一切要从汽车需要什么样的芯片说起
以往制造一辆传统汽车一般需要用到500-600颗左右的芯片，随着汽车行业的不断发展，如今的汽车逐渐由机械式转向电子式的方向发展，汽车做得越来越智能，那么所需要的芯片数量自然就更多了。据了解，2021年平均每辆车所需芯片数量已经达到了1000颗以上。
而新能源汽车作为芯片“大户”，需要大量的DC-AC逆变器、变压器、换流器等部件，而这些对IGBT、MOSFET、 二极管等半导体器件的需求量也有大幅增加，一台好的新能源汽车需要芯片可能达到2000颗左右，需求量十分惊人。
但是从技术要求上来看，车规级芯片令大多数芯片企业望而却步。车规级芯片对于性能指标、使用寿命、可靠性、安全性、质量一致性的要求之高，是消费电子芯片难以匹敌的。
相比于消费芯片及一般工业芯片，汽车芯片的工作环境更为恶劣：温度范围可宽至-40℃~155℃、高振动、多粉尘、电磁干扰等。由于涉及人身安全问题，汽车芯片对于可靠性及安全性的要求也更高，一般设计寿命为15年或20万公里。“车规级”芯片需要经过严苛的认证流程，包括可靠性标准 AEC-Q100、质量管理标准ISO/TS 16949、功能安全标准ISO26262等。
车规级芯片的高标准、严要求、长周期，将入行门槛一再拔高，这也直接导致了只有综合能力或垂直整合能力非常强，并有本事将规模优势发挥到极致的芯片企业，才能将车规级芯片纳入生产清单。放眼全球，这样的车规级芯片企业也就恩智浦、英飞凌、西门子等少数几家，僧多粥少，这也是导致汽车芯片供不应求的另一原因。
我国正在努力建立起一个完善的汽车芯片产业创新生态，解决我国汽车行业接下来发展中的短板。国内车企中的比亚迪、上汽以及不少半导体企业已先后入局车规级芯片领域。
用什么材料做封装才能兜住这颗汽车之“芯”
有别于消费电子的芯片封装，设计规格如此之高的车规级芯片，对于封装材料的要求自然很高。需要的材质既可以满足高运算要求又具备高导热、高稳定性等满足车辆应用场景的特点。根据上篇推文的介绍，陶瓷基板正是车载芯片封装的不二之选，可以满足使用工况复杂多变的车辆之需。
具体来说来，车载半导体封装需要用到：
特长：
-
100μm线宽/线间距的高密度走线设计
-
高耐热性能对应内藏式变速器
-
陶瓷的材料特性-高散热性
-
热膨胀率与裸芯片高度匹配，实现封装高可靠性
-
能够对应底部印刷电阻
用途：
-
燃料喷射控制ECU
-
自动变速器控制ECU
-
电子控制动力转向ECU
-
启动装置/发动机统合控制ECU
-
DC-DC转换器
特长：
-
中空气密构造
-
具有优良的机械刚性，热膨胀系数与硅相近，因此与MEMS等器件的应力小
-
陶瓷叠层技术有助于实现小型化、高密度的表面封装
用途：
-
加速度传感器
-
角速度传感器（陀螺仪、横摆角）
-
压力传感器
-
CMOS/CCD图像传感器
展望未来：陶瓷基板能做的更多
推动Chiplet芯粒互联技术发展
伴随先进封装的崛起，摩尔定律的紧箍咒终被击碎，人类得以摆脱单纯依靠提升晶体管密度来提高芯片性能。通过将原来集成于同一系统单晶片中的各个元件分拆，独立为多个具特定功能的Chiplet，分开制造后再透过先进封装技术将彼此互联，最终集成封装为系统晶片组。工欲善其事，必先利其器，如果将集成封装看作一场精妙的“微创手术”，那么芯粒互联的先进封装技术正是那把精确无比的“手术刀”，而陶瓷基板恰是这把“手术刀”的“利刃”。利刃如何出鞘，且听下回分解。
点击蓝字 关注我们
以创新技术助力半导体封装&测试效能升级
成为半导体封测领域的集成方案领跑者
原文始发于微信公众号（ZENFOCUS 泽丰）：陶瓷基板与汽车的不解之缘
长按识别二维码关注公众号，点击下方菜单栏左侧“微信群”，申请加入交流群。
Chinese 
English