Eigeninitiative produziert. Der Elterntreff e.v. will die Rahmenbedingungen für krebskranke Kinder und deren Angehörige angenehmer gestalten. Der Verein setzt sich für verschiedene Projekte ein, beispielsweise ein Clown-Projekt. Dieses soll den Kindern auf der onkologischen Station der Kinderklinik des Klinikums Dortmund helfen, für kurze Zeit den Klinikalltag zu vergessen. Zudem werden ärztliche sowie psycho-soziale Betreuungen, medizinisch-technische Ausstattungen sowie Feriencamps und Kuren mit der Spende finanziell unterstützt. Wir sind stolz auf die wohltätige Initiative unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, sagt Dr. Klaus Weyer, Mitgründer und Vorstandsmitglied der ELMOS Semiconductor AG. Mit der Spende können wir den Kindern den Aufenthalt in der Klinik, aber auch danach in Feriencamps oder in Kuren, hoffentlich etwas angenehmer gestalten. (jwie) ÿ ELMOS beim Tech-Day im FIZ bei BMW Am 11. Mai 2006 wird ELMOS seine gesamte Kompetenz bei BMW im FIZ (Forschungs- und Innovationszentrum) in München präsentieren. ELMOS zeigt an einem Tag auf ca. 200m 2 sein Produktportfolio und die langjährige Produkthistorie mit BMW. Die Schwerpunkte werden bei ELMOS-Produkte für die Bereiche Motor, Body, Safety und E-Motorcontrol liegen. An Anschauungsbeispielen und Applikationen wird jedes Produkt einzeln vorgestellt. Zudem erhalten die Besucher anhand eines Films einen Einblick in die Produktion bei ELMOS. Des Weiteren werden an dem Tag der Vorstand und Mitarbeiter aus den Bereichen Vertrieb sowie Applikationen und Systeme mit Präsentationen über die Zukunft und Innovation in der Automobilelektronik mit ELMOS-Produkten informieren. Für weitere Fragen steht Ihnen bei ELMOS als Ansprechpartner Herr Christian Tegethoff unter ctegethoff@elmos.de oder telefonisch unter zur Verfügung. (tsp) ÿ Soziales & ökologisches Engagement ELMOS handelt nach hohen sozialen, ökologischen und ökonomischen Ansprüchen. Diese gleichrangigen Ziele hat ELMOS nun im Kodex des verantwortungsvollen Handelns zusammengefasst. Der Kodex informiert detailliert über die Verantwortung für das Unternehmen, die Mitarbeiter, die Umwelt und die Gesellschaft. So wird beispielsweise vorgestellt, dass ELMOS regelmäßig Einführungsveranstaltungen für neue Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, Fremdsprachenkurse und Gefahrenstoffschulungen anbietet. Zudem werden die Eckpunkte der Jugend- und Ausbildungsförderung beschrieben. Derzeit sind etwa rund zehn Prozent der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am Standort Dortmund in der Ausbildung. Wir wollen mit dem Kodex ein weiteres Stück Transparenz schaffen, so Dr. Klaus Weyer, Vorstand für Technik. (maku) IMPRESSUM Herausgeber ELMOS Semiconductor AG Chefredakteur Christian Tegethoff (ct) Redaktion und Produktion Thomas Speckbrock (tsp), Mathias Kukla (maku), Janina Wiegmann (jwie), Diana Kasperek (dka), Erhard Müsch (em), Bernd Berger (bbe), Reinhard Dust (rdu), Ralph Langenberg (rl) Redaktionsanschrift ELMOS Semiconductor AG, Heinrich-Hertz-Str. 1, D Dortmund Telefon + 49 (0) Telefax + 49 (0) redaktion-newsletter@elmos.de, 12