汽车芯片短缺：装配视角

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半导体工程

2021 年 5 月 20 日

自 2020 年 3 月以来，疫情已导致卫生纸、烘焙面粉和运动器材等零星物品短缺。最新的受害者是汽车行业，因为芯片短缺导致全球汽车生产受阻。关于半导体供应商、代工厂、晶圆厂设备、火灾和暴风雪在芯片短缺中的作用，已经有很多报道，但我们还应该看看集成电路组装供应链中的几个组成部分。

装配设备

2020 年第一季度，对汽车市场的预测非常糟糕，汽车制造商立即缩减了芯片订单。我曾在去年写过一篇相关文章。幸运的是，"在家办公 "推动了服务器、云计算和计算机集成电路的突然繁荣，半导体制造能力被重新分配给了这些不断增长的应用。

随着汽车市场在 2020 年底开始复苏，汽车供应商争相恢复产能，但事实证明这具有挑战性。大多数汽车集成电路使用线键封装，如 SOIC、 TSSOP、 QFN、 QFP、 BGA 和 Power Discrete。

根据 Yole 的一份报告，线粘合包装占汽车包装市场的 90% 以上。

所有集成电路都使用晶片锯或激光开槽器将晶片切割成单个晶粒。线键合集成电路需要晶粒键合器将单个晶粒键合到 引线框架 或 层压板 基板上。然后，使用金线或铜线将裸片与封装引线连接起来。

键合线供应商 Kulicke and Soffa (KnS) 首席财务官在其第一季度财报电话会议上的这段话证明，键合线的交货时间已经大大缩短："现在的交货时间已经大幅增加。KnS 高级副总裁兼首席财务官 Lester Wong 说："现在的交货时间已经大幅延长，我认为差不多达到了 40 周左右。

具有讽刺意味的是，由于微控制器短缺，KnS 键合机的交货时间也被推迟了，而许多微控制器可能一开始就是用 KnS 键合机组装的。需要使用微控制器的 Kulicke 和 Soffa Industries 公司的包装设备的平均交货时间延长了一倍，达到六个月。

其他组装设备，如晶圆锯、激光开槽机、芯片粘合机和模具设备的交货时间也随着需求的增长而延长。设备供应商正在努力跟上，但设备短缺延误了集成电路组装能力的提高。

材料短缺

在某些情况下，即使有生产能力，集成电路基板和引线框架等关键部件也会出现材料短缺。由于数据中心和云计算对芯片的需求量很大，基板短缺的问题已经存在了一段时间。随着基板供应商将更多产能转向这些应用，使用 倒装芯片 和线键集成电路的 汽车 客户的供应受到限制。

提高这些材料的新产能具有挑战性。基板和引线框架供应商的利润微薄，这使得他们在大规模投产时非常谨慎。最终的结果是，基板和引线框架的交货时间延长，价格上涨。

摘要

2020 年大流行病袭来时，半导体制造产能从汽车重新分配到 计算 和服务器应用。汽车需求在 2020 年第三季度开始复苏，但这些产能很难恢复。从封装角度来看，汽车集成电路主要使用焊线封装。焊线机等组装设备一直供不应求。材料短缺也造成了供应链的延误。基板和引线框架的材料供应商利润不高，与他们所服务的半导体公司相比，必须谨慎投资。这些因素都是造成目前汽车芯片短缺的原因。