摘要：  经济的发展使能源问题成为世界经济生活中高度关注的问题。各国的经济和社会发展都要依赖石油。然而作为不可再生资源，石油资源终将枯竭。汽车是最消耗石油资源的产品之一，为了满足经济的发展的需要，混合动力车(HEV)与纯电动汽车(EV)应运而生。由于HEV和EV需要能够处理更大功率和更高热量的技术，潜在的市场将会促进技术的创新，成本也将随之降低。

关键字：  汽车，功能模块，创新

经济的发展使能源问题成为世界经济生活中高度关注的问题。各国的经济和社会发展都要依赖石油。然而作为不可再生资源，石油资源终将枯竭。汽车是最消耗石油资源的产品之一，为了满足经济的发展的需要，混合动力车(HEV)与纯电动汽车(EV)应运而生。由于HEV和EV需要能够处理更大功率和更高热量的技术，潜在的市场将会促进技术的创新，成本也将随之降低。

功能模块市场将稳步增长

随着HEV和EV用产品的增长，其功率模块的销售额将在2020年之前达到25亿美元，占据超过一半的市场。该用途的出货量将首次与消费类产品用途平分秋色。

目前，功能模块的封装市场规模约为8亿美元，今后还会稳步增长。目前功率器件市场的规模为29亿美元，预计今后5年内会增长至42亿美元。高功率半导体此前一直是以4～6%的年增长率稳定增长的市场，但是，2012年的销售额降到了原来的20～25%。其原因包括，中国的风力发电与电气化列车方面的需求急剧缩小、世界各国的光伏发电政府鼓励政策停止以及经济低迷导致工厂投资减少等。高功率半导体销售额下滑是由多种偶然的不利因素造成的，因此今后还会重新回到年增长率4～6%的稳步增长轨道。

更高的技术要求

扩大工作温度范围和循环范围、缩小尺寸、提高冷却能力等是HEV和EV市场对功率电子器件提出新的技术要求。目前，从事汽车、功率器件以材料业务的大型企业已经开始进行投资，然而，这种器件如何进行封装以及由谁来封装仍是个未知数。

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)器件是关键。目前，主要厂商基本都是自己单独进行模块封装和组装作业，或者利用数量很少的模块组装商中的某一家。最大的模块供应商——赛米控(Semikron)和丹佛斯(Danfoss)也进行了巨额开发投资，专业性很高的组装作业基本都在欧洲进行。受光伏发电和风力能源泡沫影响，亚洲出现了很多新进企业，其中就包括中国的无厂和轻厂功率器件厂商。这些厂商利用新出现的为数众多的芯片代工企业及模块组装商来生产自己的产品，目前正在探寻新市场。

热循环和热膨胀的不匹配导致剥离，是功率半导体部门的关键问题。这些问题激发了比引线键合更为出色的管芯焊接技术、用来安装管芯的新材料、直接键合铜基板的相关研究。

铜线键合是替代铝线键合最有力的候选技术。该技术已经在通过细线化降低电阻、提高导热性并延长产品寿命的领域中获得充分认可。然而，由于可防止污染的管芯金属化难以实现，从而导致了高成品率细线和小焊盘极为困难。

目前，铝带键合技术目前已被量产线采用。尽管这种技术可通过大焊盘延长热循环寿命，但对改善电阻和导热性没有明显效果，而且成本很高。另一个接近实用水平的候选技术是采用银粒子的烧结技术，该技术可用于铜聚酰亚胺箔或铝键合带中，有望在保持电阻和导热性能的同时，使产品寿命得到大幅度的延长。

而未来实现更加出色的耐热循环特性，管芯焊接时使用的传统型焊锡正逐渐被高温代替品取代。使用铜和锡的共晶焊锡目前已被英飞凌用于生产。

使用超细银粉膏的烧结技术是赛米控目前所专注的技术，这种技术可以大幅延长热循环寿命，但是需要采用可均匀保持热量和压力的工艺，既费时又麻烦。使用纳米银粒子的烧结技术需要的温度和压力较低，能够缩短加工时间。然而存在原料成本高的问题，而且银粒子会在高温下移动。

要在基板水平实现更出色的热性能，方法之一是将直接键合铜基板中使用的陶瓷材料由Al2O3或者Si3N4换成AlN(氮化铝)，但这种方法会导致成本进一步增加。去掉陶瓷基板，将铜箔直接覆合在散热片上是更有效的方法，但是，会使直接冷却的面积增加。