車規級芯片封裝技術的詳解

談思實驗室 2024-04-27 18:19

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車規級半導體，又俗稱的“汽車芯片”，它是一種用于車體控制裝置，車載監測裝置以及車載電子控制裝置等領域的半導體，其主要分布在車體控制模塊，車載信息娛樂系統等領域、動力傳動綜合控制系統，主動安全系統和高級輔助駕駛系統，其中半導體比傳統燃油車更多用于新能源汽車，增加電動機控制系統和電池管理系統的應用場景。

按功能種類劃分，車規級半導體大致可分為主控/計算類芯片（MCU、CPU、FPGA、ASIC和AI芯片等）、功率半導體（IGBT和MOSFET）、傳感器（CIS、加速傳感器等）、無線通信及車載接口類芯片、車用存儲器等。

如果按照汽車不同控制層級來看，汽車的智能化、網聯化帶來的新型器件需求主要在感知層和決策層，包括攝像頭、雷達、IMU/GPS、V2X、ECU等，直接拉動各類傳感器芯片和計算芯片的增長。汽車電動化對執行層中動力、制動、轉向、變速等系統的影響更為直接，其對功率半導體、執行器的需求相比傳統燃油車增長明顯。

汽車芯片的市場規模

手機領域的蓬勃發展是過去十年半導體產業快速增長的主要推動力，汽車電子化和智能化有望成為半導體行業新增長級，產業變革下一定會催生新的科技廠商和行業主導者。未來汽車將像手機，電腦一樣成為半導體行業整體增長的第一推動力，以更先進的自動駕駛為主，智能座艙，車載以太網絡及車載信息系統將孕育對半導體的新需求。

新能源汽車搭載芯片數量約為傳統燃油車的 1.5 倍，預計 2028 年單車半導體含量相比 2021 年翻一番。自動駕駛級別越高對傳感器芯片數量要求越多，L3 級別自動駕駛平均搭載 8 個傳感器芯片，而 L5 級別自動駕駛所需傳感器芯片數量提升至 20 個。

同一輛汽車需要加工和存儲的信息量與自動駕駛技術成熟度呈正相關關系，從而進一步提高控制類芯片及存儲類芯片搭載數量。據統計至2022年，新能源汽車車均芯片搭載量約1459個，而傳統燃油車搭載芯片數量為934個。Strategy Analytics 預計每輛車的平均硅含量將從 2021 年 530 美元/車翻一番，到 2028 年超過 1000美元，而高端制造汽車的硅含量可能超過 3000 美元。

車規級芯片與傳統汽車相比較，它是一種適合汽車電子元器件規格規范的半導體芯片，智能汽車數據量大增，對高性能芯片的需求大幅提升。根據Omdia統計，2019年全球車規級半導體市場規模約412億美元，預計2025年將達到804億美元；2019年中國車規級半導體市場規模約112億美元，占全球市場比重約27.2%，預計2025年將達到216億美元。