智能化汽車,，必然離不開這些陶瓷材料！

2023-09-11
來源：中國粉體網空青

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[導讀] 汽車智能化發(fā)展背景下，陶瓷材料在新能源汽車智能化進程中占據越來越重要地位,。

中國粉體網訊 近年來,，新能源汽車與智能化、網聯(lián)化技術加速融合,，使得自動駕駛技術得到了快速發(fā)展和應用,。2020年2月，國家發(fā)改委等11部門聯(lián)合發(fā)布了《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》,。作為智能網聯(lián)汽車的頂層規(guī)劃文件,，該政策進一步明確提出推進車載高精度傳器產品研發(fā)，建設關鍵零部件產業(yè)集群,。

激光雷達（LiDAR）是通過發(fā)射紅外激光束的探測信號,，與障礙物相遇后將反射回來的信號與發(fā)射信號進行比較處理，得到目標物的位置,、距離,、方位、速度,、姿態(tài),、形狀等信息，以實現(xiàn)避障或自主導航功能,。激光雷達作為高精度傳感器,，已被廣泛認為是實現(xiàn)高等級自動駕駛的必要傳感器，重要性愈發(fā)突出,。

不同技術路線激光雷達優(yōu)缺點

其中,，激光光源是車載激光雷達的核心器件之一，目前VCSEL光源具有低制造成本,、高可靠性,、小發(fā)散角、易于二維集成的優(yōu)勢,，是車載混合固態(tài)激光雷達與 Flash 激光雷達的不二選擇,。VCSEL芯片幫助車載混合固態(tài)激光雷達實現(xiàn)更遠的探測距離、更高的感知精度以及滿足人眼安全等一系列嚴苛的需求,；也可以幫助Flash激光雷達實現(xiàn)更靈活寬闊的視場角,，且極具成本優(yōu)勢,。

但VCSEL光電轉換效率僅為30-60%，這意味著要面臨散熱問題和熱電分離問題,，其次VCSEL的功率密度非常高,，每平方毫米可以做到千瓦以上，所以只能采用真空封裝,，即基板要做三維腔室,，把透鏡架設到芯片上方。因此,，實現(xiàn)高效散熱,、熱電分離及熱膨脹系數(shù)匹配成為VCSEL封裝基板選擇的重要考量,。

因此，陶瓷基板便成為了車載激光雷達等產品的芯片封裝理想材料。

DPC陶瓷基板具備了高導熱,、高絕緣,、高線路精準度,、高表面平整度及熱膨脹系數(shù)與芯片匹配、可垂直互連等諸多特性,，極大滿足了VCSEL的封裝要求。

DPC陶瓷基板3D感測方案,，來源：芯瓷半導體

01 散熱性好

DPC陶瓷基板垂直互連,，形成內部獨立的導電通道,，陶瓷本身既是絕緣體,，又能散熱,，實現(xiàn)熱電分離,，可有效解決VCSEL芯片散熱問題。

02 可靠性高

VCSEL芯片功率密度很高,，需要考慮芯片和基板熱膨脹失配導致的應力問題,，而陶瓷基板具有與VCSEL高匹配的熱膨脹系數(shù),。此外DPC陶瓷基板可實現(xiàn)金屬邊框與陶瓷基板的一體成型為密封腔體,，結構緊湊,，無中間粘結層，氣密性高,。

03 垂直互連

VCSEL封裝需要把透鏡架設到芯片上方,，即基板是需要做成三維腔室，DPC陶瓷基板具有高可靠垂直互連的優(yōu)勢適用于垂直共晶焊接,。

除了陶瓷基板之外,，還有透明陶瓷。

2021年,，II-VI公司在官網宣布推出了可用于固態(tài)激光器和光學組件的陶瓷YAG（釔鋁石榴石）制造平臺,。

激光雷達系統(tǒng)依靠穩(wěn)定、一致且能大規(guī)模生產的組件,，為車輛提供周圍數(shù)百米外場景的高分辨率地圖,。基于這一背景,，II－VI公司開發(fā)出一種專用生產工藝用以生產新型陶瓷YAG,。新工藝生產出的陶瓷YAG比晶體YAG具有更好的可擴展性，也有著非常高的摻雜均勻性和重復性,，這些優(yōu)勢使其成為理想的光學窗口材料,，并使固態(tài)激光材料釹摻雜YAG用于增益介質，鉻摻雜YAG用于Q開關,。

II-VI推動的陶瓷和晶體光學材料的創(chuàng)新結合,，由此催生新型的激光應用。與晶體YAG不同,，陶瓷YAG能夠在滿足客戶需求的基礎上規(guī)�,；a,，并保持非常嚴格的摻雜均勻性公差,，這也增強了遠程汽車激光雷達固態(tài)激光器的競爭力,。

高級輔助自動駕駛系統(tǒng)怎么能少MLCC。

ADAS是指通過識別和判斷自動駕駛過程中可能發(fā)生的情況來控制機械設備的技術,，包括車道保持輔助系統(tǒng)（LKAS）、360度全景泊車（SVM）和智能巡航控制（SCC）,。隨著車輛功能不斷進步，安裝在車內的高性能半導體和元器件的數(shù)量也在逐漸增加,，特別是自動駕駛汽車為了使各種芯片快速接收信號,，需要可靠的能源（電力）供應以及消除信號噪聲,。

MLCC是控制電子產品電路內電流穩(wěn)定流動的電子設備的核心部件,，對智能手機,、家用電器和汽車至關重要。根據Paumanok數(shù)據,，傳統(tǒng)燃油車單車MLCC用量在3000顆左右,，而純電動車的單車用量達到18000顆，隨著自動駕駛等級提升和搭載ADAS系統(tǒng)的汽車數(shù)量提升,，MLCC的用量也會隨之增加,。