6月29日—30日，由蓋世汽車主辦的“2021中國汽車半導體產業大會” 隆重召開。本次會議主要圍繞中國車企缺芯現狀、供應鏈國產化安全建設、車載芯片平臺的搭建設計、自動駕駛、智能座艙領域的芯片需求和應用案例、功率半導體在三電中的應用以及芯片測試和功能安全等話題展開討論，共謀產業未來發展之路。下面是中國電子技術標準化研究院副總工程師陳大為在本次大會上的發言。

　　中國電子技術標準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于車規芯片標準方面的話題。

　　AEC-Q100標準相信大家都非常清楚，目前為止已經有6個標準。AEC-Q100標準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。作為車規芯片，從設計一直到應用，各個階段都要遵循一系列的標準。

　　在設計階段，大家知道ISO26262主動功能安全標準。這個標準是2018年才對芯片有比較明確的要求，在這之前車規芯片遵循的是高可靠設計要求，這個在消費類電子和工控芯片里面可能提的不太多，包括冗余，特殊的可靠性設計技術，當然也會帶來面積的增大及成本提升。

　　生產制造階段，第一，在IATF16949產線上進行流片，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，并不是說真的能設計一個零缺陷的芯片。可靠性認證，這是剛才說的六個標準，今天主要跟大家討論AEC-Q100標準。

　　國內的車規芯片在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，到昨天為止統計大概有70家，250種準車規芯片。

　　實際上國家核高基項目從2012年就開始支持兩個國產化汽車電子芯片關鍵技術研究，做車上信息系統芯片，沒有產業化指標考核。到2014年又安排了車身控制器芯片研發與產業化應用，車身電子控制器SOC芯片的研發與產業化。到2019年又給了地平線一個項目。

　　國內芯片的情況，高可靠芯片設計還是有點欠缺，車規芯片是設計出來的，而不是測試出來的。另外國內大部分芯片公司對ISO 26262標準才剛剛開始接觸，可能只有極少數公司剛通過了ISO 26262體系認證，但是芯片認證可能現在還正在進行。

　　生產過程的控制，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認證，也不得不做。

　　測試認證機構，主要是通過測試來驗證芯片對AEC-Q100標準的合規性，并不是說通過測試驗證把這個芯片變成車規級芯片，實際上這是一個驗證芯片是否符合標準的過程。測試機構應該體現各自的特長，一起合力涵蓋AEC-Q100全部的內容。目前來說，我們的測試機構還是有很多可以提升的部分。

　　無國家標準，沒有國家標準導致現在大家對AEC-Q100標準的理解比較混沌，因為AEC-Q100是一系列的標準，包括后面的測試方法都是一系列嵌套標準。

　　這是AEC-Q100標準大概結構，前面有范圍，引用文件，名詞術語，要求，鑒定，鑒定檢驗，附錄，基本上跟現有標準差不多。

　　這是AEC-Q100標準的其他配套標準，底下這些標準都是跟AEC-Q100主標準配套的。如果按照AEC-Q100標準來實施的話，那么配套標準和輔助標準都需要用到。

　　這是AEC-Q100試驗分組圖，分為七大類，41項具體試驗項目。A組是加速環境應力測試（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、數據保持性，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組有短路和熱點效應，這是對功率器件的要做，大概是這樣一個情況。

　　這里面比較費時間的就是A組和B組，全部都是1000小時周期的實驗，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，才認為AEC-Q100標準是全部做滿了。AEC-Q100前面第一頁就講了，只有當所有的項目全部通過本標準的測試，才能對外聲稱這顆料通過了AEC-Q100認證。

　　這里面舉幾個現有工規或者消費類芯片不太一樣的地方。A組類似的就是應力稍微強一點，比較不一樣的地方是D組，車規芯片一開始在設計生產過程當中就要考慮到這顆是車規芯片，不然的話你拿不到這個數據，拿不到這個數據AEC-Q100就缺了D組。E組第一項是應力測試實驗前后測試，這一點非常關鍵，按照AEC-Q100標準，E組測試和前面A組B組所有的測試都是關聯的。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才能認為是可以接受的。因為之前很多時間里面，消費類產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都是整機和系統的EBC，現在各地EMC實驗室非常多，但是真正做芯片的EMC實驗室還比較少。我們單位有一個集成電路EMC工作組，已經工作三四年了，大家一直在一起定標準。

　　另外最不一樣的是E組的軟誤差率，目前國內基本上是不具備大量實驗條件的。國內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。

　　F組是生產過程當中AEC-Q100的平均統計，這兩個也是要倒推到在生產過程當中的數據分析。

　　這是A組加速環境應力試驗，如何來鑒定判據是0還是1，就需要通過試驗前后的電參數測試。

　　這里向大家報告一下，去年做過一本汽車電子創新產品目錄，實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新設計聯盟牽頭做的，今年又做了第二版。目前為止，共收到了73家單位的293款產品報名，比去年進步不少，去年是40家130種產品，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標準在國外屬于最基本的前裝入門標準，所以這次我們就要求大家提交這293款認證報告，最后有25家提供了38份AEC-Q100報告。看了這些報告，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勁，要很長時間及又要開發程序，又要調試，時間很久比較麻煩。也有的是測試機構沒有測試設備，盡量不做這個了，諸如此類的。最終統計下來有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。

　　汽車電子元器件標準工作委員會下一步會做一些標準，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年產品目錄，如果需要加進去的話還有機會，到7月15日會在蘇州會議上發布這個內容。

　　芯片可靠性設計技術，我們要開展ISO 26262標準在國內芯片驗證方面的方法研究，來助力芯片公司從源頭上設計符合標準的芯片出來。流片和封測廠實施TS16949，加速制定相關可靠性基礎標準并實施，設立國家汽車芯片研發專項。

　　最后有兩個建議，一個是針對芯片公司，AEC-Q100實際上是可以自己來做的，并不一定第三方來做。這三個類型實驗室都可以做AEC-Q100實驗，關鍵是要對AEC-Q100標準有正確深刻的理解，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標準，對此博世就有一個團隊，里面有微電子專家，電子線路應用專家，車機專家，整車專家，統計專家，這樣對每一份報告的所有數據都可以按照標準進行嚴格仔細全面的審核，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齊，共同進步，最終使這顆芯片進入到其供應鏈體系當中。

　　對于tier 1 解讀測試報告，這里有幾個建議：1、內容是否全面？2、有沒有設計參數？有的報告看起來蠻高大上的，實際上里面關鍵內容沒有或者含糊不清的，這會有一個誤導，因為我們本來對這個標準要求也不太熟，這樣就會有問題。3、測試條件是否符合規定？

　　最后小結一下，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標準。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。同系列產品可利用通用數據減少試驗項目，但需提供證明。可靠性試驗前后須進行三溫電性測試，這是判斷合格與否的唯一依據。有些試驗項目判據由用戶決定，如EMC。AEC-Q100測試數據是為了證明芯片符合標準。

　　來源：蓋世汽車