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  隨著汽車智能化的飛速發(fā)展，車輛對(duì)車規(guī)芯片的需求越來(lái)越大。以往生產(chǎn)一臺(tái)傳統(tǒng)汽車需要500至600顆芯片，隨著自動(dòng)駕駛、新能源等功能的增加，現(xiàn)在每輛汽車所需的芯片數(shù)量已達(dá)到1000顆以上。

  車規(guī)級(jí)芯片，指技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到車規(guī)級(jí)，可應(yīng)用于汽車控制的芯片。車規(guī)級(jí)是適用于汽車電子元件的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)之一。MCU芯片等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分為消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、車規(guī)級(jí)、QJ、GJ五個(gè)等級(jí)，他們的差異主要體現(xiàn)在工作溫度范圍、穩(wěn)定性、不良率等方面，下圖是消費(fèi)級(jí)和車規(guī)級(jí)的MCU芯片的指標(biāo)要求對(duì)比。

由此可見，車規(guī)級(jí)芯片對(duì)可靠性的要求更高，例如工作溫度范圍、工作穩(wěn)定性、不良率等。產(chǎn)品等級(jí)差異主要是通過復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而在工作溫度范圍，穩(wěn)定性等方面表現(xiàn)出差異化。

  車規(guī)級(jí)認(rèn)證

  汽車電子本身使用環(huán)境較為復(fù)雜，一旦失效可能引發(fā)嚴(yán)重后果，要研發(fā)一款真正符合需求的車規(guī)芯片并不容易。芯片在真正投入量產(chǎn)前，往往要經(jīng)過一系列嚴(yán)格的測(cè)試驗(yàn)證，以保證流程和產(chǎn)品的可靠性，達(dá)到車規(guī)要求。

芯片的車規(guī)級(jí)認(rèn)證主要從體系、功能安全和可靠性三個(gè)維度管控。IAFT16949是汽車設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)質(zhì)量管理體系的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;ISO 26262是針對(duì)汽車功能安全的評(píng)估認(rèn)證;AEC-Q系列則主要是針對(duì)車規(guī)電子元器件可靠性評(píng)估的規(guī)范。

  IATF 16949認(rèn)證

  IATF16949是基于ISO9001的基礎(chǔ)上建立的國(guó)際汽車行業(yè)的技術(shù)規(guī)范，敘述了汽車相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)、生產(chǎn)及相應(yīng)的安裝與服務(wù)的質(zhì)量管理體系要求，適用于顧客要求的用于生產(chǎn)件和/或服務(wù)件的制造現(xiàn)場(chǎng)，適用于整個(gè)汽車供應(yīng)鏈中的組織。它相當(dāng)于國(guó)際汽車行業(yè)的通用語(yǔ)言，目的就是為了減少供應(yīng)鏈中質(zhì)量波動(dòng)和浪費(fèi)。

上圖是IATF16949的發(fā)展過程，隨著質(zhì)量管理體系要求的不斷提升，新版的16949涵蓋了：產(chǎn)品安全、風(fēng)險(xiǎn)管理和應(yīng)急計(jì)劃、嵌入式軟件要求、變更和質(zhì)保管理和次級(jí)供應(yīng)商管理，對(duì)汽車供應(yīng)鏈提出了更高的管理水平規(guī)范。

  ISO 26262

  ISO26262是從電子、電氣及可編程器件功能安全基本標(biāo)準(zhǔn)IEC61508派生出來(lái)的，主要定位在汽車行業(yè)中特定的電氣器件、電子設(shè)備、可編程電子器件等專門用于汽車領(lǐng)域的部件，旨在提高汽車電子、電氣產(chǎn)品功能安全的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

  ISO26262根據(jù)嚴(yán)重度(Severity)、暴露率(Exposure)和可控性(Controllability)，給汽車上的全部電子電氣系統(tǒng)劃分安全等級(jí)，安全氣囊、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須達(dá)到ASIL D級(jí)，這是應(yīng)用于安全保障的最嚴(yán)苛等級(jí)，因?yàn)槠涫?lái)的風(fēng)險(xiǎn)最高。而安全等級(jí)范圍的最低等級(jí)，如后燈等部件，僅需達(dá)到ASIL A級(jí)即可。大燈和剎車燈通常是ASIL B級(jí)，而巡航控制通常是ASIL C級(jí)。

企業(yè)在執(zhí)行ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，會(huì)先制定安全要求以將風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的水平，管理并跟蹤安全要求，確保最終產(chǎn)品遵循標(biāo)準(zhǔn)化安全程序。通過系統(tǒng)性、全生命周期的思考方式，實(shí)現(xiàn)全面地規(guī)劃功能安全的目的。

  AEC-Q認(rèn)證

  AEC-Q認(rèn)證的目的是針對(duì)車載應(yīng)用，汽車零部件，汽車車載電子實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立車載電子部件的可靠性及認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格化質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，提高車載電子的穩(wěn)定性和標(biāo)準(zhǔn)化。

  不同半導(dǎo)體產(chǎn)品有不同的AEC-Q標(biāo)準(zhǔn)，芯片設(shè)計(jì)企業(yè)需以產(chǎn)品分類選擇適宜的標(biāo)準(zhǔn)，如AEC-Q100(IC芯片)、AEC-Q101(半導(dǎo)體分立器件)、AEC-102(光電器件)、AEC-Q103(傳感器)、AEC-Q104(多芯片模塊)和AEC-Q200(被動(dòng)元器件)。

  車規(guī)級(jí)的電子元件對(duì)環(huán)境要求、抗振動(dòng)沖擊、可靠性和一致性等方面要求嚴(yán)格，所以必須采用更先進(jìn)的技術(shù)和更苛刻的測(cè)試程序。以AEC-Q100為例，規(guī)范了測(cè)試7大類別：

  1)測(cè)試群組A(環(huán)境壓力加速測(cè)試)

  2)測(cè)試群組B(使用壽命模擬測(cè)試)

  3)測(cè)試群組C(封裝組裝整合測(cè)試)

  4)測(cè)試群組D(芯片晶圓可靠度測(cè)試)

  5)測(cè)試群組E(電氣特性確認(rèn)測(cè)試)

  6)測(cè)試群組F(瑕疵篩選監(jiān)控測(cè)試)

  7)測(cè)試群組G(封裝凹陷整合測(cè)試)，

  只有完全通過7大類別共41項(xiàng)測(cè)試后，才能獲得AEC-Q100認(rèn)證。AEC-Q系列認(rèn)證，完成全部測(cè)試，平均最低時(shí)間也需要大概6個(gè)月左右，認(rèn)證等級(jí)請(qǐng)參考下圖：

  AEC-Q的要求非常嚴(yán)格，只有通過相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全部測(cè)試項(xiàng)目，供應(yīng)商才能聲稱該產(chǎn)品通過了相應(yīng)的AEC-Q認(rèn)證;符合這些規(guī)格的組件適用于惡劣的汽車環(huán)境，無(wú)需額外的組件級(jí)鑒定測(cè)試。同時(shí)，AEC-Q標(biāo)準(zhǔn)是在不斷進(jìn)化的，特別是隨著高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和自動(dòng)駕駛等新技術(shù)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)還將保持這種持續(xù)更新的狀態(tài)。