一颗汽车芯片从设计流片、车规认证、车型导入验证、到量产装车,通常需要3-5年的时间。而只有最终大规模落地量产,实现盈利,企业才能真正地活下来。这整个周期,就像是一场残酷的军备竞赛。而这一切的基础,是车规认证带来的安全保障。汽车芯片企业只有建立起车规理念及文化,坚持产品的持续改进、持续认证,才能以车芯助力更安全可靠、更有竞争力的汽车产品,带来中国汽车半导体行业的真正突破。
什么是车规级芯片?
按照应用场景,芯片通常可以分为消费级、工业级、车规级、军工级以及宇航级,不同级别的芯片有不同的要求,以保证芯片的稳定运行。
芯片等级划分
汽车芯片,即“车规级芯片Automotive Grade”,指满足汽车质量管理体系,符合可靠性和功能安全要求的集成电路。区别于消费芯片与工业芯片,汽车芯片的工作环境恶劣、安全等级高、使用寿命长,因此车规级芯片要求高可靠性、高安全性、高稳定性。其中,高可靠性主要针对温度、湿度、抗震动、抗电磁干扰、使用寿命来设置标准,安全性主要在功能安全、信息安全上设置标准,高稳定性主要是要求大批量生产的一致性等。这使得车规级芯片具备极高的技术难度和进入门槛,国产化率较低。
车规芯片与消费芯片的对比差别以及车规认证标准
汽车芯片从应用环节可以分为 5 大类:主控类芯片、功率类芯片、模拟类芯片、传感器芯片、存储类芯片等。
主控类芯片负责计算与控制,包括MCU芯片和SoC芯片等,分布在如发动机、底盘和车身控制,以及中控、辅助驾驶(ADAS)和自动驾驶系统等;
功率类芯片负责功率转换,一般应用于电动车的电源和接口;
模拟类芯片承担着连接现实世界和数字世界的桥梁作用,主要分为信号链芯片与电源管理芯片两大板块;
传感器芯片负责将物理量、化学量、生物量等转换成电信号,分为车身感知传感器和环境感知传感器;
存储器芯片负责数据存储,分为闪存和内存,其中闪存包括NAND Flash和NOR Flash,内存包括DRAM和SRAM。
汽车芯片的类别
车规级芯片的认证
汽车电子本身使用环境较为复杂,一旦失效可能引发严重后果,要研发一款真正符合需求的车规芯片并不容易。芯片在真正投入量产前,往往要经过一系列严格的测试验证,以保证流程和产品的可靠性,达到车规要求。芯片的车规级认证主要从体系、功能安全和可靠性三个维度管控。IAFT16949是汽车设计、开发和生产质量管理体系的标准规范;ISO 26262是针对汽车功能安全的评估认证;AEC-Q系列则主要是针对车规电子元器件可靠性评估的规范。
车规级芯片的三大门槛
IATF 16949
IATF 16949是基于ISO 9001的基础上建立的国际汽车行业的技术规范,叙述了汽车相关产品的设计和开发、生产及相应的安装与服务的质量管理体系要求,适用于顾客要求的用于生产件和/或服务件的制造现场,适用于整个汽车供应链中的组织。它相当于国际汽车行业的通用语言,目的就是为了减少供应链中质量波动和浪费。