車(chē)規(guī)芯片：一顆***想要上車(chē)有多難？

當(dāng)前半導(dǎo)體芯片國(guó)產(chǎn)化熱度有增無(wú)減，尤其是在國(guó)產(chǎn)車(chē)銷(xiāo)售增長(zhǎng)的情況下，車(chē)規(guī)等級(jí)對(duì)芯片國(guó)產(chǎn)化呼聲日益高漲，車(chē)規(guī)等級(jí)芯片斷供這一消息不斷進(jìn)入人們視野，因此國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)等級(jí)芯片被一次又一次地推上了熱搜，理所當(dāng)然地成為市場(chǎng)上的投資熱點(diǎn)。

但進(jìn)入今年，你就會(huì)看到關(guān)于國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)芯片還未大規(guī)模使用的報(bào)道，不少人或許會(huì)懷疑是不是***不能滿(mǎn)足車(chē)規(guī)要求，究竟國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)芯片裝車(chē)有多大的障礙要闖，筆者將另文解析。

此文先重點(diǎn)介紹，什么是車(chē)規(guī)等級(jí)芯片，以及一顆芯片到底要經(jīng)歷哪些驗(yàn)證才可以裝車(chē)并稱(chēng)之為車(chē)規(guī)等級(jí)芯片。

我們首先要明白一點(diǎn)，芯片要想裝上，確實(shí)很不容易，新開(kāi)發(fā)出來(lái)的芯片要按完整驗(yàn)證周期進(jìn)行，也許要3-5年才能批量裝上。這也是對(duì)以上問(wèn)題的第一解答，為何去年非?；鸬能?chē)規(guī)芯片國(guó)產(chǎn)化至今仍不見(jiàn)動(dòng)靜，原因是還要子彈飛好幾年。國(guó)內(nèi)大部分IC設(shè)計(jì)企業(yè)如果要求其投入大量資金研發(fā)一個(gè)芯片，3-5年之后才能能量產(chǎn)見(jiàn)效的話(huà)，這一過(guò)程就太漫長(zhǎng)了，資金壓力非常大，并且變數(shù)非常大，這就是為什么許多企業(yè)盡管熱情高漲，但真正能夠完成這一過(guò)程的企業(yè)，其實(shí)并不多，畢竟首先要活下去。

所以當(dāng)前國(guó)產(chǎn)化車(chē)規(guī)芯片的最常見(jiàn)方式，還是在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的消費(fèi)級(jí)或者工業(yè)級(jí)芯片進(jìn)行改善升級(jí)，以達(dá)到車(chē)規(guī)等級(jí)的要求，再實(shí)現(xiàn)裝車(chē)。

企業(yè)怎樣證明其芯片符合車(chē)規(guī)等級(jí)？答案當(dāng)然是芯片能夠通過(guò)車(chē)規(guī)等級(jí)規(guī)定的檢測(cè)，許多芯片企業(yè)都向外界宣稱(chēng)其芯片通過(guò)了車(chē)規(guī)等級(jí)規(guī)定溫度，也就是說(shuō)能經(jīng)受-40度~125度之間的高溫范圍，卻不知溫度測(cè)試只是芯片車(chē)規(guī)認(rèn)證中的一小部分。而-40度到125度也不是車(chē)規(guī)的全部要求，根據(jù)安裝位置和工作環(huán)境的不同，最嚴(yán)格的車(chē)規(guī)溫度需要達(dá)到155度。

具體驗(yàn)證內(nèi)容我們不做討論，但是芯片車(chē)規(guī)等級(jí)的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，就是大名鼎鼎的AEC認(rèn)證。

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汽車(chē)電子委員會(huì)(AEC)最初由克萊斯勒、福特和通用汽車(chē)公司建立，目的是建立共同的零部件資格和質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)。自成立以來(lái)，AEC由兩個(gè)委員會(huì)組成:質(zhì)量體系委員會(huì)和元器件技術(shù)委員會(huì)。委員會(huì)由來(lái)自支持成員的代表組成(目前Aptiv, Bosch, Bose Corporation, Continental Corporation, Cummins, Denso International America, Gentex Corporation, Harman, Hella, John Deere Electronics Solutions, Kostal Automotive, Lear Corporation, Magna Electronics, Sirius XM, Valeo, Veoneer，偉世通公司(Visteon Corporation)和采埃孚(ZF))以及其他技術(shù)、助理和客座會(huì)員。

AEC元器件技術(shù)委員會(huì)是建立可靠、高質(zhì)量電子元器件標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)。符合這些規(guī)范的組件適用于在惡劣的汽車(chē)環(huán)境中使用，而無(wú)需額外的組件級(jí)合格測(cè)試。

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文件中橙色的字體，其中AEC元器件技術(shù)委員會(huì)提出的電子元器件標(biāo)準(zhǔn)就是AEC-Q系列文件，共包含如下內(nèi)容：

AEC-Q系列認(rèn)證家族分類(lèi)：

Q100：集成電路 包含Digital / Analog / Mixed signal / SOC /

Q101：分立半導(dǎo)體器件 包含MOSFET / Diode / IGBT

Q102：光電半導(dǎo)體器件 包含LED / Laser/Photodiodes/Phototransistors

Q103：傳感器 包含Pressure Sensor /Microphone

Q104：多芯片組件包含MCM

Q200：被動(dòng)組件包含

Capacitor/resistors/Inductors/Transformers/Thermistors/Resonators/Varistors/Ferrites/R/R-C Networks

即若要獲得車(chē)規(guī)等級(jí)驗(yàn)證，首先必須依據(jù)不同的產(chǎn)品來(lái)通過(guò)如上驗(yàn)證內(nèi)容，本文以目前最火的車(chē)規(guī)等級(jí)MCU為例，MCU即集成電路屬AEC-Q100類(lèi)別。

AEC-Q100定義的認(rèn)證項(xiàng)目 來(lái)源AEC-Q100 H版本 公開(kāi)文件

如上圖所示的驗(yàn)證流程，共包含A-G 7組驗(yàn)證內(nèi)容，每一個(gè)小框?qū)?yīng)的就是一種驗(yàn)證項(xiàng)目，總計(jì)42項(xiàng)，其中包含芯片制造和電性能參數(shù)兩大部分。而上文提到的溫度循環(huán)試驗(yàn)TC，僅僅是其中封裝可靠性的一個(gè)項(xiàng)目而已，并且通過(guò)率并不低。

在當(dāng)前***中，很少有公司能完整地完成這七套驗(yàn)證內(nèi)容，其實(shí)按照芯片也是且要求完整地進(jìn)行驗(yàn)證，但對(duì)芯片產(chǎn)品而言，電性能參數(shù)里28項(xiàng)中的至少20項(xiàng)內(nèi)容，還是要完成的。很多企業(yè)經(jīng)常過(guò)了其中2-3項(xiàng)驗(yàn)證，就對(duì)客戶(hù)說(shuō)我們通過(guò)了AEC-Q100的認(rèn)證，這么說(shuō)也沒(méi)有毛病，但是這種局部認(rèn)證，芯片肯定不能確保達(dá)到車(chē)規(guī)品質(zhì)。

AEC-Q100的驗(yàn)證周期，因?yàn)椴糠猪?xiàng)目有先后順序，并且制作針對(duì)不同芯片的實(shí)驗(yàn)電路板，所以在驗(yàn)證一次性通過(guò)的情況下，最快的周期也就三個(gè)月左右，成本往往是30-50萬(wàn)元。以防中間有問(wèn)題的試驗(yàn)反復(fù)進(jìn)行，則周期較長(zhǎng)。而且需要注意的是，原則上，一顆芯片料號(hào)就需要做一次AEC-Q100認(rèn)證，哪怕你說(shuō)這里面僅做了一點(diǎn)點(diǎn)的修改，但是只要料號(hào)變了，你就得重做，為什么這么嚴(yán)格，讓我們看一下上面AEC介紹的這句話(huà)。

AEC由兩個(gè)委員會(huì)組成:質(zhì)量體系委員會(huì)和元器件技術(shù)委員會(huì)

芯片驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)是由元器件技術(shù)委員會(huì)來(lái)制定的，那么質(zhì)量體系委員會(huì)是干什么的呢？

車(chē)規(guī)等級(jí)的質(zhì)量體系委員會(huì)，目前已經(jīng)從AEC獨(dú)立出去，成為了大名鼎鼎的ISO/TS/IATF16949，具體的內(nèi)容在這里并不做解讀，但是16949最重要五大工具大家要知道：

?MSA 測(cè)量系統(tǒng)分析

?PPAP 生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序

?SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制分析

?APQP 產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃

?FMEA潛在失效模式分析

16949經(jīng)營(yíng)什么實(shí)際上是生產(chǎn)過(guò)程是否穩(wěn)定例如一家芯片公司進(jìn)行AEC認(rèn)證時(shí)所選擇的樣品芯片只有當(dāng)新型號(hào)投入生產(chǎn)后才會(huì)進(jìn)行認(rèn)證，它是如何保證后來(lái)制造了很多年的芯片能夠達(dá)到與最初樣品相同的水平？企業(yè)不能年年搞AEC認(rèn)證。因此，16949所管理的是生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量穩(wěn)定，用五大工具來(lái)保證對(duì)生產(chǎn)過(guò)程變更進(jìn)行管理，質(zhì)量不斷得到保障。：

那么這就是另外一個(gè)裝車(chē)難題，***大多數(shù)還是代工模式，你需要找到具有16949體系認(rèn)證的代工廠(chǎng)，而這種代工廠(chǎng)的產(chǎn)能都比較緊張，價(jià)格也比較昂貴。芯片公司經(jīng)常會(huì)被夾在Tier1和代工廠(chǎng)中間，左右為難，一個(gè)要你保證浮夸數(shù)字的供貨，一個(gè)要你保證持續(xù)訂單，看起來(lái)并不沖突。但Tier1說(shuō)割就是割，代工廠(chǎng)說(shuō)降就是降，普通芯片企業(yè)話(huà)語(yǔ)權(quán)有限，根本不可能與此類(lèi)大型企業(yè)進(jìn)行平等對(duì)話(huà)，到了這個(gè)時(shí)候，小企業(yè)在雙方的煎熬下精疲力竭，也許就得不到什么利益了。

那我們就接著說(shuō)吧，前幾個(gè)關(guān)卡順利過(guò)關(guān)的話(huà)，后面就會(huì)有一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題了，是誰(shuí)購(gòu)買(mǎi)了你們的芯片呢？

如果和新車(chē)型一起研發(fā)設(shè)計(jì)，拿到了各種研發(fā)階段的Design Win，然后Tier1的DV、PV周期將近一年，您必須確保不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。看看AEC原文那些滿(mǎn)足這些標(biāo)準(zhǔn)的部件適合用于苛刻的汽車(chē)環(huán)境，并且不需要附加部件級(jí)的合格測(cè)試。

也就是芯片一旦通過(guò)了AEC認(rèn)證，那么Tier1就默認(rèn)你的芯片沒(méi)有問(wèn)題，他們?cè)僖膊粫?huì)對(duì)你的芯片進(jìn)行芯片級(jí)的獨(dú)立測(cè)試和驗(yàn)證工作了，Tier1會(huì)用你的芯片直接上板子。板子上那么多元器件，在復(fù)雜的驗(yàn)證過(guò)程中掛了一項(xiàng)就重頭再來(lái)，DV PV失敗的不在少數(shù)，問(wèn)題之外他們并不懷疑您的芯片質(zhì)量出了問(wèn)題，只是首先找到了自己設(shè)計(jì)、工藝上的問(wèn)題，若是檢查半天找到了原因是您的芯片出了問(wèn)題之外，其后果可想而知。

然后，再通過(guò)了零部件級(jí)別的PV驗(yàn)證后，還得裝車(chē)驗(yàn)證，一般最冷的地方和最熱的地方，裝車(chē)驗(yàn)證幾個(gè)月跑幾萬(wàn)公里，此時(shí)再?zèng)]有問(wèn)題，才是真正可以順利裝車(chē)的芯片，然后還要等車(chē)型量產(chǎn)，投放市場(chǎng)，消費(fèi)者買(mǎi)單。然后車(chē)規(guī)芯片才會(huì)開(kāi)始得到大批量的訂單，而當(dāng)前單一車(chē)型，除了幾個(gè)爆款，基本年銷(xiāo)量10萬(wàn)一大關(guān)，如果對(duì)于MCU等復(fù)雜芯片，單車(chē)就用一顆，10萬(wàn)才100K的年需求量，幾年時(shí)間的努力最后就這么點(diǎn)銷(xiāo)售，你說(shuō)企業(yè)難不難？

這就是為什么車(chē)規(guī)等級(jí)芯片上火車(chē)周期如此之長(zhǎng)、如此之難，但正因?yàn)槿绱?，所以我們敢于買(mǎi)車(chē)、安心用車(chē)。

本文只是在總結(jié)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上整理而成，有些內(nèi)容如有不當(dāng)之處，歡迎指正和交流。