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一文详解作甚「车规芯片」

近几年,汽车智能化、网联化、电动化迅速生长,汽车对于芯片的需求无论在数目上照样性能上都快速增进。当下,搭载好的芯片,汽车才会更有竞争力,整车厂对汽车芯片的关注也到达了空前的高度。

面临日益上涨的需求,国际芯片供应却危急四伏,英飞凌、恩智浦和意法半导体等国际主要汽车芯片大厂在财报电话聚会交流时,一方面强调了汽车芯片产业的强劲远景,但同时也指出了2022年车规芯片的产能瓶颈仍然异常严重。

最高性能车规MCU即将公布

“车规时代”到来

“缺芯潮”中,MCU控制芯片是对车厂挑战最大的产物,尤其高性能、高可靠、高平安的车规控制芯片,而这块市场此前一直是国际大厂的天下,海内创新企业尚是空缺。

不外车规半导体企业芯驰科技近期透露了令人振奋的新闻:即将公布一款高可靠、高平安、高性能、广笼罩的车控MCU E3、其功效平安品级到达了ISO 26262 ASIL D级;这款控制芯片据称可笼罩汽车车身、底盘、动力、BMS、网关、T-Box等各项应用,现在已有近20家车厂和Tier1开展了基于它的应用开发。据芯驰科技提供的资料显示,这款芯片的性能已经跨越了现在全球局限内已公布的所有MCU,应是现在全球性能最高的MCU控制芯片。公布时间邻近,详细情形若何,还需守候芯驰更详细的官方信息。

随着MCU E3的公布,芯驰科技智能座舱、智能驾驶、智能网关、平安控制全系列产物也将形成怪异的平台化、全场景优势。

除了性能方面的突破,是否相符车规也是车厂异常体贴的领域。据悉,芯驰是现在海内首个拿到“四证”的车规级芯片企业,早在2019年就成为中国首个取得ISO 26262-2018 ASIL D流程认证的企业,而X9智能座舱/G9智能网关/V9智能驾驶三款芯片则率先拿下AEC-Q100 Grade-2产物可靠性认证和ISO 26262 ASIL B功效平安产物认证,G9网关芯片是海内首批获得国密认证的车规SoC芯片。

到底作甚车规级芯片?

“车规”的关注度,正变得越来越高,但作甚真正意义上的车规级芯片?市场声音仍有些嘈杂,有的厂商通过AEC-Q100认证就声称到达车规级,有的以为还需要通过ISO 26262认证。尚有厂商宣称自己通过了相关认证,但现实测试历程中,显示却不达标,又是什么缘故原由?为何“车规”云云主要?车厂云云看重?对于以上问题,下文会逐一先容。

相对于其他消费级工业电子元件,汽车电子元件需要面临更苛刻的外部事情环境,使用寿命要求更长,可靠性和平安性要求更高。

“车规认证”即是针对这些使用场景特点,对汽车芯片的生产流程和产物设定了相关认证要求,知足所有要求,才气通过“车规认证”。而车规级芯片,是指完全知足所有“车规认证”要求,并通过第三方认证机构认证的汽车芯片。

那么,真正的车规级芯片到底要经由哪些响应的认证?详细的指标和维度有哪些?现在,业界较为通用的芯片车规认证尺度主要有可靠性尺度AEC-Q系列、功效平安尺度ISO 26262。一样平常通过这两项尺度的认定,才气称为“车规级芯片”。

AEC-Q100:芯片前装上车的“基本门槛”

AEC-Q系列是主要针对可靠性评估的规范,详细划定了一系列的汽车电子可靠性测试尺度。其中,业内普遍熟知的AEC-Q100是基于失效机理的集成电路应力测试判断,是适用于车用芯片的综合可靠性测试,也是汽车行业零部件供应商生产的主要指南。通过AEC-Q100测试,能够保障芯片耐久可靠能用,即不损坏。

通过AEC-Q100可靠性认证试验条件,需要多轮验证且历程中更多着重多方协作(晶圆厂、封测厂等产业链企业的配合),周期一样平常对照长。芯片设计厂商需要从产物设计阶段就将可靠性要求放在异常高的优先级,以确保产物知足环境应力加速验证、寿命加速模拟验证、封装验证等方面的严酷要求,这也要求芯片厂商要有足够厚实的乐成生产车规芯片的履历,才气在前期每个环节中做到位,保障在认证时知足所有尺度和要求。

ISO 26262:汽车供应链的“准入门票”

仅仅保障“能用”、“不损坏”显然是不够的,真正的“车规级芯片”需知足对功效平安机制的考量和认证,随着智能驾驶/无人驾驶的逐步落地,越来越多的汽车零部件增强了对功效平安的需求,而ISO 26262则是周全规范汽车零部件以及芯片功效平安的基本规则。功效平安强调的是保障功效正常,不会泛起突发问题,能够正常报警、平安执行,是能力层面的保障。业内对于功效平安的认证较多使用ISO 26262《蹊径车辆功效平安》国际尺度。以是通过这一尺度的认证,也已成为时下汽车供应链厂商们的准入规则。

ISO 26262除了关注控制随机硬件失效外,还关注制止系统性失效的发生,系统性失效着实占到了“失效”的大部门,许多问题都是由系统性失效造成的,其背后缘故原由各有差异,可能是没有遵照最佳实践的一些准则,或者没有实时的举行偕行评审等。

ISO 26262功效平安认证分为功效平安流程认证功效平安产物认证,在汽车行业的开发流程中,需要先有流程做支持,才气凭证流程做出能到达流程尺度的产物。因此,要想开发出能通过ISO 26262认证的产物,先得通过ISO 26262功效平安流程认证。而只有通过这两方面的认证,才算是完全通过了ISO 26262功效平安认证。

功效平安流程认证专注于功效平安治理系统,产物必须根据通过认证的流程开发,可有用制止产物的系统性失效,提升产物质量,是针对流程的认证。

功效平安产物认证则更注重考察产物自己的平安架构设计、平安特征及平安笼罩局限,对整个系统举行危害剖析和风险评估,并要求平安机制相符响应功效平安品级(ASIL)要求,还需追加自我诊断等功效。

功效平安品级ASIL从低到高可分为A/B/C/D四个品级,品级越高对平安性的要求越高,对开发流程和手艺的要求也越严酷,每个品级都有相对应的尺度,需知足这一品级所有尺度要求,才算是通过了该品级的认证。

芯驰科技率先通过了功效平安流程ASIL D级其余认证,随后其X9座舱芯片/G9网关芯片/V9自动驾驶三款芯片经由行业权威认证机构德国莱茵TÜV评估,认定其从制止系统性失效和控制随机硬件失效方面,均完全相符ISO 26262 ASIL B级其余尺度要求,即也通过ASIL B功效平安产物认证。芯驰科技也是海内首家杀青这一目的的车规处置器企业。

值得注重的是,一样平常产物认证品级不会高于流程认证品级,例如不太可能功效平安流程认证品级是ASIL B,生产出来的产物品级是ASIL D,若是想生产功效平安通过ASIL D品级认证的产物,那该厂商一定已经通过了功效平安流程ASIL D品级的认证。芯驰科技是完全相符这一顺序的,其很早就通过了ASIL D级其余功效平安流程认证,也为近期即将公布的 ASIL D级别MCU打好了基础。

要想通过ISO 26262认证,芯片厂商同样需要从芯片设计之初就以响应尺度为目的举行设计,包罗芯片全生命周期的功效平安要求,涵盖平安需求的计划、设计、实行、集成、验证、确认和设置等。

虽然该尺度并非全球强制性尺度,但在一些对功效平安有一定要求的部件上,整车厂和Tier1举行平台化选型时,没有通过ISO 26262认证的产物或厂商,基本很难获得认可,以是该尺度已经逐渐成为汽车供应链厂商的“准入门票”。

值得注重的是,汽车上差异区域使用的芯片,对于平安品级的要求也是差其余,一样平常以该区域中对于功效平安要求最高的功效,来确定整体的需求品级。例如仪表盘需要到达ASIL B品级,由于它有报错功效,若是车辆某个部位泛起问题,仪表盘报警灯不提醒,那么车辆平安机制将无法事情,会带来伟大平安风险,以是要保证仪表盘的错误报警信息能平安可靠的显示出来。

而纵然同是ISO 26262 ASIL某一品级的认证,着实也有差异,有车规“准备”和“完全”通过两种。市场上有不少智能汽车芯片厂商宣传已经通过了ASIL X级其余认证,但其中或是知足了部门ISO 26262尺度中的要求,也就是ASIL X Ready认证,这一级其余认证着实更准确的说法叫车规“准备”,一样平常以知足“控制随机硬件失效”方面的要求为主;又或者是仅拿下了流程认证、还未通过产物功效平安认证。以是会有厂商示意通过了认证,而现实测试中不达标的情形发生。

综合来看,真正的车规级芯片一样平常需要通过可靠性测试认证 功效平安流程认证 功效平安产物认证,才气算完全知足车规认证中的所有要求,才算是“车规级芯片”。

时机窗口到来

行业迎接创新企业

这两年,海内汽车芯片行业生长迅速,国产半导体厂商纷纷加大车规级产物的推进力度。然而,车规级芯片在开发和认证历程中需要破费较多的时间,一款芯片完成车规级认证,一样平常需要用2年左右的时间,大量的验证事情使得车规级芯片投入周期长、导入难度大,严苛的要求将众多国产半导体厂商挡在了门外。纵然是当前市场上热门的高性能智能座舱芯片高通骁龙8155也只宣传通过了AEC-Q100 Grade-3认证,暂未通过ISO 26262认证。而现在,芯驰科技已冲出藩篱,成为了第一家通过可靠性测试认证 功效平安流程认证 功效平安产物认证的创新车规处置器企业,并获得了市场普遍认可。

搜索资料可以发现,芯驰科技是一家相对低调的企业,其全系列的“智能座舱、智能驾驶、平安控制、智能网关”域控算力平台用不到3年时间,完成了流片、ISO 26262 和ACE-Q100车规最高品级认证,以及量产出货,现在已笼罩中国跨越70%的车厂,服务250余家客户。事实上,芯驰科技的实力在业内已比肩国际大厂。

芯片创新企业众多,为什么芯驰能这么快?从其团队靠山中可领会到,芯驰的团队平均拥有10-20年量产履历的深挚积累,在半导体行业,厚实的乐成量产履历是芯片设计和乐成量产的最大保障。据先容,现在芯驰也已介入到多项车规级芯片尺度的制订中。

汽车作为永生命周期的商品,又与人身平安亲热相关,在对可靠性、平安性的要求尺度上需要极其严酷,以是通过车规级认证,既主要,又需要。综合来看,在当前的市场环境和趋势下,中国车规芯片企业正在迎来忧伤的生长时机,但想走的更远,唯有在平安、可靠上扎实做好才是正道。