據(jù)研究公司Strategy Analytics的研究,全球汽車電子市場(chǎng)總值到2017年預(yù)計(jì)將達(dá)2,400億美元。用于動(dòng)力系統(tǒng)、照明及車身電子的創(chuàng)新集成電路(IC)正在幫助汽車制造商降低他們所產(chǎn)汽車的排放等級(jí)、提升燃油經(jīng)濟(jì)性及增加安全性。
圖1,1950年至2020年歐洲汽車電子成分增長態(tài)勢(shì) (資料來源:Frost & Sullivan)。
近年來,平均每輛汽車中所使用的電子元器件的數(shù)量已經(jīng)大幅上升,并將以接近指數(shù)速率繼續(xù)增長(如圖1所示)。而隨著電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車的增多,使用的電流變得更大,這就要求更高的汽車電子成分。此外,線控(x-by-wire)技術(shù)(替代眾多機(jī)械式控制聯(lián)動(dòng)裝置)的出現(xiàn)也有明顯效果。因此,越來越需要更緊湊及高性能的半導(dǎo)體器件為這些復(fù)雜電子硬件供電,提供更高能效等級(jí)并延長電池使用時(shí)間,同時(shí)占用更少空間。雖然半導(dǎo)體工藝技術(shù)持續(xù)緊密遵從摩爾定律,支持越來越小的IC裸片幾何尺寸,但要使包裹裸片的封裝與此進(jìn)展保持同步,就必須克服大得多的技術(shù)挑戰(zhàn)。
除了功率IC要能夠處理大電流及具備強(qiáng)開關(guān)能力,還需要其他重要進(jìn)展使它們使用的封裝技術(shù)能夠應(yīng)對(duì)確保足夠散熱及強(qiáng)固性,同時(shí)維持總體性價(jià)比等顧慮。為了減少這些器件占用的電路板面積,必須將大量的工程設(shè)計(jì)投注在一些問題上,如減小互連阻抗,限制引線電感,同時(shí)還提供充足的散熱管理,從而確保這些器件的長期可靠性。
汽車設(shè)計(jì)中使用的所有元器件都必須提供長使用壽命和極高可靠性,因?yàn)檫@些元器件的任何故障都可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。召回成千上萬輛車某特定車型的代價(jià)對(duì)于制造商而言極為高昂,而且在更壞情況下可能嚴(yán)重影響品牌形象。因某種由于封裝設(shè)計(jì)太差而不能處理指定任務(wù)的相對(duì)較便宜的功率IC而必須召回汽車的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)在太高。