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驱动汽车互联化、自动化、更环保的封装趋势

关键词:电子元件封装 激光雷达 汽车电子

时间:2022-09-01 14:14:26      来源:ASE日月光微信公众号

为了确保驾驶安全,传感器的运用非常重要,林处长以汽车传感器中的胎压传感器和安全气囊传感器为例指出,胎压传感器采用Film Assist Mold制程,即在封装的时候压模,模子直接压在芯片上,为了避免如芯片崩裂(Die Crack)等问题,结构的设计非常重要,例如侧面上锡工艺(Wettable Flank)的QFN封装结构,可以达到很好的良率要求。

至2025年,整车市场的年复合增长率将达到7%,而车用半导体的销售额将达到900亿美金,是市场增长率的2.7倍,汽车的电子化与电动化是推动这一发展的主驱动力。在中国集成电路设计创新大会暨IC应用博览会(ICDIA 2022)高峰论坛上,日月光中坜厂工程整合处处长林少羽分享车用电子元件封装解决方案及未来发展趋势。

林处长表示,汽车设计朝向更安全、更节能及更舒适的方向发展,汽车电子化说明汽车的整体设计架构从传统的ECU分离式控制向集中式高效处理器演进,这些高效处理器需搭配更多其他的芯片,如内存等。电动化不只是电池技术的迭代引进,车用半导体在电动化所着力的是如何更有效率地控制电源,如何快速地达到充电效率,同时推动化合物半导体的成长,如碳化器等。

激光雷达(Lidar)与雷达(Radar)

自驾AI不断进化,Level 5全自动驾驶未来可期,大部分车厂认为冗余(Redundancy)是实现level 5全自动驾驶不可或缺的一环,而冗余主要指激光雷达和雷达系统。激光雷达和雷达在相同的技术迭代下,雷达成本是激光雷达的五分之一至十分之一,激光雷达的成本仍然远高于雷达系统。利用深度学习与人工智能的方式比对激光雷达与雷达,将雷达输入映射到激光雷达输出端,实现低成本雷达来达成Level 5的里程碑。在部分模型里通过将雷达传感器和激光雷达传感器放在同一车辆上监测同一环境收集数据证明,部分的激光雷达系统是可以被低成本的雷达系统所取代,这也是未来汽车设计的重要发展趋势之一。

先进封装在汽车领域的应用

过去,汽车半导体倾向使用成熟的传统打线封装制程以达到安全第一的目标,但是近几年行业发展取得重大突破,尤其在最新的辅助驾驶技术及功率半导体元件方面,最新形态的封装方式在车用领域的应用正飞速发展。例如,针对功率半导体所提供的嵌入式封装Embedded、针对雷达使用的扇出型封装Fan Out、针对处理器开发的覆晶封装Flip Chip BGA,未来将发展至2.5D/3D IC封装,或更高集成度的系统级封装SiP以及功率模块,这些新形态的封装在车用半导体里将占有越来越重要的地位。

封装在ADAS的应用

在自动驾驶及辅助驾驶系统中必须以无尘式等级标准控制影像传感器封装,目前Flip Chip BGA与Flip Chip CSP可针对影像或讯号处理做快速的计算。未来这2种封装的主要挑战在于,当线路设计越来越细、集成的基板从15*15微米逐渐缩小至5*5微米时,Flip Chip BGA与Flip Chip CSP容易出现失效问题,需改善材料及制程来达到零缺陷的目的。此外,针对ADAS设计,激光雷达必须有很好的设计系统,需要光学实验室做前期的模拟,日月光配备非常完整的光学模拟实验室提供此类服务。

智能视觉传感简化ADAS设计

为了确保驾驶安全,传感器的运用非常重要,林处长以汽车传感器中的胎压传感器和安全气囊传感器为例指出,胎压传感器采用Film Assist Mold制程,即在封装的时候压模,模子直接压在芯片上,为了避免如芯片崩裂(Die Crack)等问题,结构的设计非常重要,例如侧面上锡工艺(Wettable Flank)的QFN封装结构,可以达到很好的良率要求。


高品质确保驾驶安全

智能驾舱中mmWave的应用

在智能座舱技术中,可使用毫米波雷达实现车内多种智能感应,其中手势检测作为新的交互方式只需挥挥手即可控制车内的温度、照明及开关窗户等。手势雷达可根据客户对精度的要求分为2种形态,一种是Two Piece(PoP),另一种是One Piece形态。PoP可达到更高的精度,可应用于转换娱乐系统、侦测驾驶员的行为等。

日月光在车用电子封装领域的优势

日月光在车用半导体方面提供所有应用的解决方案,封装形态涵盖SiC、系统级封装SiP及高度客制化的传感器及功率模块。汽车设计与封装技术更加紧密结合,朝向更互连、更自动、更智能的方向发展,日月光拥有超过35年的车用IC封装与模块制造领域的经验,与集团中环旭电子共同提供从晶圆到模块的一站式制造服务,为客户提供最大的弹性设计和技术支持。

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