6月29日—30日，由蓋世汽車主辦的“2021中國汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大會” 隆重召開。本次會議主要圍繞中國車企缺芯現(xiàn)狀、供應(yīng)鏈國產(chǎn)化安全建設(shè)、車載芯片平臺的搭建設(shè)計、自動駕駛、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)用以及芯片測試和功能安全等話題展開討論，共謀產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展之路。下面是中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院副總工程師陳大為在本次大會上的發(fā)言。

中國電子技術(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個標(biāo)準(zhǔn)。AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)基本上分為四個等級。最低-40度，最高150度，這是五年前的一個劃分。作為車規(guī)芯片，從設(shè)計一直到應(yīng)用，各個階段都要遵循一系列的標(biāo)準(zhǔn)。

在設(shè)計階段，大家知道ISO26262主動功能安全標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)是2018年才對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)計要求，這個在消費(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)計技術(shù)，當(dāng)然也會帶來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 測試中失效芯片周圍所有的芯片都要挑出來，這又增加了汽車芯片成本。后面還有統(tǒng)計分析、零缺陷指南等等。所謂的零缺陷是通過一系列管理控制來追求的，并不是說真的能設(shè)計一個零缺陷的芯片?？煽啃哉J(rèn)證，這是剛才說的六個標(biāo)準(zhǔn)，今天主要跟大家討論AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。

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

實(shí)際上國家核高基項目從2012年就開始支持兩個國產(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項目。

國內(nèi)芯片的情況，高可靠芯片設(shè)計還是有點(diǎn)欠缺，車規(guī)芯片是設(shè)計出來的，而不是測試出來的。另外國內(nèi)大部分芯片公司對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)過程的控制，到了這個階段，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，這個選擇余地就比較少了。有時候就是沒有TS16949認(rèn)證，也不得不做。

測試認(rèn)證機(jī)構(gòu)，主要是通過測試來驗證芯片對AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的合規(guī)性，并不是說通過測試驗證把這個芯片變成車規(guī)級芯片，實(shí)際上這是一個驗證芯片是否符合標(biāo)準(zhǔn)的過程。測試機(jī)構(gòu)應(yīng)該體現(xiàn)各自的特長，一起合力涵蓋AEC-Q100全部的內(nèi)容。目前來說，我們的測試機(jī)構(gòu)還是有很多可以提升的部分。

無國家標(biāo)準(zhǔn)，沒有國家標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致現(xiàn)在大家對AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的理解比較混沌，因為AEC-Q100是一系列的標(biāo)準(zhǔn)，包括后面的測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，要求，鑒定，鑒定檢驗，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試驗分組圖，分為七大類，41項具體試驗項目。A組是加速環(huán)境應(yīng)力測試（6項），B組是加速生命周期模擬測試。C組是封裝組裝完整性測試。D組是芯片制造可靠性測試。E組是電性驗證測試。F組是缺陷篩選測試分析。G組是腔封裝完整性測試。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，那么G組就可以不做了。

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

這里面比較費(fèi)時間的就是A組和B組，全部都是1000小時周期的實(shí)驗，而且每個組基本上都是1000小時同時做，有的還要通電。對于AEC-Q100來說，在某種情況下，各種都刪掉了，最少的至少要做28項試驗，也就是說做了28項試驗，才認(rèn)為AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)是全部做滿了。AEC-Q100前面第一頁就講了，只有當(dāng)所有的項目全部通過本標(biāo)準(zhǔn)的測試，才能對外聲稱這顆料通過了AEC-Q100認(rèn)證。

這里面舉幾個現(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)計生產(chǎn)過程當(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數(shù)據(jù)，拿不到這個數(shù)據(jù)AEC-Q100就缺了D組。E組第一項是應(yīng)力測試實(shí)驗前后測試，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵，按照AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，E組測試和前面A組B組所有的測試都是關(guān)聯(lián)的。也就是說，第一步就要做E1組的測試，完了以后再做A組B組，測完以后再來算它的失效率，計算Cpk的值，大于1.67才能認(rèn)為是可以接受的。因為之前很多時間里面，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問題，咱們國家做的EMC都是整機(jī)和系統(tǒng)的EBC，現(xiàn)在各地EMC實(shí)驗室非常多，但是真正做芯片的EMC實(shí)驗室還比較少。我們單位有一個集成電路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，目前國內(nèi)基本上是不具備大量實(shí)驗條件的。國內(nèi)做單粒子的只有一家，汽車芯片根本排不上隊，全中國就這一個粒子加速器基地。這個項目是有積累的，宇宙射線打到汽車以后，如果時間足夠長了，有可能引起一定軟故障的翻轉(zhuǎn)。

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

這是A組加速環(huán)境應(yīng)力試驗，如何來鑒定判據(jù)是0還是1，就需要通過試驗前后的電參數(shù)測試。

這里向大家報告一下，去年做過一本汽車電子創(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集成電路創(chuàng)新設(shè)計聯(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。去年來了就登，今年我們提出，因為AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)在國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)證報告，最后有25家提供了38份AEC-Q100報告?？戳诉@些報告，不容樂觀。看下來比較集中的是E1組沒有，絕大部分都沒有，這里面原因也很多，有委托方芯片公司說不想做了或者做起來費(fèi)勁，要很長時間及又要開發(fā)程序，又要調(diào)試，時間很久比較麻煩。也有的是測試機(jī)構(gòu)沒有測試設(shè)備，盡量不做這個了，諸如此類的。最終統(tǒng)計下來有25個公司提供了38份報告，通病方面：三溫電測試沒有做， D組沒有做。

汽車電子元器件標(biāo)準(zhǔn)工作委員會下一步會做一些標(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，到7月15日會在蘇州會議上發(fā)布這個內(nèi)容。

芯片可靠性設(shè)計技術(shù)，我們要開展ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)芯片驗證方面的方法研究，來助力芯片公司從源頭上設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)的芯片出來。流片和封測廠實(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)立國家汽車芯片研發(fā)專項。

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

對于Teir1來說，如何判斷人家給你的這顆料符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，對此博世就有一個團(tuán)隊，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)計專家，這樣對每一份報告的所有數(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，如果審出來有問題，不是說你走吧，不符合我的要求，而是會耐心地幫助對方一起把剩下沒有做完的試驗補(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。

對于tier 1 解讀測試報告，這里有幾個建議：1、內(nèi)容是否全面？2、有沒有設(shè)計參數(shù)？有的報告看起來蠻高大上的，實(shí)際上里面關(guān)鍵內(nèi)容沒有或者含糊不清的，這會有一個誤導(dǎo)，因為我們本來對這個標(biāo)準(zhǔn)要求也不太熟，這樣就會有問題。3、測試條件是否符合規(guī)定？

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