車載用チップは車載電子機器用 IC であり、組み込みシステムチップの一種であり、自動車用電子部品の 1 つであり、自動車の制御ユニットやその他の電子機器に広く使用されています。自動車用チップは、プロセッサーやさまざまな回路の助けを借りて、エンジン制御、シート調整、オーディオ システムの操作など、自動車の複数の機能を制御します。その中心的な使命は、複雑で変化しやすい運転環境においても、自動車が効率的で安定した安全な動作を確実に達成できるようにすることです。
一般的な自動車用チップの種類
1、マイクロコントローラー(MCU)
マイクロコントローラーは自動車用チップの中核コンポーネントであり、自動車の電気システムの制御に広く使用されています。メモリ、プロセッサ、入出力インターフェイス、論理回路が統合されており、エンジン、ドア、ライトなどの多くの機能を制御します。
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2、センサーチップは、温度、光、音などの車のさまざまな物理パラメータを監視し、これらのデータをリアルタイムで車の制御ユニットに送信するために使用されます。通常、センサー素子とインターフェース回路で構成されます。
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3、アナログ-から-デジタルコンバータ（ADC）
ADC チップは、車内のコンピュータ システムがアナログ信号を解釈して処理できるように、アナログ信号をデジタル信号に変換する役割を果たします。このタイプのチップには、アナログ フロントエンド回路、サンプリング回路、デジタル回路が含まれており、電気信号の測定に広く使用されています。-
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4、デジタルシグナルプロセッサー(DSP)
DSP チップはデジタル信号処理用に特別に設計されており、自動車のオーディオおよび画像処理に一般的に使用されています。これらはプロセッサ コアと関連ロジック回路で構成され、車載オーディオおよびビジュアル システムのパフォーマンスを向上させます。
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5、メモリチップは、メンテナンス記録、ドライバーの好み、音楽ライブラリなど、車両の運転中に生成されるデータを保存するために使用されます。これらのデータは、車両のパフォーマンス、効率、パーソナライズされたエクスペリエンスを向上させるために非常に重要です。
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サプライヤー:
車載用チップのサプライヤーは、パワー半導体、MCU、自動運転チップなど複数の分野をカバーする海外メーカーと国内企業の2つに大きく分けられます。現在、依然として国際的な製造業者が支配的な地位を占めていますが、国内代替のプロセスは加速しており、地元企業は特定の分野で躍進を遂げています。
Ⅰ.国際的な大手サプライヤー
インフィニオン
パワー半導体、センサー、MCU などをカバーする製品ラインを備えた最も包括的な自動車グレードのチップ サプライヤーです。世界中に 15 か所の生産拠点があります。{0}同社の IGBT モジュールは、新エネルギー車の電気制御システムにおいてトップシェアを誇っています。
NVIDIA は、BYD や Li Auto などの自動車メーカーと協力して、インテリジェントな運転チップを開発しています。同社の H20 チップは輸出規制の対象となっていますが、同社の CUDA エコシステムは依然として自動運転アルゴリズムのトレーニングに広く使用されています。
NXP、ルネサス エレクトロニクス、テキサス インスツルメンツは、2024 年上半期に世界の車載半導体市場で合計 47.8% のシェアを獲得し、主に通信チップやアナログ チップなどのミッドエンドからハイエンド製品を提供していました。---
II.国内の代表的な企業
◆BYDセミコンダクター
車載グレードの IGBT および SiC パワー デバイスの国内大手メーカー。パワー半導体、MCU、センサーをカバーする製品を提供しており、すべての BYD 車両モデルおよび外部顧客に適用されています。
◆ホライゾン
自動運転用の AI チップに焦点を当てた Journey シリーズのチップは、Li Auto、Changan などのブランドのモデルに搭載されており、アルゴリズムとコンピューティング プラットフォームの統合ソリューションを提供しています。
Huawei HiSilicon の Ascend シリーズ チップは自動運転コンピューティングをサポートし、Kirin チップはインテリジェント コックピットを強化し、5G 通信チップは車両間の相互接続機能を強化します。-
◆その他の新興メーカー
●黒ごまテクノロジー：HuaShan A1000チップはL3/L4レベルの自動運転をサポートします。
●Guoxinテクノロジー：車載グレードの MCU と DSP チップが車体制御に適用されています。{0}
● チャイナ・リソース・マイクロエレクトロニクス：第 2 世代 SiC MOS プラットフォームのメイン ドライブ モジュールが量産されました。-
Ⅲ．技術的ブレークスルーの方向性
国内のチップは、ミッドエンドから-ローエンドへの代替-へと進化しています。-
● パワー半導体:China Resources Microelectronics と Finspan Semiconductor は、1200V SiC MOSFET モジュールを発売しました。
●MCU：Chuangwei Semiconductorは、自動車向け専用ボディコントロールチップシリーズ「BAT32A4x9」を発売した。
● インテリジェント ドライビング チップ:Xingchi Technology は、インテリジェント コックピットと自動運転をカバーする X9/V9 シリーズを発表しました。
チップ製造工程：
完全なチップ製造プロセスには、チップ設計、ウェハ製造、パッケージング、テストなどのいくつかの段階が含まれます。このうち、ウェーハの製造は特に複雑です。次の図は、チップの製造プロセス、特にウェハの製造段階を理解するのに役立ちます。それはチップ設計から始まり、設計要件に従って「パターン」が生成されます。
ウェーハ材質
チップの原料となるのがウエハースです。ウェーハは主にケイ砂から精製されたシリコンで構成されています。シリコンは非常に高いレベル（99.999%）まで精製され、集積回路の半導体材料となるシリコン結晶インゴットに成形されます。これらのインゴットは、チップ製造に使用される薄いウェーハにスライスされます。ウェーハを薄くすると製造コストは削減されますが、より高度な処理技術が必要になります。
ウェーハコーティング
耐酸化性と高温耐性を提供するために、ウェーハにコーティングが施されます。{0}このコーティングはフォトレジスト材料の一種です。
フォトリソグラフィー、現像、エッチング
このプロセスでは、紫外線 (UV) 光に敏感な化学材料が使用されます。 UV 光にさらされると、フォトレジストが軟化して溶解します。マスクのパターンを制御することで、所望のチップ構造を作製することができる。
まず、フォトレジストの層がシリコンウェーハに塗布されます。次に、フォトマスクがウェーハ上に配置され、UV 光がその上に投影されます。露光された領域は溶解して溶剤で洗い流され、マスクと同じパターンが残ります。このプロセスにより、必要な二酸化シリコン層が形成されます。
不純物のドーピング
イオンがウェーハに注入されて、P- 型および N- 型の半導体領域が作成されます。このプロセスは、シリコン ウェーハの選択した領域を露出させ、それらを化学イオン混合物に浸すことから始まります。ドーピングによりこれらの領域の導電率が変化し、各トランジスタのオン/オフの切り替えやデータの保存が可能になります。
単純なチップは単一の層のみを必要とする場合がありますが、複雑なチップは多くの層で構成されます。フォトリソグラフィーとドーピングのプロセスは複数回繰り返され、さまざまな層がコンタクト開口部を介して接続されます。これは、多層プリント基板 (PCB) の製造に似ています。高度なチップでは複数の二酸化ケイ素層が必要となる場合があり、その結果、三次元構造が形成されます。-
ウェーハテスト
上記のプロセスを経ると、ウェーハには多数の格子状のダイが含まれます。{0}}各ダイの電気的特性はプローブ針を使用してテストされます。 1 枚のウェーハには多数のダイが含まれているため、プローブ テストの組織化は非常に複雑です。このため、半導体メーカーは通常、同じ仕様のチップを大量に生産します。生産量が増えるとチップあたりのコストが下がります。これが、主流の半導体デバイスが比較的安価である理由の 1 つです。
包装
ウェハの製造が完了すると、ウェハはダイシングされ、個々のチップがマウントされて外部リードに接続されます。アプリケーションの要件に応じて、さまざまなタイプのパッケージを使用できます。このため、同じチップ コアが DIP、QFP、PLCC、QFN などの異なるパッケージ形式で利用できる場合があります。パッケージの選択は、主にアプリケーション要件、動作環境、市場の需要、ユーザーの好みなどの要因によって決まります。
チップ製造の最後のステップはテストです。テストは一般テストと特殊テストに分けられます。
一般的なテストでは、パッケージ化されたチップをさまざまな条件下で評価し、消費電力、動作速度、耐電圧などの電気的特性を検証します。結果に基づいて、チップはさまざまな性能カテゴリに格付けされます。
特定の顧客要件を満たすために特別なテストが実行されます。同様の仕様を持つ選択されたチップは、特定の技術パラメータを満たしているかどうかを判断するために対象を絞ったテストを受けます。結果に応じて、メーカーはカスタムチップ設計が必要かどうかを決定する場合があります。
必要なテストに合格したチップには、仕様、モデル番号、製造日がラベル付けされ、梱包されて顧客に出荷されます。仕様を満たさないチップは、パフォーマンスの低いアプリケーション用にダウングレードされるか、欠陥製品として廃棄されることがあります。-
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