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  隨著汽車智能化的飛速發(fā)展，車輛對車規(guī)芯片的需求越來越大。以往生產(chǎn)一臺傳統(tǒng)汽車需要500至600顆芯片，隨著自動駕駛、新能源等功能的增加，現(xiàn)在每輛汽車所需的芯片數(shù)量已達到1000顆以上。

  車規(guī)級芯片，指技術(shù)標準達到車規(guī)級，可應(yīng)用于汽車控制的芯片。車規(guī)級是適用于汽車電子元件的規(guī)格標準等級之一。MCU芯片等級標準分為消費級、工業(yè)級、車規(guī)級、QJ、GJ五個等級，他們的差異主要體現(xiàn)在工作溫度范圍、穩(wěn)定性、不良率等方面，下圖是消費級和車規(guī)級的MCU芯片的指標要求對比。

由此可見，車規(guī)級芯片對可靠性的要求更高，例如工作溫度范圍、工作穩(wěn)定性、不良率等。產(chǎn)品等級差異主要是通過復(fù)雜的芯片設(shè)計和生產(chǎn)流程控制來實現(xiàn)，從而在工作溫度范圍，穩(wěn)定性等方面表現(xiàn)出差異化。

  車規(guī)級認證

  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。

  IATF 16949認證

  IATF16949是基于ISO9001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。

上圖是IATF16949的發(fā)展過程，隨著質(zhì)量管理體系要求的不斷提升，新版的16949涵蓋了：產(chǎn)品安全、風(fēng)險管理和應(yīng)急計劃、嵌入式軟件要求、變更和質(zhì)保管理和次級供應(yīng)商管理，對汽車供應(yīng)鏈提出了更高的管理水平規(guī)范。

  ISO 26262

  ISO26262是從電子、電氣及可編程器件功能安全基本標準IEC61508派生出來的，主要定位在汽車行業(yè)中特定的電氣器件、電子設(shè)備、可編程電子器件等專門用于汽車領(lǐng)域的部件，旨在提高汽車電子、電氣產(chǎn)品功能安全的國際標準。

  ISO26262根據(jù)嚴重度(Severity)、暴露率(Exposure)和可控性(Controllability)，給汽車上的全部電子電氣系統(tǒng)劃分安全等級，安全氣囊、防抱死制動系統(tǒng)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須達到ASIL D級，這是應(yīng)用于安全保障的最嚴苛等級，因為其失效帶來的風(fēng)險最高。而安全等級范圍的最低等級，如后燈等部件，僅需達到ASIL A級即可。大燈和剎車燈通常是ASIL B級，而巡航控制通常是ASIL C級。

企業(yè)在執(zhí)行ISO 26262功能安全標準的時候，會先制定安全要求以將風(fēng)險降低到可接受的水平，管理并跟蹤安全要求，確保最終產(chǎn)品遵循標準化安全程序。通過系統(tǒng)性、全生命周期的思考方式，實現(xiàn)全面地規(guī)劃功能安全的目的。

  AEC-Q認證

  AEC-Q認證的目的是針對車載應(yīng)用，汽車零部件，汽車車載電子實施標準規(guī)范，建立車載電子部件的可靠性及認定標準規(guī)格化質(zhì)量控制標準，提高車載電子的穩(wěn)定性和標準化。

  不同半導(dǎo)體產(chǎn)品有不同的AEC-Q標準，芯片設(shè)計企業(yè)需以產(chǎn)品分類選擇適宜的標準，如AEC-Q100(IC芯片)、AEC-Q101(半導(dǎo)體分立器件)、AEC-102(光電器件)、AEC-Q103(傳感器)、AEC-Q104(多芯片模塊)和AEC-Q200(被動元器件)。

  車規(guī)級的電子元件對環(huán)境要求、抗振動沖擊、可靠性和一致性等方面要求嚴格，所以必須采用更先進的技術(shù)和更苛刻的測試程序。以AEC-Q100為例，規(guī)范了測試7大類別：

  1)測試群組A(環(huán)境壓力加速測試)

  2)測試群組B(使用壽命模擬測試)

  3)測試群組C(封裝組裝整合測試)

  4)測試群組D(芯片晶圓可靠度測試)

  5)測試群組E(電氣特性確認測試)

  6)測試群組F(瑕疵篩選監(jiān)控測試)

  7)測試群組G(封裝凹陷整合測試)，

  只有完全通過7大類別共41項測試后，才能獲得AEC-Q100認證。AEC-Q系列認證，完成全部測試，平均最低時間也需要大概6個月左右，認證等級請參考下圖：

  AEC-Q的要求非常嚴格，只有通過相對應(yīng)的標準規(guī)定的全部測試項目，供應(yīng)商才能聲稱該產(chǎn)品通過了相應(yīng)的AEC-Q認證;符合這些規(guī)格的組件適用于惡劣的汽車環(huán)境，無需額外的組件級鑒定測試。同時，AEC-Q標準是在不斷進化的，特別是隨著高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和自動駕駛等新技術(shù)的發(fā)展，標準還將保持這種持續(xù)更新的狀態(tài)。