在汽車電子市場不能不談到全球頂尖汽車電子芯片廠商——英飛凌，產(chǎn)品線涵蓋傳感器，微處理器和執(zhí)行器。英飛凌功率器件全球市場份額連續(xù)11年第一。全球每部新車?yán)锍^1/2的負(fù)載由英飛凌汽車功率器件推動。英飛凌是全球最大的IGBT模塊供應(yīng)商。全球出產(chǎn)的新車中，50%采用英飛凌32位單片機(jī)。

　　據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)Strategic AnalyTIcs 報(bào)告，2012年英飛凌汽車電子在亞太地區(qū)以538M美元的銷售額（市場份額9.4%）穩(wěn)居亞太市場占有率第一。除掉車載信息娛樂系統(tǒng)市場，英飛凌市場占有率為12.2%，排名第二第三的廠家市場份額分別為10.8%和9.2%。

　　然而，您對整個汽車電子主要器件及市場真的了解并把握最新機(jī)會了嗎？電子發(fā)燒友網(wǎng)再與您深入探討。

2010-2020全球HEV/EV市場需求趨勢

　　汽車改變功率器件技術(shù)及市場

　　變化激烈的替代能源市場讓過去一直十分穩(wěn)定的功率電子業(yè)務(wù)領(lǐng)域產(chǎn)生了動蕩?；旌蟿恿嚕℉EV）與純電動汽車（EV）的巨大潛在市場規(guī)?；蛟S也會為該領(lǐng)域帶來進(jìn)一步的變化，原因是HEV及EV需要能夠處理更大功率和更高熱量的技術(shù)。其潛在市場規(guī)模吸引力了擁有各種業(yè)務(wù)模式的新進(jìn)企業(yè)，因此將會出現(xiàn)更多的新技術(shù)，成本估計(jì)也會降低。

　　功率模塊的封裝市場規(guī)模目前約為8億美元，今后還會穩(wěn)步增長。目前功率器件市場的規(guī)模為29億美元，預(yù)計(jì)今后5年內(nèi)會增長至42億美元。高功率半導(dǎo)體此前一直是以4～6％的年增長率穩(wěn)定增長的市場，但是，2012年的銷售額降到了原來的20～25％。其原因包括，中國的風(fēng)力發(fā)電與電氣化列車方面的需求急劇縮小、世界各國的光伏發(fā)電政府鼓勵政策停止以及經(jīng)濟(jì)低迷導(dǎo)致工廠投資減少等。高功率半導(dǎo)體銷售額下滑是由多種偶然的不利因素造成的，因此今后還會重新回到年增長率4～6％的穩(wěn)步增長軌道。

　　由于HEV和EV用產(chǎn)品在該市場所占的比例還會增加，今后該市場或許會發(fā)生巨大變化。HEV及EV用功率模塊的銷售額將在2020年之前達(dá)到25億美元，占到市場的約一半，該用途的出貨量將首次與消費(fèi)類產(chǎn)品用途平分秋色。對于現(xiàn)有的半導(dǎo)體供應(yīng)商和組裝企業(yè)而言，面向汽車用途的業(yè)務(wù)也許會變得更具吸引力。

　　HEV及EV市場將對功率電子器件提出新的技術(shù)要求，例如擴(kuò)大工作溫度范圍和循環(huán)范圍、縮小尺寸、提高冷卻能力。從事汽車、功率器件及材料業(yè)務(wù)的大型企業(yè)已開始進(jìn)行巨額投資，但這種器件如何封裝以及由誰來封裝都不明朗。

　　關(guān)鍵在于IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）器件。目前，主要廠商基本都是自己單獨(dú)進(jìn)行模塊封裝和組裝作業(yè)，或者利用數(shù)量很少的模塊組裝商中的某一家。最大的模塊供應(yīng)商——賽米控（Semikron）和丹佛斯（Danfoss）也進(jìn)行了巨額開發(fā)投資，專業(yè)性很高的組裝作業(yè)基本都在歐洲進(jìn)行。

　　受光伏發(fā)電和風(fēng)力能源泡沫影響，亞洲出現(xiàn)了很多新進(jìn)企業(yè)，其中就包括中國的無廠和輕廠功率器件廠商。這些廠商利用新出現(xiàn)的為數(shù)眾多的芯片代工企業(yè)及模塊組裝商來生產(chǎn)自己的產(chǎn)品，目前正在探尋新市場。

　　功率半導(dǎo)體部門的關(guān)鍵問題是導(dǎo)致剝離的原因——熱循環(huán)和熱膨脹的不匹配。這些問題激發(fā)了比引線鍵合更為出色的管芯焊接技術(shù)、用來安裝管芯的新材料、直接鍵合銅基板的相關(guān)研究。

　　在替代鋁線鍵合方面，銅線鍵合應(yīng)該是最有力的候選技術(shù)。該技術(shù)已經(jīng)在通過細(xì)線化降低電阻、提高導(dǎo)熱性并延長產(chǎn)品壽命的領(lǐng)域中獲得充分認(rèn)可。但實(shí)際上，以高成品率大量生產(chǎn)細(xì)線和小焊盤極為困難，原因是可防止銅污染的管芯金屬化很難實(shí)現(xiàn)。

　　鋁帶鍵合技術(shù)目前已被量產(chǎn)線采用。盡管這種技術(shù)可通過大焊盤延長熱循環(huán)壽命，但對改善電阻和導(dǎo)熱性沒有明顯效果，而且成本很高。另一個接近實(shí)用水平的候選技術(shù)是采用銀粒子的燒結(jié)技術(shù)，該技術(shù)可用于銅聚酰亞胺箔或鋁鍵合帶中，有望在保持電阻和導(dǎo)熱性能的同時(shí)，大幅延長產(chǎn)品壽命。

　　另外，為了實(shí)現(xiàn)更加出色的耐熱循環(huán)特性，管芯焊接時(shí)使用的傳統(tǒng)型焊錫正逐漸被高溫代替品取代。使用銅和錫的共晶焊錫已被英飛凌用于生產(chǎn)。很薄的錫層和銅層重疊在一起，受熱后錫層熔化并擴(kuò)散至銅層中，這樣便可形成熔點(diǎn)很高的合金。

　　賽米控目前正在推進(jìn)使用超細(xì)銀粉膏的燒結(jié)技術(shù)。這種技術(shù)可大幅延長熱循環(huán)壽命，但需要采用可均勻保持熱量和壓力的工藝，既費(fèi)時(shí)又麻煩。而使用納米銀粒子的燒結(jié)技術(shù)需要的溫度和壓力較低，能夠縮短加工時(shí)間，但存在的問題是銀粒子會在高溫下移動，而且原料成本高。

　　要在基板水平實(shí)現(xiàn)更出色的熱性能，方法之一是將直接鍵合銅基板中使用的陶瓷材料由Al2O3或者Si3N4換成AlN（氮化鋁），但這種方法會導(dǎo)致成本進(jìn)一步增加。更有效的方法是，去掉陶瓷基板，將銅箔直接覆合在散熱片上，增加直接冷卻面積。