最高性能车规MCU即将发布 详解何为“车规芯片”1
发布时间:2022-04-13 17:40 阅读量:378

      近几年,汽车智能化、网联化、电动化迅速发展,汽车对于芯片的需求无论在数量上还是性能上都快速增长。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达到了空前的高度。


      面对日益上涨的需求,国际芯片供应却危机四伏,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会议交流时,一方面强调了汽车芯片产业的强劲前景,但同时也指出了2022年车规芯片的产能瓶颈仍然非常严峻。

图片
图片

最高性能车规MCU即将发布

 “车规时代”到来

图片
图片



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


      不过车规半导体企业芯驰科技近期透露了令人振奋的消息:即将发布一款高可靠、高安全、高性能、广覆盖的车控MCU E3、其功能安全等级达到了ISO 26262 ASIL D级;这款控制芯片据称可覆盖汽车车身、底盘、动力、BMS、网关、T-Box等各项应用,目前已有近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超过了目前全球范围内已发布的所有MCU,应是目前全球性能最高的MCU控制芯片。发布时间临近,具体情况如何,还需等待芯驰更详细的官方信息。


26.png

芯弛科技产品

      

      随着MCU E3的发布,芯驰科技智能座舱、智能驾驶、智能网关、安全控制全系列产品也将形成独特的平台化、全场景优势。


      除了性能方面的突破,是否符合车规也是车厂非常关心的领域。据悉,芯驰是目前国内首个拿到“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产品可靠性认证和ISO 26262 ASIL B功能安全产品认证,G9网关芯片是国内首批获得国密认证的车规SoC芯片。



图片
图片

到底何为车规级芯片?

图片
图片



      “车规”的关注度,正变得越来越高,但何为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认证就声称达到车规级,有的认为还需要通过ISO 26262认证。还有厂商宣称自己通过了相关认证,但实际测试过程中,表现却不达标,又是什么原因?为何“车规”如此重要?车厂如此看重?对于以上问题,下文会逐一介绍。


      相对于其他消费级工业电子元件,汽车电子元件需要面对更苛刻的外部工作环境,使用寿命要求更长,可靠性和安全性要求更高。


      “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品设定了相关认证要求,满足所有要求,才能通过“车规认证”。而车规级芯片,是指完全满足所有“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过哪些相应的认证?具体的指标和维度有哪些?目前,业界较为通用的芯片车规认证标准主要有可靠性标准AEC-Q系列、功能安全标准ISO 26262。一般通过这两项标准的认定,才能称为“车规级芯片”。



      AEC-Q系列是主要针对可靠性评估的规范,详细规定了一系列的汽车电子可靠性测试标准。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鉴定,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重要指南。通过AEC-Q100测试,能够保障芯片长期可靠能用,即不损坏。


      通过AEC-Q100可靠性认证试验条件,需要多轮验证且过程中更多侧重多方协作(晶圆厂、封测厂等产业链企业的配合),周期一般比较长。芯片设计厂商需要从产品设计阶段就将可靠性要求放在非常高的优先级,以确保产品满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格要求,这也要求芯片厂商要有足够丰富的成功生产车规芯片的经验,才能在前期每个环节中做到位,保障在认证时满足所有标准和要求。



      仅仅保障“能用”、“不损坏”显然是不够的,真正的“车规级芯片”需满足对功能安全机制的考量和认证,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加强了对功能安全的需求,而ISO 26262则是全面规范汽车零部件以及芯片功能安全的基本规则。功能安全强调的是保障功能正常,不会出现突发问题,能够正常报警、安全执行,是能力层面的保障。业内对于功能安全的认证较多使用ISO 26262《道路车辆功能安全》国际标准。所以通过这一标准的认证,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,还关注避免系统性失效的发生,系统性失效其实占到了“失效”的大部分,很多问题都是由系统性失效造成的,其背后原因各有不同,可能是没有遵照最佳实践的一些准则,或者没有及时的进行同行评审等。


ISO 26262.png

ISO 26262第二版内容


      ISO 26262功能安全认证分为功能安全流程认证和功能安全产品认证,在汽车行业的开发流程中,需要先有流程做支撑,才能根据流程做出能达到流程标准的产品。因此,要想开发出能通过ISO 26262认证的产品,先得通过ISO