1.汽車中如何使用半導(dǎo)體？如今汽車有何變化？

過去十年，車載半導(dǎo)體數(shù)量急劇增長(zhǎng)，如今現(xiàn)代汽車幾乎每個(gè)主要子系統(tǒng)皆有其身影。半導(dǎo)體有助優(yōu)化汽車性能，提高操作安全性，改善駕駛員和乘員的導(dǎo)航、通信和舒適度。

電氣化、自動(dòng)駕駛輔助以及車輛連接和通信等技術(shù)互為補(bǔ)充，從而增加了對(duì)半導(dǎo)體的需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，如今 80% 的汽車創(chuàng)新發(fā)生在半導(dǎo)體方面，皆因制造商為吸引消費(fèi)者而增添特性和功能，令其車輛脫穎而出。 制造商爭(zhēng)先恐后推出增強(qiáng)功能，促使越來越多的芯片采用最先進(jìn)的技術(shù)，包括小至 5 納米的 finFET 晶體管設(shè)計(jì)和基于碳化硅的功率器件。因而，傳統(tǒng)汽車制造業(yè)亟需半導(dǎo)體專業(yè)知識(shí)。 

雖然預(yù)計(jì)到 2020 年代末，全球汽車單位產(chǎn)量將保持平緩，但預(yù)計(jì)普通汽車中的半導(dǎo)體數(shù)量將翻倍，電動(dòng)汽車中的芯片數(shù)量也將顯著提高。 

2.車載半導(dǎo)體有何要求？這將對(duì)芯片檢測(cè)、計(jì)量和制造有何影響？

消費(fèi)者期望汽車可靠性好。每塊車載芯片均需滿足這一要求，尤其是關(guān)鍵任務(wù)和關(guān)鍵安全系統(tǒng)中的芯片。汽車芯片面臨著惡劣的操作環(huán)境，包括大多數(shù)消費(fèi)類芯片從未面臨的極端溫度、振動(dòng)和濕度，這些都會(huì)加速故障的發(fā)生。 芯片設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是期望能在這種環(huán)境中正常運(yùn)行超過 15 年及以上。最新推出的 finFET 和碳化硅 MOSFET 技術(shù)更令此挑戰(zhàn)雪上加霜，因?yàn)檫@些技術(shù)在市場(chǎng)上缺乏充足的時(shí)間達(dá)到完全成熟可靠的狀態(tài)。隨著車均芯片數(shù)增逾萬(wàn)片，據(jù)統(tǒng)計(jì)，芯片故障機(jī)率提高，促使汽車制造商對(duì)芯片供應(yīng)商的可靠性要求提高到十億分之一的故障率甚至更低。

傳統(tǒng)的質(zhì)量控制和可靠性方法是在生產(chǎn)過程中抽檢芯片，以監(jiān)測(cè)制程的穩(wěn)定性并尋找影響芯片的缺陷類型。隨后對(duì)每塊芯片執(zhí)行電氣測(cè)試，以確認(rèn)性能正常。采用這種傳統(tǒng)方法，會(huì)有相當(dāng)數(shù)量且可靠性低的芯片流入供應(yīng)鏈，最終進(jìn)入車輛。為了減少這種情況的發(fā)生，已經(jīng)出現(xiàn)了一些新的方法。領(lǐng)先的汽車芯片制造商已經(jīng)采用了一種稱為 "篩查 "的檢測(cè)技術(shù)，即每個(gè)晶圓上的每塊裸片在多個(gè)制造步驟中接受高速檢測(cè)。根據(jù) KLA 專利的 I-PAT? 方法，在制造過程中使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)評(píng)估每塊芯片的總?cè)毕?，以確定芯片出現(xiàn)過早故障的潛在風(fēng)險(xiǎn)。 缺陷程度高的問題器件將立即淘汰，而缺陷程度稍高的裸片的信息轉(zhuǎn)發(fā)到電氣測(cè)試步驟，以作進(jìn)一步審查。 這種新式的檢驗(yàn)與測(cè)試數(shù)據(jù)一比一配對(duì)，不僅極大降低了次品數(shù)量，而且降低了制造成本。

3.可再生能源是汽車行業(yè)的未來。半導(dǎo)體如何加速電動(dòng)汽車的普及？

電動(dòng)汽車 (EV) 的半導(dǎo)體數(shù)量遠(yuǎn)高于內(nèi)燃機(jī)汽車。電動(dòng)車的核心是逆變器，將儲(chǔ)存的電池能量轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)可用的形式。 逆變器裝滿半導(dǎo)體，采用了幾十個(gè)模塊，而每個(gè)模塊由六個(gè)及以上的獨(dú)立功率器件組成。這些器件可以是硅基絕緣柵雙極晶體管 (IGBT)，也可以是基于碳化硅 (SiC) 的更新、更快、更小和更高效的替代品。這些芯片的質(zhì)量至關(guān)重要，因?yàn)榧词故且淮喂收弦部赡軐?dǎo)致車輛故障，而且維修費(fèi)用高昂。因此，這些器件的檢查和 I-PAT 篩查尤為重要，不僅可以提高消費(fèi)者的滿意度，而且可以避免代價(jià)高昂的召回、保修維修和品牌聲譽(yù)損失。

除了逆變器之外，電動(dòng)車還裝載大量其他先進(jìn)芯片，用以管理電池、控制車載系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)充電。 除此之外，還有導(dǎo)航、通信和信息娛樂芯片，共同造就現(xiàn)代汽車的互聯(lián)體驗(yàn)。 

4.KLA 在汽車的環(huán)保趨勢(shì)中扮演什么角色？

當(dāng)中國(guó)和歐洲占去年已售 1000 萬(wàn)輛電動(dòng)車的 90% 以上市場(chǎng)，全球的普及率仍將預(yù)測(cè)繼續(xù)增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到 2020 年代末，每年將售出 5000 萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)車，屆時(shí) 30% 將銷往美國(guó)、日本和世界其他市場(chǎng)。

KLA 在實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量無故障半導(dǎo)體方面的作用，將大幅加速環(huán)保汽車的普及。智能、高效的系統(tǒng)能夠滿足客戶對(duì)續(xù)航能力和可靠性以及安全和舒適使用的期望，從而促進(jìn)電動(dòng)車的普及以及隨之而來的能源和環(huán)境效益。