长电科技CEO郑力：车载芯片缺货凸显三大挑战 新型封装适应多元化应用需求

(电子发烧友网报道   文/ 章鹰)  3月17日下午，在SEMICON China的主题峰会上，对于汽车业缺芯，车载芯片的痛点如何解决？长电科技首席执行长、董事郑力发表了主题演讲《车载芯片成品制造的挑战与机遇》。

全球半导体领域，每隔三五年都会发生芯片产能短缺的现象。为什么这次引起国内如此高的重视？国内企业以往很羡慕外资企业，说他们缺少产能，我们是缺少订单。
 

图：长电科技首席执行长、董事郑力

今年，不少国内公司到了不缺订单，缺少产能的状态。缺少产能是集成电路领域一个景气的现象，另外一个现象是这次不同的是，汽车整车厂商缺少芯片。周子学说第一次汽车缺芯发生在1999年，到今年2-3月份，汽车厂商芯片对全球汽车产业的复苏和增长带来了巨大影响。
 

我们从制造的角度，从前道IC设计、封测来看一下这个过程看到现象背后的问题来。1885年，汽车在美国被卡尔发明的时候，是没有一颗汽车电子元器件的，到了今天，一辆汽车上几大系统连接的大量芯片。刚刚大众汽车集团（中国）执行副总裁兼董事、研发部负责人Thomas Manfred Müller（穆拓睿博士）说，一辆车上芯片的价值超过上千美元。汽车制造业、 集成电路业制造业紧密到了一起地步。
 

汽车制造中，是否智能化越多，芯片越多，安全性越高？答案是否定的，全世界每年死于车祸的人数935万人。汽车产业对于芯片的可靠性和安全性要求比较高。这要求对芯片的成品制造，特别是后道工序去测试，去发现。最后的封装制造对于达成高质量芯片至关重要。大众汽车集团（中国）执行副总裁兼董事、研发部负责人Thomas Manfred Müller（穆拓睿博士）表示，80%的汽车创新来自芯片，郑力认为是90%的汽车创新来自芯片，因为软件定义汽车，软件也要基于芯片进行运行。芯片和芯片制造值得业内深度关注。

 

郑力指出，全球做汽车芯片的外包制造市场，全球市场规模是40亿多美金，仅仅占据后道封装测试市场的10%。芯片的封装测试，即汽车芯片的成品制造。在车载芯片到了芯片制造的最终环节，涵盖芯片制造的各种形式。据权威行业预测，全球汽车车载汽车芯片的成长要超过17%，未来5年，整个汽车芯片市场将实现持续增长，主要动力来自新能源汽车增长（20.4%），无人驾驶需求（16.6%）和车载娱乐（7.1%）需求的显著增长。
 

反思近期的车厂“缺芯”，郑力分析三大原因：一是市场需求与供给的不平衡是造车汽车缺芯的一个重要原因。去年汽车整车厂对上游供应链厂商提示，市场需求下降，原来预备的产能要有所考虑，到了去年下半年，乃至年底，汽车需求呈现V型的成长，这是缺芯的原因。
 

第二大原因，汽车芯片的复杂度，对它的应用的性能要求越来越多，车载芯片成品制造产业面临的挑战，比如车载信息娱乐芯片成品制造的挑战来自于高频应用、高度集成化、以及压低成本的消费电子属性。车载领域含有四大类芯片，一类与ADAS相关的处理器，与射频关系紧密，需要的制造和的工艺和封装的形式不一样。第二类是车载娱乐系统，它对芯片的高性能计算需求高，它还需要和5G、车联网需求链接，它对封装、对芯片产品的形式要求不同；第三是车载传感器，车载芯片一半需求来自传感器，对制造和封装要求不同；第四是新能源动力驱动系统，那么主要是对电源的控制和动力驱动，主要是IGBT。
 

 

从封装角度，ADAS领域需要采用毫米波雷达，考虑将射频元器件和控制芯片装在一起，扇出型晶圆级封装技术的高可靠性能适用于ADAS毫米波雷达，AiP封装。对比车上倒车的超声波雷达，现在车上都要求装多个超声波雷达，要求成本要降低，所以现在用SOP的封装会越来越多。

 

 

 

QFP与BGA成为车载MCU的主流封装，特别是车载32位MCU越来越多使用这些封装形式；车规级倒装产品走向大规模量产；系统级封装（SiP）提供高密度和高灵活性适用于ADAS、车载娱乐、传感器融合等应用；扇出型晶圆级封装技术的高可靠性能适用于ADAS毫米波雷达、RFFE、AiP等；DBC / DBA 逐渐成为功率半导体封装主角。

比如车载功率半导体领域，IGBT的封装并不难，但是对于第三代半导体碳化硅应用于车载，它对于封装的形式和材料要求就比较严格。吴汉明院士讲到，往前面在芯片在向前发展，不仅仅是一个线宽、线距和尺寸的问题，材料科学的研究就变得越来越重要。

第三、半导体芯片涨价，来源于上有材料涨价导致的成本上升。比如今年以来金价、银价、铜价的涨幅较快，要求封装厂去考虑材料创新加快。比如车载QFN，原来基本上在车厂都是用用金线做好。由于金的价格涨得太厉害，现在车厂慢慢也接受用铜线来做，但是铜线比较硬，它的间隔性比金线肯定是要差的。

新能源汽车碳化硅的芯片，它对物理性能、散热性要求非常高，这里边又把封装行业十几年前以陶瓷基板为主的这样的一种技术形式，又慢慢的捡回来，现在受到车厂非常大的关注。

技术、制程、质量、意识是车载芯片成品制造的四大关键要素，郑力强调，车载与消费类芯片成品制造流程大不相同，创新车载芯片成品制造重在工程质控管理经验和协同设计流程的制定。

展台亮点：

• 汽车电子：应用于无人驾驶技术中的 fcCSP 和 FOWLP 技术 、应用于新能源汽车中的 QFN/FC 和 QFN/DFN 技术和应用于车载娱乐的 QFN/DFN 和 fcBGA 技术。
• 5G：针对基带芯片的 SiP、FOWLP 技术、应用于射频芯片的 SiP 和 fcCSP 技术以及应用于通信基础设施的 fcBGA 和 HD FOWLP 技术。
• 高性能运算：主要应用于人工智能芯片以及区块链中的 fcCSP 和 fcBGA 技术，展现长电科技以先进封装技术为高端应用提供的出色性能支持。
• 高端存储：重点展示应用于闪存的多芯片堆叠FBGA 和 SiP 技术和应用于移动存储器（Flash+DRAM）的 eMCP 和 uMCP 技术。

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