关于车规芯片的思考与践行

2022-02-07 14:07

本文来源：智车科技

／导读／

“车规芯片需求激增，安全可靠是第一要义”这句大实话最近很火。什么是车规芯片呢？其实它是满足汽车电子元件规格标准的芯片，在目前汽车电动化、智能化、网联化、共享化进程中，其作用至关重要。

具体车规芯片与消费类芯片有什么不同？怎么制造、要满足哪些标准？现在为什么紧俏异常？如何解决缺“芯”的烦恼？近日，芯驰科技副总裁徐超对此类问题给出了客观的答案。

汽车芯片和消费类芯片判然不同

徐超从芯片制造讲起，开发一款芯片之前，首先要“输入客户需求”，对需求进行分解，由架构师对芯片进行合理化定义，这是一个非常考验经验的过程。如果满足了全部客户的期望需求，那芯片成本、面积、功耗等就很可能无法达到均衡。所以，架构定义最重要的一个点是在覆盖最大化客户共性需求的同时，考虑成本、可实现性和可量产性。

定义完成后，开始IP设计，包括使用自有IP和导入合作伙伴的IP；之后进行同期验证，然后将合作伙伴IP集成在SoC中，用加速器和仿真器进行模拟和仿真；最后做综合，同时不断进行迭代和仿真测试。

芯片的物理实现首先通过光刻机在晶圆上刻出芯片电路图形，之后注入离子、镀金属层，然后刻蚀成电路，并进行测试，淘汰掉不良品；再把大的晶圆交给封装合作伙伴，切割成一个个裸片，焊在基板上进行封装。

这时，如果是可靠性要求不高消费类芯片，大多数情况下，完成这些步骤就可以交付给客户了，略微有可靠性要求的消费电子和商用芯片则需要在封装后做相关的一些测试和老化，挑选出有瑕疵的芯片。而车用芯片则需要做非常严苛的老化和可靠性测试，最后还缺少一样东西——相关测试和验证的认证证书，作为PPAP交付文档的一部分。所以，要把车规芯片交给认证合作伙伴，经过一系列测试，完成汽车功能安全和可靠性要求认证，证明其在安全和可靠性上，达到了相应标准，主机厂或Tier1一般才会使用。

他介绍说，车规芯片和消费芯片有几个显著的区别：

设计目标不同：消费类芯片主要考虑性能、功耗和成本（PPA）；车规芯片还会综合考虑可靠性、安全性、一致性和长效性。

工作环境不同：消费类芯片一般满足0－70℃环境温度，而车规芯片要满足－40－105℃的使用温度要求。

设计寿命不同：消费类产品一般不超过5年；汽车设计寿命是10－15年，汽车芯片寿命也要按此设计。

生产制造不同：汽车芯片在制造和封装测试上比消费电子要求相对高。

另外，汽车SoC芯片通常有独立的安全岛设计、独立的系统、独立的电源、独立的时钟，独立的PLL（锁相环）等，以保证持续安全运行。

汽车还要满足数据存储、传输网络ECC／CRC校验和多系统要求，如芯驰一个芯片能够控制10个屏，共运行了6个操作系统，同时符合ISO26262、AEC－Q100标准。