巨新科帶你了解“車規(guī)芯片”

近年來，車輛智能化，網聯(lián)化和電動化得到了飛速發(fā)展，車輛對芯片的要求不論是從數量還是從性能方面來說都增長很快。時下，裝載良好的芯片才能使汽車更具競爭力，整車廠對于汽車芯片更是給予前所未有的重視。

車規(guī)時代”到來

“缺芯潮”中，MCU控制芯片是對車廠挑戰(zhàn)最大的產品，尤其高性能、高可靠、高安全的車規(guī)控制芯片，而這塊市場此前一直是國際大廠的天下，國內創(chuàng)新企業(yè)尚是空白。

車規(guī)半導體某企業(yè)前段時間發(fā)布了一款高可靠、高安全、高性能、廣覆蓋的車控MCU E3、其功能安全等級達到了ISO 26262 ASIL D級；這款控制芯片據稱可覆蓋汽車車身、底盤、動力、BMS、網關、T-Box等各項應用，目前已有近20家車廠和Tier1開展了基于它的應用開發(fā)。從一家公司獲得的數據來看，該芯片在性能上已超過當前世界上已經推出的各種MCU，應該是當前世界上性能最好的MCU控制芯片之一。當然具體是什么情況還有待官方提供更加詳盡的資料。

到底何為車規(guī)級芯片？

“車規(guī)”的關注度，正變得越來越高，但何為真正意義上的車規(guī)級芯片？市場聲音仍有些嘈雜，有的廠商通過AEC-Q100認證就聲稱達到車規(guī)級，有的認為還需要通過ISO 26262認證。還有廠商宣稱自己通過了相關認證，但實際測試過程中，表現(xiàn)卻不達標，又是什么原因？為何“車規(guī)”如此重要？車廠如此看重？對于以上問題，下文會逐一介紹。

與其他消費級工業(yè)電子元件相比，汽車電子元件需要面對更為苛刻的外部工作環(huán)境，使用壽命要求更長，可靠性和安全性要求更高。

“車規(guī)認證”即是針對這些使用場景特點，對汽車芯片的生產流程和產品設定了相關認證要求，滿足所有要求，才能通過“車規(guī)認證”。而車規(guī)級芯片，是指完全滿足所有“車規(guī)認證”要求，并通過第三方認證機構認證的汽車芯片。

那么真正意義上的車規(guī)級芯片究竟需要通過什么樣的對應認證呢？具體指標與維度是什么？當前行業(yè)內比較普遍的芯片車規(guī)認證標準包括可靠性標準AEC-Q系列和功能安全標準ISO 26262等。通常經過這兩個準則的確定才可被稱之為“車規(guī)級芯片”。

AEC-Q100：芯片前裝上車的“基本門檻”

AEC-Q系列是主要針對可靠性評估的規(guī)范，詳細規(guī)定了一系列的汽車電子可靠性測試標準。其中，業(yè)內普遍熟知的AEC-Q100是基于失效機理的集成電路應力測試鑒定，是適用于車用芯片的綜合可靠性測試，也是汽車行業(yè)零部件供應商生產的重要指南。通過AEC-Q100測試，能夠保障芯片長期可靠能用，即不損壞。

通過AEC-Q100可靠性認證試驗條件，需要多輪驗證且過程中更多側重多方協(xié)作（晶圓廠、封測廠等產業(yè)鏈企業(yè)的配合），周期一般比較長。芯片設計廠商在產品設計階段需把可靠性要求置于極高的優(yōu)先地位，才能保證產品達到環(huán)境應力提速驗證和壽命提速仿真驗證要求、封裝驗證等等苛刻的要求也就需要芯片廠商對車規(guī)芯片進行充分而又成功的制造，以便能夠在早期各個環(huán)節(jié)都能到位，確保在驗證上符合各項標準與要求。

ISO 26262：汽車供應鏈的“準入門票”

僅僅保障“能用”、“不損壞”顯然是不夠的，真正的“車規(guī)級芯片”需滿足對功能安全機制的考量和認證，隨著智能駕駛/無人駕駛的逐步落地，越來越多的汽車零部件加強了對功能安全的需求，而ISO 26262則是全面規(guī)范汽車零部件以及芯片功能安全的基本規(guī)則。功能安全重在確保功能正常而不發(fā)生突發(fā)問題并能正常告警和安全實施，屬于能力層面。行業(yè)內對功能安全認證比較采用ISO 26262《道路車輛功能安全》國際標準。因此通過對該標準進行認證也就成了當下汽車供應鏈廠商的進入規(guī)則。

ISO 26262除了關注控制隨機硬件失效外，還關注避免系統(tǒng)性失效的發(fā)生，系統(tǒng)性失效其實占到了“失效”的大部分，許多問題產生于系統(tǒng)性失效，這些失效背后有不同成因，也許是未能遵循最佳實踐中某些規(guī)范，也許是未能及時開展同行評審，等等。