新能源汽車(chē)主控芯片（SoC）封裝技術(shù)

一、新能源汽車(chē)主控芯片（SoC）封裝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

新能源汽車(chē)的快速發(fā)展推動(dòng)了主控芯片（SoC）封裝技術(shù)的不斷進(jìn)步。車(chē)規(guī)級(jí)半導(dǎo)體廣泛應(yīng)用于汽車(chē)的各個(gè)功能模塊，包括車(chē)體控制、車(chē)載信息娛樂(lè)、動(dòng)力傳動(dòng)等系統(tǒng)。隨著汽車(chē)智能化和電動(dòng)化的推進(jìn)，對(duì)高性能芯片的需求大幅提升。 目前，新能源汽車(chē)搭載的芯片數(shù)量約為傳統(tǒng)燃油車(chē)的1.5倍，預(yù)計(jì)到2028年單車(chē)半導(dǎo)體含量將相比2021年翻一番。自動(dòng)駕駛級(jí)別越高，對(duì)傳感器芯片數(shù)量的要求也越多，這進(jìn)一步提高了對(duì)控制類(lèi)芯片及存儲(chǔ)類(lèi)芯片的搭載數(shù)量。 在封裝技術(shù)方面，車(chē)規(guī)級(jí)芯片需要適應(yīng)汽車(chē)復(fù)雜的工作環(huán)境和嚴(yán)格的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，其封裝技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，以滿(mǎn)足新能源汽車(chē)對(duì)高性能、高可靠性和低功耗的要求。

二、主流新能源汽車(chē)主控芯片（SoC）封裝技術(shù)對(duì)比

目前主流的新能源汽車(chē)主控芯片（SoC）封裝技術(shù)在性能、成本、可靠性等方面存在一定的差異。 例如，某些封裝技術(shù)可能在提高芯片性能的同時(shí)，成本也相對(duì)較高；而另一些封裝技術(shù)則在保證一定性能的基礎(chǔ)上，更注重成本控制和可靠性。 然而，具體的對(duì)比情況需要根據(jù)不同的芯片廠(chǎng)商和產(chǎn)品型號(hào)來(lái)詳細(xì)分析，因?yàn)椴煌姆庋b技術(shù)在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中可能會(huì)表現(xiàn)出不同的優(yōu)勢(shì)。

三、新能源汽車(chē)主控芯片（SoC）封裝技術(shù)的創(chuàng)新方向

1. 智能化駕駛系統(tǒng)

• 自動(dòng)駕駛技術(shù)：隨著人工智能和傳感器技術(shù)的進(jìn)步，封裝技術(shù)需要支持更強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)算法和高精度傳感器數(shù)據(jù)處理，以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自主感知、決策和操作。

• 人機(jī)交互系統(tǒng)：為了開(kāi)發(fā)更智能的人機(jī)交互系統(tǒng)，如語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)控制等，封裝技術(shù)要滿(mǎn)足更高的數(shù)據(jù)傳輸速度和更低的延遲要求。

2. 電動(dòng)化及能源管理

• 高效能源管理系統(tǒng)：隨著電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的增長(zhǎng)，封裝技術(shù)要有助于開(kāi)發(fā)更智能、高效的能源管理系統(tǒng)，提高電池使用壽命、續(xù)航里程和充電效率。

• 高性能功率模塊：為滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)對(duì)功率密度和效率的需求，封裝技術(shù)需支持集成更高性能的功率模塊。

3. 網(wǎng)絡(luò)連接與智能交通

• 車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：在車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，封裝技術(shù)要實(shí)現(xiàn)車(chē)輛之間的信息共享、實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)和智能交通管理，提高交通效率和安全性。

• 5G通信技術(shù)：隨著5G技術(shù)的普及，封裝技術(shù)要加大對(duì)5G通信技術(shù)的研發(fā)投入，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間更快速、更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。

4. 環(huán)境感知與智能感知

• 智能傳感器技術(shù)：未來(lái)封裝技術(shù)將著重發(fā)展環(huán)境感知和智能感知技術(shù)，包括雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器模塊，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛對(duì)周?chē)h(huán)境的高精度感知和識(shí)別。

• 數(shù)據(jù)融合與處理：通過(guò)將不同傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理和分析，封裝技術(shù)要為更全面、準(zhǔn)確的環(huán)境感知提供支持。

• 
  

四、新能源汽車(chē)主控芯片（SoC）封裝技術(shù)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)

1. TSV挑戰(zhàn)

• TSV是2.5D和3D封裝的關(guān)鍵部分，具有極小的臨界尺寸、高縱橫比和精細(xì)螺距。

• TSV工藝復(fù)雜，需要精確控制蝕刻、沉積、填充和化學(xué)機(jī)械平坦化等多個(gè)關(guān)鍵工藝步驟。

• 隨著對(duì)更薄硅芯片的需求，控制TSV的尺寸、縱橫比、關(guān)鍵尺寸、側(cè)壁輪廓和深度等參數(shù)，以及檢測(cè)和解決隱藏缺陷，對(duì)于保持高成品率至關(guān)重要。

2. 微凸塊挑戰(zhàn)

• 微凸塊是提供AI封裝內(nèi)不同組件之間互連的關(guān)鍵元素，包括連接HBM堆棧內(nèi)的DRAM層和邏輯緩沖器芯片，以及將3D內(nèi)存堆棧和GPU連接到中介層。

• 微凸塊的收縮需要保持凸塊電鍍的均勻性，測(cè)量用于構(gòu)造凸塊的每個(gè)金屬膜的單獨(dú)厚度也很重要，金屬的選擇及其厚度對(duì)器件性能和可靠性有重要影響。

• 微凸塊存在殘留物、裂紋、空隙、損壞或移位等潛在缺陷，這些缺陷可能會(huì)逐漸影響設(shè)備的可靠性。

3. AICS挑戰(zhàn)

• 隨著I/O密度的增加，單個(gè)組件直接與印刷電路板配合的能力成為問(wèn)題，AICS充當(dāng)軟件包各個(gè)組件之間的橋梁。

• 隨著RDL層數(shù)的增加，重疊錯(cuò)誤的可能性增加，需要更小的RDL著陸墊，準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)于生成最佳對(duì)準(zhǔn)解決方案至關(guān)重要。

• 隨著AICS封裝尺寸的增加，良率挑戰(zhàn)變得更加嚴(yán)重，單個(gè)有缺陷的封裝故障會(huì)導(dǎo)致較大的良率損失。

五、

• 汽車(chē)芯片的分類(lèi)：車(chē)規(guī)級(jí)半導(dǎo)體大致可分為主控/計(jì)算類(lèi)芯片（如MCU、CPU、FPGA、ASIC和AI芯片等）、功率半導(dǎo)體（如IGBT和MOSFET）、傳感器（如CIS、加速傳感器等）、無(wú)線(xiàn)通信及車(chē)載接口類(lèi)芯片、車(chē)用存儲(chǔ)器等。不同類(lèi)型的芯片在汽車(chē)的不同系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。

• 汽車(chē)芯片的市場(chǎng)規(guī)模：手機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展曾是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力，而汽車(chē)電子化和智能化有望成為新的增長(zhǎng)級(jí)。未來(lái)汽車(chē)有望成為半導(dǎo)體行業(yè)的首要增長(zhǎng)動(dòng)力，自動(dòng)駕駛、智能座艙等領(lǐng)域?qū)⒃杏龑?duì)半導(dǎo)體的新需求。新能源汽車(chē)搭載的芯片數(shù)量多于傳統(tǒng)燃油車(chē)，且單車(chē)半導(dǎo)體含量預(yù)計(jì)將大幅增長(zhǎng)。

• 汽車(chē)芯片的發(fā)展概述：汽車(chē)半導(dǎo)體在汽車(chē)各個(gè)功能模塊中廣泛應(yīng)用，包括車(chē)身、儀表/信息娛樂(lè)系統(tǒng)、底盤(pán)/安全、動(dòng)力總成和駕駛輔助系統(tǒng)等。車(chē)內(nèi)負(fù)責(zé)計(jì)算和控制的芯片主要分為功能芯片（MCU）和主控芯片（SoC），目前在整個(gè)汽車(chē)半導(dǎo)體中的市場(chǎng)占比約為30%。在商業(yè)模式方面，傳統(tǒng)汽車(chē)電子商業(yè)生態(tài)平衡正在被打破，新的商業(yè)模式正在重塑。功能芯片持續(xù)鞏固汽車(chē)控制性能和安全，而主控芯片成為汽車(chē)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。

• 智能座艙SoC芯片的變革：汽車(chē)座艙智能化提升，SoC取代MCU成為座艙核心控制芯片。座艙智能化前期以及電子化時(shí)代，汽車(chē)座艙芯片市場(chǎng)由幾家傳統(tǒng)汽車(chē)電子廠(chǎng)商主導(dǎo)。高通智能座艙芯片平臺(tái)憑借性能和生態(tài)優(yōu)勢(shì)在市場(chǎng)中表現(xiàn)出色。消費(fèi)電子芯片公司紛紛入局汽車(chē)芯片領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)也有多家本土座艙芯片廠(chǎng)商，但處于起步階段，發(fā)展空間廣闊。大眾汽車(chē)集團(tuán)宣布投資地平線(xiàn)并展開(kāi)合作。

IGBT 模塊芯片封裝清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿(mǎn)足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類(lèi)。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹(shù)脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹(shù)脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿(mǎn)足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠(chǎng)商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。