推动汽车行业创新的四个主要趋势

目前四个推动汽车行业创新的主要趋势：电动化，自主驾驶，连接性和舒适性。出于环境考虑，政府希望通过推广电动汽车和开发清洁能源消耗来减少二氧化碳（CO2）的排放水平。虽然安全性一直是现代汽车的主要因素，但随着自动驾驶汽车的扩大，已经投入大量资金来开发更安全的汽车。借助汽车和机器人车辆中的先进驾驶辅助系统（ADAS），乘客的舒适性和娱乐性也成为舱内选择的一个“必备”因素。

今天，汽车行业越来越关注半导体行业，对未来几年的期望越来越高。汽车行业的收入为2.3万亿美元，未来五年的复合年增长率（CAGR）为+ 2.7％。汽车电子产品的收入为1420亿美元，复合年增长率为+ 7％。自90年代以来，汽车中的电子产品数量增加了2.5倍。在最终产品中采用更多电子元件的推动下，面向汽车应用的半导体行业正在蓬勃发展。

虽然与消费市场相比，汽车市场的变化惯性更大，但先进的封装技术将越来越重要。因此，汽车电子半导体组件的封装市场预计将从2017年的37亿美元增长到2023年的近70亿美元。此外，法规和资格要求对该行业也越来越具体。为了满足需求并降低生产成本，原始设备制造商（OEM）和一级供应商已经开始从外包半导体中更多分包给装配和测试（OSATS）公司。

一方面，封装需要简单，可靠和实惠。另一方面，一些模块包括更多更高级别的芯片需要整合和更高的附加值。由于这些不同的要求，OSATS有机会满足这些需求。由于OSATS的制造，这已成为可能，技术越来越复杂，从而使它们能够处理更高级别的复杂性。在短短几年内，OSATS在汽车封装领域的市场份额不断增长，2017年达到38％。随着ADAS汽车和机器人车辆的安全性和舒适性越来越高，传感器的数量从2017年到2023年的年复合增长率为21％。到2025年，摄像机，光探测和测距（LIDAR）和雷达传感器将装备所有高端汽车和大部分中档车。随着用于安全应用的敏感传感器的增强，芯片性能需要是最佳的。为了满足这些严格的要求，芯片封装需要不断发展。例如，对于CMOS图像传感器（CIS），有两种类型的设置，一些用有机材料包装而另一些用陶瓷材料包装。由于每辆车中相机传感器数量显着增加，因此这两种类型的封装都将增长。雷达传感器最初封装在引线键合封装中。现在，他们正在慢慢转变。

由于采用了唇形芯片技术，每个封装都集成了更多芯片，从而实现扇出（FO）设计。对于更大的系统，例如多芯片和晶圆级芯片级封装（WLCSP），目标是降低成本。

要进入汽车市场，组件必须通过资格测试，具体取决于与其应用相关的等级。汽车电子委员会（AEC）的每个等级仅提供设备或系统在其操作条件下必须承受的参考。有些封装技术已经符合汽车标准，但对于最具侵略性的等级，预计会有一些改进。可靠性和耐高温性是关键。为了获得新封装的质量控制，质量检查比其他行业更长，更苛刻。

为汽车行业的传感器投资新型封装是一种价值观。通过整合汽车中的信息娱乐和娱乐应用，消费市场的技术正在适应汽车市场。事实上，自动驾驶汽车正在成为智能手机或智能家居的延伸。通过使消费产品适应汽车世界，他们的封装技术需要有资格用于车辆中，帮助OSATS和集成设备制造商（IDM）缩短开发时间 - 如果需要最少的修改或不需要修改。

在驾驶舱安全的驱动下，驾驶舱内实施了越来越多的设备，也可用于信息娱乐和娱乐。手势和语音识别是与中央集群和车载系统交互的下一种方式。摄像机可用于驾驶员监控，也可用于手势识别和人机交互。这些系统将使用人工智能（AI），并需要强大的处理硬件。这些新的应用将利用ADAS计算平台来进行自动驾驶所需要的实时计算。封装这些新系统也是一项挑战。今天，这些先进芯片没有汽车标准，因此大多数原始设备制造商都使用来自Nvidia，Renesas或Kalray的昂贵而强大的芯片。这些平台使用当前封装在具有堆叠存储器的插入器上的图形处理单元（GPU），并且尚未针对汽车市场进行优化。

继更多的选择之后，功率转换应用是汽车封装创新的最强驱动力，复合年增长率为18％。在谈论电源转换时，主要问题之一是热管理。为了提供更好的冷却解决方案而不扩大占地面积，必须实施改进的封装技术。采用双面冷却，卡式模块，铜夹，以及采用四方扁平无引线（QFN）封装的侧面到侧面芯片，集成度越来越高，需要更好地管理热功耗。为了实现更好的热管理，必须使用新型散热材料。因此，业界正在寻找无陶瓷基板解决方案作为有机基板材料的替代品。今年，特斯拉成为第一家整合碳化硅（SiC）电源模块的先机汽车制造商。这个新模块由意法半导体制造，多个模块集成在新的特斯拉模型3中。每个模块包含两个带有创新芯片连接解决方案的SiC MOSFET，并通过铜夹直接连接到端子上，然后通过铜基板散热。
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