智能化汽车离不开这些陶瓷基板！

近年来，新能源汽车与智能化、网联化技术加速融合，使得自动驾驶技术得到了快速发展和应用。2020年2月，国家发改委等11部门联合发布了《智能汽车创新发展战略》。作为智能网联汽车的顶层规划文件，该政策进一步明确提出推进车载高精度传器产品研发，建设关键零部件产业集群。

激光雷达（LiDAR）是通过发射红外激光束的探测信号，与障碍物相遇后将反射回来的信号与发射信号进行比较处理，得到目标物的位置、距离、方位、速度、姿态、形状等信息，以实现避障或自主导航功能。激光雷达作为高精度传感器，已被广泛认为是实现高等级自动驾驶的必要传感器，重要性愈发突出。

其中，激光光源是车载激光雷达的核心器件之一，目前VCSEL光源具有低制造成本、高可靠性、小发散角、易于二维集成的优势，是车载混合固态激光雷达与Flash激光雷达的不二选择。VCSEL芯片帮助车载混合固态激光雷达实现更远的探测距离、更高的感知精度以及满足人眼安全等一系列严苛的需求；也可以帮助Flash激光雷达实现更灵活宽阔的视场角，且极具成本优势。

但VCSEL光电转换效率仅为30-60%，这意味着要面临散热问题和热电分离问题，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装，即基板要做三维腔室，把透镜架设到芯片上方。因此，实现高效散热、热电分离及热膨胀系数匹配成为VCSEL封装基板选择的重要考量。

DPC陶瓷基板具备了高导热、高绝缘、高线路精准度、高表面平整度及热膨胀系数与芯片匹配、可垂直互连等诸多特性，极大满足了VCSEL的封装要求。

① 散热性好

DPC陶瓷基板垂直互连，形成内部独立的导电通道，陶瓷本身既是绝缘体，又能散热，实现热电分离，可有效解决VCSEL芯片散热问题。

② 可靠性高

VCSEL芯片功率密度很高，需要考虑芯片和基板热膨胀失配导致的应力问题，而陶瓷基板具有与VCSEL高匹配的热膨胀系数。此外DPC陶瓷基板可实现金属边框与陶瓷基板的一体成型为密封腔体，结构紧凑，无中间粘结层，气密性高。

③ 垂直互连

VCSEL封装需要把透镜架设到芯片上方，即基板是需要做成三维腔室，DPC陶瓷基板具有高可靠垂直互连的优势适用于垂直共晶焊接。

2021年，II-VI公司在官网宣布推出了可用于固态激光器和光学组件的陶瓷YAG（钇铝石榴石）制造平台。

激光雷达系统依靠稳定、一致且能大规模生产的组件，为车辆提供周围数百米外场景的高分辨率地图。基于这一背景，II－VI公司开发出一种专用生产工艺用以生产新型陶瓷YAG。新工艺生产出的陶瓷YAG比晶体YAG具有更好的可扩展性，也有着非常高的掺杂均匀性和重复性，这些优势使其成为理想的光学窗口材料，并使固态激光材料钕掺杂YAG用于增益介质，铬掺杂YAG用于Q开关。

II-VI推动的陶瓷和晶体光学材料的创新结合，由此催生新型的激光应用。与晶体YAG不同，陶瓷YAG能够在满足客户需求的基础上规模化生产，并保持非常严格的掺杂均匀性公差，这也增强了远程汽车激光雷达固态激光器的竞争力。

ADAS是指通过识别和判断自动驾驶过程中可能发生的情况来控制机械设备的技术，包括车道保持辅助系统（LKAS）、360度全景泊车（SVM）和智能巡航控制（SCC）。随着车辆功能不断进步，安装在车内的高性能半导体和元器件的数量也在逐渐增加，特别是自动驾驶汽车为了使各种芯片快速接收信号，需要可靠的能源（电力）供应以及消除信号噪声。

MLCC是控制电子产品电路内电流稳定流动的电子设备的核心部件，对智能手机、家用电器和汽车至关重要。根据Paumanok数据，传统燃油车单车MLCC用量在3000颗左右，而纯电动车的单车用量达到18000颗，随着自动驾驶等级提升和搭载ADAS系统的汽车数量提升，MLCC的用量也会随之增加。

目前，三星电机已成功开发了两款无人驾驶汽车的必备安全运行系统ADAS中装载的车载MLCC，其特点小型化、高容量。

汽车智能化发展背景下，陶瓷材料在新能源汽车智能化进程中占据越来越重要地位。而其在整个技术层面处于基础，只有材料不断的技术创新，才能支撑产业整体高效发展。