巨新科帶你了解“車規芯片”

近年來，車輛智能化，網聯化和電動化得到了飛速發展，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。

車規時代”到來

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

車規半導體某企業前段時間發布了一款高可靠、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。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。

到底何為車規級芯片？

“車規”的關注度，正變得越來越高，但何為真正意義上的車規級芯片？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，表現卻不達標，又是什么原因？為何“車規”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境，使用壽命要求更長，可靠性和安全性要求更高。

“車規認證”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“車規認證”。而車規級芯片，是指完全滿足所有“車規認證”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？當前行業內比較普遍的芯片車規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范，詳細規定了一系列的汽車電子可靠性測試標準。其中，業內普遍熟知的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作（晶圓廠、封測廠等產業鏈企業的配合），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先地位，才能保證產品達到環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芯片進行充分而又成功的制造，以便能夠在早期各個環節都能到位，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則是全面規范汽車零部件以及芯片功能安全的基本規則。功能安全重在確保功能正常而不發生突發問題并能正常告警和安全實施，屬于能力層面。行業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則。

ISO 26262除了關注控制隨機硬件失效外，還關注避免系統性失效的發生，系統性失效其實占到了“失效”的大部分，許多問題產生于系統性失效，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范，也許是未能及時開展同行評審，等等。