La révolution « Lego » des puces automobiles : l’emballage par chiplets et la production de précision d’adhésifs pour les véhicules à énergies nouvelles

Alors que la course aux performances informatiques dans les véhicules électriques intelligents s’intensifie, la technologie Chiplet est en train de déclencher une révolution « façon Lego » dans le domaine des puces automobiles. Cette technologie consiste à intégrer de petites puces (chiplets) aux fonctions variées et fabriquées selon des nœuds de processus différents — à l’image de l’assemblage de briques Lego — au moyen de technologies d’emballage avancées, afin de former un système‑sur‑puce (SiP) complet aux fonctionnalités complexes.

Dans l’industrie automobile, qui exige des performances extrêmes, une efficacité économique et une itération rapide, la technologie Chiplet est devenue un choix essentiel tant pour les constructeurs automobiles que pour les fondeurs de puces. Sa valeur fondamentale se décline selon trois dimensions :

• Performance ultime libérée : Il permet une intégration hétérogène efficace de petits blocs de puces pour l’accélération de l’IA, le traitement d’images, la communication embarquée, l’exécution des commandes du véhicule, etc., répondant ainsi parfaitement aux besoins croissants en puissance de calcul et aux exigences fonctionnelles multi‑scénarios des systèmes avancés de conduite autonome et des cockpits intelligents immersifs.
• Optimisation des coûts de bout en bout : Cela supprime la nécessité d’intégrer l’ensemble des fonctions dans une seule puce volumineuse, à fort nœud de processus et coûteuse. Au lieu de cela, il combine de manière flexible des chiplets issus de nœuds de processus de maturité différents, ce qui améliore sensiblement le rendement de fabrication des puces et réduit considérablement les coûts de R&D et de production des puces automobiles haut de gamme.
• Itération rapide des produits : En réutilisant des chiplets matures, déjà éprouvés et adaptés à la production de masse, il raccourcit considérablement les cycles de conception, de validation et de production en série des nouveaux puces automobiles, permettant ainsi de répondre rapidement aux exigences du marché, particulièrement dynamique et soumis à de fréquentes itérations, dans le domaine de l’électronique automobile.

Quand le chiplet rencontre l’automobile : les adhésifs pour l’industrie automobile sont confrontés à trois défis majeurs

Si la technologie Chiplet apporte des améliorations révolutionnaires aux puces automobiles, elle pose également des défis sans précédent et extrêmes pour un matériau d’assistance essentiel dans l’encapsulation des puces : les adhésifs destinés à l’automobile. La structure complexe et les conditions d’exploitation sévères propres à l’encapsulation des Chiplet de qualité automobile élèvent les exigences en matière de performance, de procédé et de fiabilité des adhésifs automobiles à des niveaux totalement inédits. Les principaux défis se concentrent sur trois aspects :

• Un environnement de contraintes thermomécaniques plus complexe, qui impose des exigences maximales à la capacité d’amortissement des contraintes des adhésifs. Au sein du boîtier des chiplets, coexistent des interfaces entre matériaux hétérogènes, tels que le silicium, les céramiques, les métaux et les substrats organiques. Les différences importantes des coefficients de dilatation thermique (CTE) entre ces matériaux engendrent des contraintes thermomécaniques complexes et à haute fréquence, dans le cadre d’un large cycle de température allant de −40 °C à 150 °C, typique des applications automobiles. Cela exige que les adhésifs destinés aux applications automobiles présentent un CTE réduit, une excellente capacité d’amortissement des contraintes ainsi qu’un module d’élasticité faible, afin de limiter efficacement le gauchissement, la délamination interfaciale et les fissures au sein des chiplets empilés en multicouche, garantissant ainsi la stabilité à long terme de la structure du boîtier.
• Des seuils de fiabilité plus stricts, propres aux applications automobiles, imposent des exigences d’absence totale de défauts en matière de cohérence et de durabilité des adhésifs. La certification AEC‑Q200, conforme aux normes automobiles, constitue une exigence d’accès rigoureuse pour les composants électroniques destinés au secteur automobile et intégrés à la chaîne d’approvisionnement. Ses critères d’essai et ses exigences de maîtrise des défaillances sont bien plus sévères que ceux applicables aux produits grand public. Les adhésifs automobiles doivent résister à des milliers d’heures de tests rigoureux — notamment des conditions de haute température et d’humidité élevée, des cycles thermiques et des vibrations mécaniques de forte intensité — tout en répondant à une exigence de durée de vie supérieure à 15 ans dans des conditions d’utilisation automobile. Le taux de défaillance doit être maintenu à un niveau extrêmement bas, inférieur à 0,02 ppm. Toute anomalie mineure au sein du matériau adhésif peut se transformer en un danger caché fatal, susceptible d’entraîner la défaillance de l’ensemble du système électronique du véhicule.
• Exigences accrues en matière de processus d’emballage de haute précision, qui imposent aux adhésifs une processabilité à l’échelle fine. L’emballage des chiplets se caractérise par une densité d’intégration ultra‑élevée, avec des espaces entre les empilements de chiplets et des pas de billes réduits au niveau du micron. Cela exige que les adhésifs de support — tels que les adhésifs d’underfill, d’encapsulation et d’assemblage thermiquement conducteurs — présentent une excellente fluidité, une grande pénétrabilité et une thixotropie adaptée, afin d’assurer un remplissage précis et uniforme, sans vide ni bulle, dans des interstices de l’ordre du micron. En outre, le procédé de durcissement doit être parfaitement compatible avec les lignes automatisées de production de puces destinées à l’automobile, garantissant ainsi le rendement et l’efficacité en production de masse.

La technologie de dégazage sous vide ZYE renforce la ligne de défense essentielle dans la production de précision des adhésifs automobiles.

Tout au long du processus de recherche et développement, de production et d’application des adhésifs automobiles, les micro‑bulles piégées dans le matériau adhésif constituent l’un des principaux freins à leur capacité à satisfaire les exigences du conditionnement Chiplet de qualité automobile. Qu’il s’agisse d’air incorporé lors du mélange et de l’agitation de l’adhésif, ou de bulles issues de traces de composés volatils présents dans les matières premières, même des bulles de l’ordre du micron peuvent engendrer une série de problèmes critiques :

• Aspect de tamponnage du stress : Les bulles entraînent une concentration locale de contraintes au sein de l’adhésif, réduisant sensiblement sa résistance aux chocs et sa résistance au gauchissement, et favorisent facilement la délamination interfaciale lors des cycles thermiques.
• Aspect de la fiabilité : Les bulles compromettent l’isolation, l’étanchéité et la conductivité thermique de l’adhésif, accélérant ainsi le vieillissement et la défaillance dans des conditions d’utilisation automobile caractérisées par des températures élevées et une forte humidité, ce qui contrevient directement à la limite maximale de taux de défaillance imposée aux composants de qualité automobile.
• Aspect du processus : Les bulles entraînent la formation de vides lors du remplissage d’interstices à l’échelle micrométrique, ce qui provoque une forte baisse du rendement de dosage et ne permet pas de satisfaire les exigences de précision de la production en masse pour l’emballage des Chiplets.

En tant que fournisseur de premier plan d’équipements de traitement de matériaux de précision en Chine, le mélangeur de dégazage sous vide de Suzhou ZYE Precision, doté de sa technologie fondamentale de dégazage planétaire par « révolution + rotation », offre une solution de production de précision couvrant l’ensemble du processus pour les adhésifs d’emballage de Chiplet de qualité automobile, résolvant ainsi de manière fondamentale les problèmes de bulles résiduelles et d’homogénéité des matériaux.

Le principe de fonctionnement essentiel de l’équipement repose sur un système d’entraînement dual, combinant une révolution planétaire et une rotation non invasifs : à l’intérieur d’une enceinte scellée sous vide poussé, le porte‑échantillon effectue une rotation rapide autour de l’axe central. La forte force centrifuge entraîne la matière adhésive vers le bas selon la direction du vecteur, chassant les bulles internes jusqu’à la surface du matériau. Parallèlement, le porte‑échantillon tourne à grande vitesse sur son propre axe ; cette rotation, conjuguée à la force de révolution, génère un écoulement en forme de vortex, assurant une dispersion complète et homogène des charges et de la résine dans la matrice adhésive. Enfin, grâce à un environnement sous vide élevé de –100 kPa, les bulles remontées à la surface sont entièrement évacuées et éclatent, réalisant en une seule étape le « mélange‑dispersion‑dégaissage ». L’ensemble du procédé est sans lame, sans contact et sans contamination, évitant ainsi de manière fondamentale l’emprisonnement secondaire d’air lors du mélange et répondant parfaitement aux exigences de propreté élevée, d’homogénéité optimale et d’absence de bulles propres aux adhésifs de qualité automobile.

Effet de différentes pâtes métalliques après traitement au laminoir à trois rouleaux

Effet de différents matériaux après mélange et dégazage au mélangeur sous vide

ZYE Solutions renforce la modernisation de la chaîne industrielle des puces automobiles en technologie Chiplet

Avec le déploiement rapide des technologies avancées de conduite autonome, le Chiplet est devenu la voie technologique centrale pour les puces automobiles haut de gamme. La production de haute précision des adhésifs destinés à l’automobile constitue un soutien fondamental essentiel à la mise en œuvre à grande échelle de la technologie Chiplet dans le secteur automobile.

ZYE Technology propose non seulement des solutions autonomes de dégazage sous vide, mais intègre également deux produits phares — des mélangeurs à trois rouleaux de précision et des mélangeurs de dégazage sous vide — afin d’offrir une solution complète « dispersion‑mouture‑dégazage » clé en main, couvrant l’ensemble du cycle de vie, de la recherche et développement des formulations jusqu’à la production de masse des adhésifs de qualité automobile. Forte de sa connaissance approfondie des secteurs de l’emballage électronique et des véhicules à nouvelles énergies, ZYE Precision s’appuie sans cesse sur ses équipements de base développés en interne pour aider les fabricants nationaux d’adhésifs automobiles à franchir les obstacles techniques liés aux produits haut de gamme destinés au secteur automobile. Parallèlement, elle aide les entreprises spécialisées dans l’emballage des puces automobiles à renforcer la fiabilité et la capacité de production en série des emballages Chiplet, consolidant ainsi la ligne de défense technologique fondamentale de la révolution « Lego » des puces automobiles, et contribuant à l’autonomie, à la maîtrise et au développement de haute qualité des chaînes industrielles chinoises des véhicules intelligents connectés et de l’électronique automobile.