一顆汽車芯片從設計流片、車規認證、車型導入驗證、到量產裝車,通常需要3-5年的時間。而只有最終大規模落地量產,實現盈利,企業才能真正地活下來。這整個周期,就像是一場殘酷的軍備競賽。而這一切的基礎,是車規認證帶來的安全保障。汽車芯片企業只有建立起車規理念及文化,堅持產品的持續改進、持續認證,才能以車芯助力更安全可靠、更有競爭力的汽車產品,帶來中國汽車半導體行業的真正突破。
什么是車規級芯片?
按照應用場景,芯片通??梢苑譃橄M級、工業級、車規級、軍工級以及宇航級,不同級別的芯片有不同的要求,以保證芯片的穩定運行。
芯片等級劃分
汽車芯片,即“車規級芯片Automotive Grade”,指滿足汽車質量管理體系,符合可靠性和功能安全要求的集成電路。區別于消費芯片與工業芯片,汽車芯片的工作環境惡劣、安全等級高、使用壽命長,因此車規級芯片要求高可靠性、高安全性、高穩定性。其中,高可靠性主要針對溫度、濕度、抗震動、抗電磁干擾、使用壽命來設置標準,安全性主要在功能安全、信息安全上設置標準,高穩定性主要是要求大批量生產的一致性等。這使得車規級芯片具備極高的技術難度和進入門檻,國產化率較低。
車規芯片與消費芯片的對比差別以及車規認證標準
汽車芯片從應用環節可以分為 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)和自動駕駛系統等;
功率類芯片負責功率轉換,一般應用于電動車的電源和接口;
模擬類芯片承擔著連接現實世界和數字世界的橋梁作用,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、生物量等轉換成電信號,分為車身感知傳感器和環境感知傳感器;
存儲器芯片負責數據存儲,分為閃存和內存,其中閃存包括NAND Flash和NOR Flash,內存包括DRAM和SRAM。
汽車芯片的類別
車規級芯片的認證
汽車電子本身使用環境較為復雜,一旦失效可能引發嚴重后果,要研發一款真正符合需求的車規芯片并不容易。芯片在真正投入量產前,往往要經過一系列嚴格的測試驗證,以保證流程和產品的可靠性,達到車規要求。芯片的車規級認證主要從體系、功能安全和可靠性三個維度管控。IAFT16949是汽車設計、開發和生產質量管理體系的標準規范;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電子元器件可靠性評估的規范。
車規級芯片的三大門檻
IATF 16949
IATF 16949是基于ISO 9001的基礎上建立的國際汽車行業的技術規范,敘述了汽車相關產品的設計和開發、生產及相應的安裝與服務的質量管理體系要求,適用于顧客要求的用于生產件和/或服務件的制造現場,適用于整個汽車供應鏈中的組織。它相當于國際汽車行業的通用語言,目的就是為了減少供應鏈中質量波動和浪費。