全世界汽車缺芯帶你科普汽車芯片認證

隨著我國汽車工業(ye) 特別是新能源汽車的高速發展，汽車電子市場規模也在高速增長，但我國汽車芯片一直缺芯少魂。據不完全統計，我國汽車用芯片進口率達95%，先進傳(chuan) 感器、車載網絡、三電係統、底盤電控、ADAS（高級駕駛輔助係統）、自動駕駛等關(guan) 鍵係統芯片全部為(wei) 國外壟斷，我國自主汽車芯片多用於(yu) 車身電子等簡單係統。從(cong) 國民經濟的高質量安全發展、汽車產(chan) 業(ye) 供應鏈的自主可控、汽車芯片產(chan) 業(ye) 的巨大市場機遇看，實現車規芯片的國產(chan) 化和自主化，具有十分重要的戰略意義(yi) 、現實意義(yi) 和經濟效益。

航順芯片作為(wei) 32位高端微控製器（MCU）市場的佼佼者，從(cong) 第一顆32位ARM內(nei) 核的工業(ye) 級MCU起，便開始布局車規級MCU。從(cong) 汽車電子後裝市場的推廣，到汽車前裝市場的引入和測試驗證，經過幾輪的產(chan) 品迭代，經受了汽車電子產(chan) 品嚴(yan) 苛的可靠性和安全性驗證，航順HK32MCU正式進入車規級微控製器市場。

HK32AUTO39A係列從(cong) 產(chan) 品研發到晶圓製程的選擇和生產(chan) ，再到封測和測試，嚴(yan) 格按照車規產(chan) 品的標準流程，產(chan) 品曆經大半年嚴(yan) 格的可靠性測試，順利通過了AEC-Q100等級認證。HK32AUTO39A係列基於(yu) ARM Cortex M0和M3內(nei) 核，除了支持GPIO、ADC、SPI、IIC、USART等通用MCU常規外設，還支持汽車LIN和CAN通訊接口，產(chan) 品覆蓋了低、中、高端32位車規MCU。可以應用於(yu) 電動座椅、空調控製、電動後視鏡、電動門鎖、氛圍燈等車身域控製；汽車儀(yi) 表、車載導航等車載信息娛樂(le) 係統（IVI）；導航與(yu) 實時交通係統、自動汽車報警、碰撞避免或預碰撞係統、自動泊車、盲點檢測等自動駕駛控製；車載T-BOX以及OBD汽車診斷等等。

通過對航順車規MCU的研發過程的介紹，可以了解到普通消費類電子和汽車電子產(chan) 品的差別，認識汽車電子產(chan) 品對可靠性和安全性的嚴(yan) 苛要求，再來認識一下汽車電子產(chan) 品複雜的認證項目和流程。

1．汽車電子產(chan) 品認證

要進入汽車領域，打入各一級（TIer1）汽車電子大廠供應鏈，必須取得兩(liang) 張門票，第一張是由北美汽車產(chan) 業(ye) 所推的AEC-Q100（集成電路IC）、AEC-Q101（分立半導體(ti) 器件）、AEC-Q102（分立光電子器件）、AEC-Q103（MEMS）、AEC-Q104（多芯片組件）、AEC-Q200（無源元件）可靠性標準；第二張門票，則要符合零失效（Zero Defect）的供應鏈質量管理標準ISO/TS 16949規範（Quality Management System）。其關(guan) 聯性可以參考圖1說明。

圖1車用零組件基本要求說明圖

1.1AEC-Q標準認證

AEC 是“AutomoTIve Electronics Council：汽車電子協會(hui) ”的簡稱。克萊斯勒、福特和通用汽車為(wei) 建立一套通用的零件資質及質量係統標準而設立了汽車電子委員會(hui) （AEC），是主要汽車製造商與(yu) 美國的主要部件製造商匯聚一起成立的、以車載電子部件的可靠性以及認定標準的規格化為(wei) 目的的團體(ti) ，AEC建立了質量控製的標準。［AEC-Q100］是針對於(yu) 集成電路應力測試認證的失效機理，針對於(yu) 分立器件的標準為(wei) ［AEC-Q101］，針對於(yu) LED的標準為(wei) ［AEC-Q102］，針對於(yu) 被動元件設計為(wei) ［AEC-Q200］ 。

1.1.1 AEC-Q100標準認證項目

AEC-Q100定義(yi) 了4個(ge) 器件環境工作溫度等級，一部汽車零件使用的位置不同，其基本耐溫要求也不同，相應的測試溫度規格也不同，如下表所示。

工作溫度範圍等級定義(yi) 及應用

AEC-Q100對IC的可靠性測試可細分為(wei) 加速環境應力可靠性、加速壽命模擬可靠性、封裝可靠性、晶圓製程可靠性、電學參數驗證、缺陷篩查、包裝完整性試驗，且需要根據器件所能承受的溫度等級選擇測試條件。

1.1.2 AEC-Q100標準認證流程

AEC-Q100驗證流程參考下圖，以Die Design→Wafer Fab.→PKG Assembly→TesTIng的製造流程來繪製，各群組的關(guan) 聯性須要參考圖中的箭頭符號，這裏將驗證流程分為(wei) 五個(ge) 部分進行簡易說明，各項測試的細節部分就不再細述。

圖2AEC-Q100驗證流程

• Design House：可靠度實驗前後的功能測試，此部分需IC設計公司與(yu) 測試廠討論執行方式，與(yu) 一般IC驗證主要差異在功能測試的溫度設定。

• Wafer Foundry：D測試組為(wei) 晶圓廠在Wafer Level的可靠度驗證，Fabless的IC業(ye) 者必須與(yu) 委托製造的晶圓廠取得相關(guan) 資料。

• Reliability Test：區域3為(wei) 可靠性視產(chan) 品包裝/特性需要執行的項目，AEC將其分為(wei) Group A（加速環境應力實驗）、Group B（加速工作壽命模擬）、Group C（封裝完整性測試）、Group E（電性驗證測試）、Group G（空腔/密封型封裝完整性測試）。

• Design VerificaTIon：部分Group E的區域4為(wei) 設計階段的失效模式與(yu) 影響分析評估，成品階段的特性驗證以及故障涵蓋率計算。

• Production Control：Group F的區域生產(chan) 階段的品質控管，包含良率/Bin使用統計手法進行控管及製定標準處理流程。

2.TS16949規範

汽車零部件及相關(guan) 產(chan) 品發展的最大推動力往往不是先進的技術，更多的是質量水平，而質量的提升需要嚴(yan) 格的管理控製程序來實現。目前汽車產(chan) 業(ye) 的重要質量管理係統與(yu) 相關(guan) 規範包括由汽車電子設備委員會(hui) （AEC）所提出的各項規範以及QS-9000和TS l6949等。另外零件供應商也會(hui) 提出自己的規範，如ST的汽車等級認證等。

TS 16949的質量管理係統認證體(ti) 係是汽車電子供應商除AEC之外需要重視的另一套規範。TS 16949標準是以ISO9001：2000為(wei) 基礎開發的針對汽車行業(ye) 質量係統管理標準。目前．包括通用、福特、標致、雷諾和大眾(zhong) 等世界級車廠，都強製規定其供貨商的質量管理係統需符合TS 16949的要求，並要求擴展至2—3級供貨商。TS 16949突出了客戶導向，並製定各項績效指標。其係統運作架構能強力推動組織持續改進．以保持領先同業(ye) 的競爭(zheng) 力，能讓管理者有效找到異常點並進行相應改善。

ISO/TS l6949內(nei) 容中，最基本精神為(wei) 《AIAG汽車行業(ye) 五大核心工具》，尤其是生產(chan) 件批準程序（PPAP）更為(wei) 核心，如圖3所示。

圖3ISO/TS16949之汽車行業(ye) 五大核心工具

3.ISO26262功能安全標準

ISO 26262即《道路車輛-功能安全》國際標準，是從(cong) 電子、電氣及可編程器件功能安全基本標準IEC61508派生出來的，主要定位在汽車行業(ye) 中特定的電氣器件、電子設備、可編程電子器件等專(zhuan) 門用於(yu) 汽車領域的部件，旨在提高汽車電子、電氣產(chan) 品功能安全的國際標準。

隨著汽車電子係統複雜性的提高，軟件和機電設備的應用，來自係統失效和隨機硬件失效的風險也日益增加，製定ISO 26262標準的目的是使得人們(men) 對安全相關(guan) 功能有一個(ge) 更好的理解，並盡可能明確地對它們(men) 進行解釋，同時為(wei) 避免這些風險提供了可行性的要求和流程。

ISO 26262為(wei) 汽車安全提供了一個(ge) 生命周期（管理、開發、生產(chan) 、經營、服務、報廢）理念，並在這些生命周期階段中提供必要的支持。該標準涵蓋功能性安全方麵的整體(ti) 開發過程（包括需求規劃、設計、實施、集成、驗證、確認和配置）。

ISO 26262標準根據安全風險程度對係統或係統某組成部分確定劃分由A到D的安全需求等級（Automotive Safety Integrity Level 汽車安全完整性等級ASIL），其中D級為(wei) 最高等級，需要最苛刻的安全需求。伴隨著ASIL等級的增加，針對係統硬件和軟件開發流程的要求也隨之增強。對係統供應商而言，除了需要滿足現有的高質量要求外還必須滿足這些因為(wei) 安全等級增加而提出的更高的要求。

圖4ISO26262的體(ti) 係結構

ISO 26262的內(nei) 容包括：

Part 1：定義(yi) 術語（專(zhuan) 用詞匯定義(yi) 、解釋）

Part 2：功能安全管理（定義(yi) 了涉及安全相關(guan) 係統開發的組織和人員應滿足的要求）

Part 3：概念階段（項目定義(yi) 、安全生命周期初始化、危險分析和風險評估、功能安全概念）

Part 4：產(chan) 品開發：係統層麵

Part 5：產(chan) 品開發：硬件層麵

Part 6：產(chan) 品開發：軟件層麵

Part 7：生產(chan) 、運行、服務和報廢

Part 8：支持過程（規定了對供應商的開發委托要求）

Part 9：基於(yu) ASIL和安全的分析

Part 10：ISO 26262導則（作為(wei) Part1～9的補充，對特定項目的解說及事例的指南）

Part 11：半導體(ti) 應用指南

以上就是關(guan) 於(yu) 車規MCU AEC- Q100認證、TS 16949規範、ISO 26262功能安全標準的汽車芯片認證的科普內(nei) 容，希望對大家更好地了解車規芯片有所幫助。