芯智驾──集萃产学研企名家观念，全面分析AI芯片、第三代半导体等在轿车“大变形”年代的机会与应战！

　　集微网音讯，IHS Markit、路透等近期纷繁指出，本年上半年，轿车芯片缺少的首要问题在于前道晶圆产能，但“屋漏偏逢连夜雨”，并且芯片的供给链杂乱且环环相扣，后道封装测验也成为当时的另一大应战。

　　毋庸置疑，芯片对轿车制作和技能革新越来越重要，从进步燃油经济性的发动机计算机办理，到当下已是大势的轿车电动化和智能化，以及未来更高等级的主动驾驭，都依赖于芯片。一辆轿车将具有成百上千颗芯片，其间大部分芯片缺一都将影响继续出产，因而2020年末以来的轿车“芯荒”连续至今。依据AutoForecast Solutions的最新数据，到9月12日，全球轿车商场累计减产值达821.5万辆，比前一周添加了约88.8万辆。

　　上星期，轿车制作商齐聚2021德国世界轿车及才智出行博览会（IAA Mobility），这也是自全球疫情迸发以来全球五大A级车展中首个首先举行的大型展会，但芯片供给继续缺少，给本次车展蒙上了一层浓浓的暗影。

　　疫情有所好转之后，各大轿车制作商本想加快康复出产经营，但不曾想，被芯片绑住了四肢。阅历了2021年一大半的困难年月之后，许多轿车制作商关于未来预期仍不达观，车企高管们在IAA Mobility期间泄漏，现在车企因为芯片缺少以及缺少状况何时会好转的不确定性而面临困难。

　　戴姆勒首席执行官Ola Källenius谈到，虽然公司期望芯片供给量在第四季度有所改善，但芯片需求的飙升意味着到2023年，芯片职业或许很难供给满意的芯片。宝马首席执行官Oliver Zipse表明，“供给链将继续严峻至2022年。我估计在未来6到12个月内，供给链缺少现象会继续存在。不过，从长时刻来看，半导体供给链问题仍是有或许处理的。对芯片制作商来说，轿车职业是一个非常具有吸引力的客户。”群众集团首席执行官Herbert Diess称：“运用半导体的产品需求激增或许会导致半导体供给窘境继续。物联网正在开展，产能进步也需求时刻。这或许是未来几个月乃至是几年内都会面临的瓶颈问题。”群众集团担任收购的办理委员会成员Murat Aksel表明，轿车职业需求将半导体产能进步约10%，才干到达合理的供给水平。

　　IHS Markit对此表明，“第三季度轿车出产远景将遭到严峻影响，丢失程度现已超越第二季度。本年早些时候产生火灾事故的瑞萨电子虽然现已康复了出产能力，但或许要到9月底才干出货，因而第三季度的供给状况将会遭到一些影响。”车用芯片晶圆代工大厂台积电也在本年1-6月优化了出产线，这期间轿车芯片的产值同比增长了30%。

　　但短期来看，这关于处理轿车“芯荒”似乎是无济于事，轿车缺芯难解的本质在于，轿车芯片大部分用的8英寸晶圆代工产能继续吃紧。因为8英寸出资报答相对较低，芯片职业在2000年之后开端运用12英寸晶圆，部分8英寸晶圆厂连续关停，总产能在萎缩。因而，虽然轿车职业缺芯非常严峻，但晶圆代工厂对扩建产线并不是很活跃，并且从产能视点来看，建厂导入设备往往需求2~3年时刻，车用芯片很难经过新建产能敏捷进步供给量。格芯近期也表明，本年将其轿车芯片产值至少添加一倍，并再出资60亿美元来扩展全体产能。不过，格芯一同正告，扩产方案要到2023年才会见到效果。

　　轿车芯片前道晶圆产能缓解需求时日，后道封装测验又加重了这一缺少局势，与首要影响轿车MCU的晶圆厂产能约束不同，封装产能约束触及规划更大，影响一切类型的半导体。“封测重地”马来西亚遭到的疫情影响也给半导体供给带来进一步影响。

　　封装是轿车芯片量产上车前的重要一环，它关于芯片的可靠性和功能正变得越来越重要，只要这两者都满意严厉的安全规范，才干前装量产。轿车职业首要着重的是安全，因而非常垂青零失效规范、零缺点办理，关于封装内的芯片和封装本身都是如此。业内人士指出，“乘数效应”是轿车半导体可靠性的一大应战，组件等级每百万分之一的失功率就会导致车辆1％的故障率，为了取得最高的可靠性，因而需求零缺点，封装在完成轿车运用的零缺点、安全性方面发挥着重要作用。

　　轿车芯片依照运用范畴不同，根本包含当下半导体一切的封装方式，包含TO（传统的打线封装）、TSSOP（薄小外形封装）、QFN（四方无引脚扁平封装）、QFP（四方引脚扁平式封装）、BGA（球栅阵列式封装）和LGA（触点阵列封装）等, 也触及eWLB（扇出型晶圆级封装）、 CSP（芯片尺度级封装）、PiP（堆叠封装）、PoP（层叠封装）和fcBGA（倒装芯片封装）等。 互联工艺首要包含Wire bonding（压焊）, 也触及Flip-chip（倒装芯片）和欧姆重布线互联等。

　　当下，跟着AI和智能驾驭，域控制器的导入，对芯片和封装的要求越来越高，后续模块化的封装型式越来越多。长电科技轿车电子事业部总经理郑刚对集微网表明，“向高度集成的WLP（晶片级封装）、SiP（体系级封装）、AiP（体系级封装）、fcBGA和 Smart IPM等开展的趋势也将对封装工艺、结构和可靠性提出很大应战。”

　　全体而言，轿车芯片和消费电子的封装有相似之处，在层压基板和引线封装方面，二者工艺流程相似，当然也存在差异，这一差异在必定程度上加重了轿车芯片的封装产能紧缺。郑刚指出：“轿车芯片和消费电子芯片的首要差异在于晶圆和硅节点技能，轿车芯片根本上用的都是老练工艺，以8英寸晶圆和12英寸的40nm及以上为主，当然12英寸的28nm、14nm和7nm在车载SoC上也逐渐导入。一同，轿车芯片还要经过车规AEC Q100和AEC Q201等车规验证，对资料的挑选以及产品的出产测验与认证经过也有更严厉的要求。此外，之前晶圆厂根本都在扩产12英寸晶圆，但这对轿车芯片的扩产协助不大。”

　　电气化、网联化和智能化驱动轿车搭载的芯片越来越多，轿车芯片封装也成为封装范畴开展最快的商场之一。当然，这不仅仅是更多的芯片罢了，更多的芯片有必要正常作业，而封装是其间的要害组成部分。

　　另一方面，轿车制作商也开端拥抱立异的封装方式，这些先进封装能够支撑更高的集成度和更低的寄生效应，协助车企在竞赛越来越大的商场里完成本身的差异化。奥迪就曾说过，半导体的一切差异化都将会是封装，经过减缩全体尺度，有了更好的散热和更低的电损耗，封装就可被用于将功能进步到更高的水平。

　　那么，轿车芯片的封装能否向先进封装转化，以处理当时这一困局？对此，郑刚以为，轿车芯片因为主动和辅佐驾驭等技能驱动，现已渐渐向先进封装挨近，但这是彻底不同的运用，并且还缺乏以处理现在老练工艺产能缺乏带来的窘境。为协作新的技能需求，则需求更多的老练半导体车载产品来协作。而这在另一方面又加重了现在遍及存在的产能缺乏的问题。

　　谈到轿车芯片封装面临的本质困难和应战，郑刚指出，轿车芯片相对消费电子芯片来讲量小品种多，其会导致产线的有用利用率或有用出产功率下降。现在，集成电路制作工业资源分配也因为疫情而催生和影响的运用商场改变而产生了此消彼涨的现象，尽量有用会集量产以进步产线的利用率则是较为可行的短期处理方案之一。长电科技一直在活跃的与工业链协作伙伴一同来一同讨论最佳的途径，在满意商场短期需求的一同，促进整个工业链久远，健康的开展。

　　久远来看，轿车搭载半导体价值量的添加，轿车电子等集成电路运用商场正面临着史无前例的机会和应战，轿车智能化的开展也给芯片制品制作职业带来很大的机会。例如，面临轿车智能化这各商场机会，长电科技本年建立轿车电子事业部，继续进步内部车规产品体系整合和体系完善，一同与业务部门一同与车载主机厂和芯片厂严密协作，促进集成电路制品制作上下游企业一同进步。

　　但论及当下也不乏应战，随同需求的激增，封装产能也需求扩展。但是，封装厂赢利仅仅是晶圆厂赢利几分之一，所以封装厂在添加产能方面有更多的犹疑。封装设备也存在缺少，因为制作设备所用半导体的缺少，一些设备的交期添加到40周，并且提价遍及，这使一些中小规划的厂商境况更为堪忧。（校正/Jimmy）

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