6月29日—30日，由蓋世汽車主辦的“2021中國(guó)汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大會(huì)” 隆重召開。本次會(huì)議主要圍繞中國(guó)車企缺芯現(xiàn)狀、供應(yīng)鏈國(guó)產(chǎn)化安全建設(shè)、車載芯片平臺(tái)的搭建設(shè)計(jì)、自動(dòng)駕駛、智能座艙領(lǐng)域的芯片需求和應(yīng)用案例、功率半導(dǎo)體在三電中的應(yīng)用以及芯片測(cè)試和功能安全等話題展開討論，共謀產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展之路。下面是中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院副總工程師陳大為在本次大會(huì)上的發(fā)言。

　　中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院副總工程師 陳大為

　　各位早上好，今天我跟大家一起分享關(guān)于車規(guī)芯片標(biāo)準(zhǔn)方面的話題。

　　AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)相信大家都非常清楚，目前為止已經(jīng)有6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)基本上分為四個(gè)等級(jí)。最低-40度，最高150度，這是五年前的一個(gè)劃分。作為車規(guī)芯片，從設(shè)計(jì)一直到應(yīng)用，各個(gè)階段都要遵循一系列的標(biāo)準(zhǔn)。

　　在設(shè)計(jì)階段，大家知道ISO26262主動(dòng)功能安全標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是2018年才對(duì)芯片有比較明確的要求，在這之前車規(guī)芯片遵循的是高可靠設(shè)計(jì)要求，這個(gè)在消費(fèi)類電子和工控芯片里面可能提的不太多，包括冗余，特殊的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，當(dāng)然也會(huì)帶來(lái)面積的增大及成本提升。

　　生產(chǎn)制造階段，第一，在IATF16949產(chǎn)線上進(jìn)行流片，汽車零部件都要求符合IATF16949的要求，所以要在符合IATF16949的產(chǎn)線上做。按照AEC-Q100要求，CP 測(cè)試中失效芯片周圍所有的芯片都要挑出來(lái)，這又增加了汽車芯片成本。后面還有統(tǒng)計(jì)分析、零缺陷指南等等。所謂的零缺陷是通過(guò)一系列管理控制來(lái)追求的，并不是說(shuō)真的能設(shè)計(jì)一個(gè)零缺陷的芯片。可靠性認(rèn)證，這是剛才說(shuō)的六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，今天主要跟大家討論AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。

　　國(guó)內(nèi)的車規(guī)芯片在2010年的時(shí)候很少，可能也就幾家，2015年的時(shí)候有10家左右，但主要是后裝市場(chǎng)，2020年的時(shí)候大概有40家，到昨天為止統(tǒng)計(jì)大概有70家，250種準(zhǔn)車規(guī)芯片。

　　實(shí)際上國(guó)家核高基項(xiàng)目從2012年就開始支持兩個(gè)國(guó)產(chǎn)化汽車電子芯片關(guān)鍵技術(shù)研究，做車上信息系統(tǒng)芯片，沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化指標(biāo)考核。到2014年又安排了車身控制器芯片研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，車身電子控制器SOC芯片的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。到2019年又給了地平線一個(gè)項(xiàng)目。

　　國(guó)內(nèi)芯片的情況，高可靠芯片設(shè)計(jì)還是有點(diǎn)欠缺，車規(guī)芯片是設(shè)計(jì)出來(lái)的，而不是測(cè)試出來(lái)的。另外國(guó)內(nèi)大部分芯片公司對(duì)ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)才剛剛開始接觸，可能只有極少數(shù)公司剛通過(guò)了ISO 26262體系認(rèn)證，但是芯片認(rèn)證可能現(xiàn)在還正在進(jìn)行。

　　生產(chǎn)過(guò)程的控制，到了這個(gè)階段，一顆芯片的工藝、線寬可能都確定了，然后還要選擇的產(chǎn)線正好符合TS16949要求，這個(gè)選擇余地就比較少了。有時(shí)候就是沒(méi)有TS16949認(rèn)證，也不得不做。

　　測(cè)試認(rèn)證機(jī)構(gòu)，主要是通過(guò)測(cè)試來(lái)驗(yàn)證芯片對(duì)AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的合規(guī)性，并不是說(shuō)通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證把這個(gè)芯片變成車規(guī)級(jí)芯片，實(shí)際上這是一個(gè)驗(yàn)證芯片是否符合標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程。測(cè)試機(jī)構(gòu)應(yīng)該體現(xiàn)各自的特長(zhǎng)，一起合力涵蓋AEC-Q100全部的內(nèi)容。目前來(lái)說(shuō)，我們的測(cè)試機(jī)構(gòu)還是有很多可以提升的部分。

　　無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致現(xiàn)在大家對(duì)AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的理解比較混沌，因?yàn)锳EC-Q100是一系列的標(biāo)準(zhǔn)，包括后面的測(cè)試方法都是一系列嵌套標(biāo)準(zhǔn)。

　　這是AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)大概結(jié)構(gòu)，前面有范圍，引用文件，名詞術(shù)語(yǔ)，要求，鑒定，鑒定檢驗(yàn)，附錄，基本上跟現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)差不多。

　　這是AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的其他配套標(biāo)準(zhǔn)，底下這些標(biāo)準(zhǔn)都是跟AEC-Q100主標(biāo)準(zhǔn)配套的。如果按照AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)施的話，那么配套標(biāo)準(zhǔn)和輔助標(biāo)準(zhǔn)都需要用到。

　　這是AEC-Q100試驗(yàn)分組圖，分為七大類，41項(xiàng)具體試驗(yàn)項(xiàng)目。A組是加速環(huán)境應(yīng)力測(cè)試（6項(xiàng)），B組是加速生命周期模擬測(cè)試。C組是封裝組裝完整性測(cè)試。D組是芯片制造可靠性測(cè)試。E組是電性驗(yàn)證測(cè)試。F組是缺陷篩選測(cè)試分析。G組是腔封裝完整性測(cè)試。這里紅色是可以刪減的，最后的刪減就是G組，如果是塑封試驗(yàn)，那么G組就可以不做了。

　　在A組里面有一個(gè)功率溫度循環(huán)PTC，如果這個(gè)樣品功率大于1W要做這個(gè)試驗(yàn)，如果低于1W可以不做這個(gè)試驗(yàn)。B組易失性存儲(chǔ)器耐久性、數(shù)據(jù)保持性，工作壽命，就是說(shuō)這個(gè)芯片里面本身沒(méi)有存儲(chǔ)器，那這個(gè)項(xiàng)目就可以不做，如果這個(gè)芯片里面有存儲(chǔ)器，而且大于1兆，存儲(chǔ)器就要做這個(gè)試驗(yàn)。比如我們有時(shí)候看到MCU樣品，MCU里面一般都是有存儲(chǔ)器的，這個(gè)項(xiàng)目如果不做，那么對(duì)MCU來(lái)說(shuō)，AEC-Q100實(shí)驗(yàn)是有缺陷的。C組錫球剪切，假如它本身無(wú)錫球的芯片就可以不做。E組有短路和熱點(diǎn)效應(yīng)，這是對(duì)功率器件的要做，大概是這樣一個(gè)情況。

　　這里面比較費(fèi)時(shí)間的就是A組和B組，全部都是1000小時(shí)周期的實(shí)驗(yàn)，而且每個(gè)組基本上都是1000小時(shí)同時(shí)做，有的還要通電。對(duì)于AEC-Q100來(lái)說(shuō)，在某種情況下，各種都刪掉了，最少的至少要做28項(xiàng)試驗(yàn)，也就是說(shuō)做了28項(xiàng)試驗(yàn)，才認(rèn)為AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)是全部做滿了。AEC-Q100前面第一頁(yè)就講了，只有當(dāng)所有的項(xiàng)目全部通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試，才能對(duì)外聲稱這顆料通過(guò)了AEC-Q100認(rèn)證。

　　這里面舉幾個(gè)現(xiàn)有工規(guī)或者消費(fèi)類芯片不太一樣的地方。A組類似的就是應(yīng)力稍微強(qiáng)一點(diǎn)，比較不一樣的地方是D組，車規(guī)芯片一開始在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中就要考慮到這顆是車規(guī)芯片，不然的話你拿不到這個(gè)數(shù)據(jù)，拿不到這個(gè)數(shù)據(jù)AEC-Q100就缺了D組。E組第一項(xiàng)是應(yīng)力測(cè)試實(shí)驗(yàn)前后測(cè)試，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵，按照AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，E組測(cè)試和前面A組B組所有的測(cè)試都是關(guān)聯(lián)的。也就是說(shuō)，第一步就要做E1組的測(cè)試，完了以后再做A組B組，測(cè)完以后再來(lái)算它的失效率，計(jì)算Cpk的值，大于1.67才能認(rèn)為是可以接受的。因?yàn)橹昂芏鄷r(shí)間里面，消費(fèi)類產(chǎn)品基本上就做常高溫，工控類芯片也就做常高溫。

　　另外比較特別的是EMC問(wèn)題，咱們國(guó)家做的EMC都是整機(jī)和系統(tǒng)的EBC，現(xiàn)在各地EMC實(shí)驗(yàn)室非常多，但是真正做芯片的EMC實(shí)驗(yàn)室還比較少。我們單位有一個(gè)集成電路EMC工作組，已經(jīng)工作三四年了，大家一直在一起定標(biāo)準(zhǔn)。

　　另外最不一樣的是E組的軟誤差率，目前國(guó)內(nèi)基本上是不具備大量實(shí)驗(yàn)條件的。國(guó)內(nèi)做單粒子的只有一家，汽車芯片根本排不上隊(duì)，全中國(guó)就這一個(gè)粒子加速器基地。這個(gè)項(xiàng)目是有積累的，宇宙射線打到汽車以后，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)了，有可能引起一定軟故障的翻轉(zhuǎn)。

　　F組是生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中AEC-Q100的平均統(tǒng)計(jì)，這兩個(gè)也是要倒推到在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的數(shù)據(jù)分析。

　　這是A組加速環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)，如何來(lái)鑒定判據(jù)是0還是1，就需要通過(guò)試驗(yàn)前后的電參數(shù)測(cè)試。

　　這里向大家報(bào)告一下，去年做過(guò)一本汽車電子創(chuàng)新產(chǎn)品目錄，實(shí)際上就有汽車芯片的目錄，這是去年科技部讓中國(guó)集成電路創(chuàng)新設(shè)計(jì)聯(lián)盟牽頭做的，今年又做了第二版。目前為止，共收到了73家單位的293款產(chǎn)品報(bào)名，比去年進(jìn)步不少，去年是40家130種產(chǎn)品，今年基本上翻了一倍。去年來(lái)了就登，今年我們提出，因?yàn)锳EC-Q100標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)外屬于最基本的前裝入門標(biāo)準(zhǔn)，所以這次我們就要求大家提交這293款認(rèn)證報(bào)告，最后有25家提供了38份AEC-Q100報(bào)告?？戳诉@些報(bào)告，不容樂(lè)觀?？聪聛?lái)比較集中的是E1組沒(méi)有，絕大部分都沒(méi)有，這里面原因也很多，有委托方芯片公司說(shuō)不想做了或者做起來(lái)費(fèi)勁，要很長(zhǎng)時(shí)間及又要開發(fā)程序，又要調(diào)試，時(shí)間很久比較麻煩。也有的是測(cè)試機(jī)構(gòu)沒(méi)有測(cè)試設(shè)備，盡量不做這個(gè)了，諸如此類的。最終統(tǒng)計(jì)下來(lái)有25個(gè)公司提供了38份報(bào)告，通病方面：三溫電測(cè)試沒(méi)有做， D組沒(méi)有做。

　　汽車電子元器件標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)下一步會(huì)做一些標(biāo)準(zhǔn)，如果大家有興趣的話可以掃描二維碼，里面有張表可以加入這個(gè)組織。剛才講到的2021年產(chǎn)品目錄，如果需要加進(jìn)去的話還有機(jī)會(huì)，到7月15日會(huì)在蘇州會(huì)議上發(fā)布這個(gè)內(nèi)容。

　　芯片可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，我們要開展ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)芯片驗(yàn)證方面的方法研究，來(lái)助力芯片公司從源頭上設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)的芯片出來(lái)。流片和封測(cè)廠實(shí)施TS16949，加速制定相關(guān)可靠性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)并實(shí)施，設(shè)立國(guó)家汽車芯片研發(fā)專項(xiàng)。

　　最后有兩個(gè)建議，一個(gè)是針對(duì)芯片公司，AEC-Q100實(shí)際上是可以自己來(lái)做的，并不一定第三方來(lái)做。這三個(gè)類型實(shí)驗(yàn)室都可以做AEC-Q100實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是要對(duì)AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)有正確深刻的理解，不然的話讓誰(shuí)做都是有問(wèn)題的。

　　對(duì)于Teir1來(lái)說(shuō)，如何判斷人家給你的這顆料符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)此博世就有一個(gè)團(tuán)隊(duì)，里面有微電子專家，電子線路應(yīng)用專家，車機(jī)專家，整車專家，統(tǒng)計(jì)專家，這樣對(duì)每一份報(bào)告的所有數(shù)據(jù)都可以按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格仔細(xì)全面的審核，如果審出來(lái)有問(wèn)題，不是說(shuō)你走吧，不符合我的要求，而是會(huì)耐心地幫助對(duì)方一起把剩下沒(méi)有做完的試驗(yàn)補(bǔ)齊，共同進(jìn)步，最終使這顆芯片進(jìn)入到其供應(yīng)鏈體系當(dāng)中。

　　對(duì)于tier 1 解讀測(cè)試報(bào)告，這里有幾個(gè)建議：1、內(nèi)容是否全面？2、有沒(méi)有設(shè)計(jì)參數(shù)？有的報(bào)告看起來(lái)蠻高大上的，實(shí)際上里面關(guān)鍵內(nèi)容沒(méi)有或者含糊不清的，這會(huì)有一個(gè)誤導(dǎo)，因?yàn)槲覀儽緛?lái)對(duì)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求也不太熟，這樣就會(huì)有問(wèn)題。3、測(cè)試條件是否符合規(guī)定？

　　最后小結(jié)一下，對(duì)AEC-Q100的理解非常重要，只有全部符合才能聲稱通過(guò)了AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。不一定要第三方測(cè)試，也可以自己測(cè)。另外7大類41項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目可刪減，但必須要有理由說(shuō)明。同系列產(chǎn)品可利用通用數(shù)據(jù)減少試驗(yàn)項(xiàng)目，但需提供證明?？煽啃栽囼?yàn)前后須進(jìn)行三溫電性測(cè)試，這是判斷合格與否的唯一依據(jù)。有些試驗(yàn)項(xiàng)目判據(jù)由用戶決定，如EMC。AEC-Q100測(cè)試數(shù)據(jù)是為了證明芯片符合標(biāo)準(zhǔn)。

　　來(lái)源：蓋世汽車