车规级MCU芯片的行业壁垒及认证流程和车规级芯片封装清洗介绍

车规级MCU芯片概述

车规级MCU（Microcontroller Unit）芯片是一种专门用于汽车电子系统的微控制器。它将计算机所需的CPU、存储器、I/O端口等集成在一颗芯片上，实现对汽车各部件的运算和控制。车规级MCU在汽车中的应用非常广泛，包括车身控制、驾驶辅助、动力系统、底盘控制和ADAS（高级驾驶辅助系统）等功能。

MCU芯片种类的划分主要有以上四种，分别为：商业级（也称消费级）、工业级、车规级和军用级。

他们的划分标准主要有以下区别：

1. 工作温度方面：商业级芯片的工作温度在0℃~+70℃之间。工业级芯片则能达到-40℃~+85℃。车规级芯片在耐高温方面更是能够达到125℃，工作温度为-40℃～+125℃。军用级芯片在低温方面比车规级芯片更优秀，工作温度能够达到-55℃~+125℃。

   
   

2. 工艺处理方面：商业级芯片仅做了防水处理。工业级则是在防水处理的基础上增加了防潮、防腐、防霉变处理。车规级芯片在工业级芯片的基础上又增强封装设计和散热处理。而军用级芯片则相较车规级芯片而言更耐冲击、耐高低温、耐霉菌。

   
   

3. 电路设计方面：商业级芯片做了防雷设计、短路保护、热保护等电路设计。工业级芯片则是在商业级芯片基础上进行了多级防雷设计、双变压器设计、抗干扰设计、短路保护、热保护、超高压保护等设计。车规级芯片在工业及芯片的基础上又增加了多重短路保护、多重热保护，和超高压保护等电路设计。而军工级芯片同样在车规级芯片基础上增添了辅助电路和备份电路设计，多级防雷设计双变压器设计。

   
   

4. 系统成本方面：商业级芯片采用线路板一体化设计，价格低廉但维护费用较高。工业级芯片采用积木式结构，每个电路均带有自检功能。车规级同样也采用了积木式结构，但在工业级芯片的基础上增强了散热处理，造价较高维护费用也较高。军用级的造价就非常高了，维护费用也在这几类芯片中拔得头筹。

车规级MCU芯片的分类及应用

车规级MCU芯片根据其位数不同，可以分为8位、16位和32位三种类型，每种类型的MCU在汽车中的应用也有所不同：

1. 8位MCU：主要用于低端控制功能，如风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、车窗升降、低端仪表盘、集线盒、座椅控制、门控模块等。

2. 16位MCU：主要用于中端控制功能，应用于动力系统（如引擎控制、齿轮与离合器控制和电子式涡轮系统）、底盘系统（如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制和电子泵、电子刹车）等。

3. 32位MCU：主要用于高端控制功能，在实现L1和L2的自动驾驶功能中扮演重要角色，如仪表盘控制、车身控制、多媒体信息系统、引擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统。

车规级MCU芯片的市场现状及发展趋势

根据IC Insights的数据，尽管受到芯片短缺和疫情影响，2021年全球汽车MCU销售额仍达到76亿美元，同比增长23%。预计全球汽车MCU销售额在2022年和2023年将分别增长14%和16%，到2023年将达到100亿美元的规模。

随着新能源汽车销量的逆势提高，以及整车厂进入主动加库存阶段，车规芯片需求量持续保持高位。车规MCU芯片的高需求将持续到2022年底，扩产能的投资有望在2023年中实现生产规模的大体量提升。

车规级MCU芯片的行业壁垒及认证流程

车规级MCU芯片不仅认证时间长，还具有较高的行业壁垒。工作温度、寿命和良率等指标要求严格，认证流程复杂且标准高，导致车规级MCU的导入时间至少需要3到5年，但车厂要求的供货时间最长可达30年。

主流车规级MCU多以自有架构为主要路线，海外厂商均已实现32位产品量产，核心厂商料号可达上千颗，且以IDM（Integrated Device Manufacture）为主，在产研调动上更有优势。相比之下，国产MCU仍然以Fabless（无工厂芯片供应商）为主，无法单独进行IATF 16949这类流片和封装阶段的标准认证。

国产车规级MCU芯片的发展现状及前景

目前，国内车载MCU仅少数厂商量产出货，应用在汽车雨刷、车灯、车窗等低端应用场景。对电子转向系统、刹车系统、电池管理系统等高端应用场景，仅极少数厂商具备出货能力。大部分车规级MCU产品使用8英寸晶圆产线，少部分高端车用12英寸。全球8英寸晶圆产能扩产缓慢，而国内晶圆厂8英寸产能充足，且国产自组率约2%，国产替代空间大。

每辆新能源汽车用MCU芯片至少35片，较传统汽车约增加30%的需求量。纯电动汽车中其价值量占比仅次于功率半导体，为11%。受益于新能源汽车带动，车规MCU需求高增。2021年，车载MCU售额同比飙升23%，创76亿美元新记录。

国内厂商在车规级MCU芯片领域的进展

近期，四维图新宣布，旗下杰发科技国产化供应链车规级MCU芯片AC7802x正式量产，并已交付多家标杆客户并进行规模应用。这标志着国内厂商在车规级MCU芯片领域的技术水平和市场竞争力进一步提升。

市面上的车规级芯片

1、功率类芯片

新能源汽车是功率器件增量需求主要来源。其中，增量较大的主要是IGBT模块、SiC 模块、MOSFET 和 GaN 产品。其中新增功率器件主要用于主驱逆变器、车载充电机（OBC）、直流-直流变换器（DC-DC）等动力系统零部件。

2、计算机及控制芯片

计算及控制芯片为智能汽车之“眼”，以微控制器和逻辑IC为主，包括主控芯片和辅助芯片。从应用场景来看，计算芯片可以划分为智能座舱芯片和自动驾驶芯片、车身控制芯片。

3、储存芯片

主要用于数据存储功能，包含DRAM（动态存储器）、SRAM（静态存储器）、FLASH（闪存芯片）等。

4、传感器芯片

主要用于探测、感受外界的信号，并将探知的信息转变为电信号或其他所需形式传递给其他设备。包括CMOS图像传感器（CIS）、图像信号处理器（ISP）、激光雷达芯片等。

5、通信芯片

主要用于发送、接收以及传输通信信号，包括基带芯片、射频芯片、信道芯片、电力线载波通信芯片等。

6、模拟芯片

模拟芯片在汽车各个部分均有应用，包括车身、仪表、底盘、动力总成及ADAS，主要分为信号链芯片与电源管理芯片两大板块。

7、电源芯片

汽车电源管理芯片（PMIC）广泛应用于汽车智能座舱、自动驾驶、车身电子、仪表及娱乐系统、照明系统及BMS等场景。

8、驱动芯片

其性能的的高低决定了爬坡能力、加速能力以及最高车速等汽车行驶的主要性能指标。

9、安全芯片

汽车安全芯片属于一种车规级芯片，主要包括AEC和ISO 26262等标准，其功能为控制车辆的安全性、效率性和舒适性等。

结论

车规级MCU芯片作为汽车电子系统的核心部件，其市场需求和技术要求都在不断提高。尽管全球市场仍由海外厂商主导，但国内厂商在政策支持和技术进步的推动下，正在逐步缩小与国际先进水平的差距。未来，随着新能源汽车和智能驾驶技术的不断发展，车规级MCU芯片将迎来更广阔的应用前景和发展机遇。

车规级MCU芯片封装清洗剂选择：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用 水基清洗剂产品。