一顆汽車芯片從設(shè)計流片、車規(guī)認證、車型導(dǎo)入驗證、到量產(chǎn)裝車,通常需要3-5年的時間。而只有最終大規(guī)模落地量產(chǎn),實現(xiàn)盈利,企業(yè)才能真正地活下來。這整個周期,就像是一場殘酷的軍備競賽。而這一切的基礎(chǔ),是車規(guī)認證帶來的安全保障。汽車芯片企業(yè)只有建立起車規(guī)理念及文化,堅持產(chǎn)品的持續(xù)改進、持續(xù)認證,才能以車芯助力更安全可靠、更有競爭力的汽車產(chǎn)品,帶來中國汽車半導(dǎo)體行業(yè)的真正突破。
什么是車規(guī)級芯片?
按照應(yīng)用場景,芯片通常可以分為消費級、工業(yè)級、車規(guī)級、軍工級以及宇航級,不同級別的芯片有不同的要求,以保證芯片的穩(wěn)定運行。
芯片等級劃分
汽車芯片,即“車規(guī)級芯片Automotive Grade”,指滿足汽車質(zhì)量管理體系,符合可靠性和功能安全要求的集成電路。區(qū)別于消費芯片與工業(yè)芯片,汽車芯片的工作環(huán)境惡劣、安全等級高、使用壽命長,因此車規(guī)級芯片要求高可靠性、高安全性、高穩(wěn)定性。其中,高可靠性主要針對溫度、濕度、抗震動、抗電磁干擾、使用壽命來設(shè)置標準,安全性主要在功能安全、信息安全上設(shè)置標準,高穩(wěn)定性主要是要求大批量生產(chǎn)的一致性等。這使得車規(guī)級芯片具備極高的技術(shù)難度和進入門檻,國產(chǎn)化率較低。
車規(guī)芯片與消費芯片的對比差別以及車規(guī)認證標準
汽車芯片從應(yīng)用環(huán)節(jié)可以分為 5 大類:主控類芯片、功率類芯片、模擬類芯片、傳感器芯片、存儲類芯片等。
主控類芯片負責計算與控制,包括MCU芯片和SoC芯片等,分布在如發(fā)動機、底盤和車身控制,以及中控、輔助駕駛(ADAS)和自動駕駛系統(tǒng)等;
功率類芯片負責功率轉(zhuǎn)換,一般應(yīng)用于電動車的電源和接口;
模擬類芯片承擔著連接現(xiàn)實世界和數(shù)字世界的橋梁作用,主要分為信號鏈芯片與電源管理芯片兩大板塊;
傳感器芯片負責將物理量、化學量、生物量等轉(zhuǎn)換成電信號,分為車身感知傳感器和環(huán)境感知傳感器;
存儲器芯片負責數(shù)據(jù)存儲,分為閃存和內(nèi)存,其中閃存包括NAND Flash和NOR Flash,內(nèi)存包括DRAM和SRAM。
汽車芯片的類別
車規(guī)級芯片的認證
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)過一系列嚴格的測試驗證,以保證流程和產(chǎn)品的可靠性,達到車規(guī)要求。芯片的車規(guī)級認證主要從體系、功能安全和可靠性三個維度管控。IAFT16949是汽車設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)質(zhì)量管理體系的標準規(guī)范;ISO 26262是針對汽車功能安全的評估認證;AEC-Q系列則主要是針對車規(guī)電子元器件可靠性評估的規(guī)范。
車規(guī)級芯片的三大門檻
IATF 16949
IATF 16949是基于ISO 9001的基礎(chǔ)上建立的國際汽車行業(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,適用于整個汽車供應(yīng)鏈中的組織。它相當于國際汽車行業(yè)的通用語言,目的就是為了減少供應(yīng)鏈中質(zhì)量波動和浪費。