關(guān)于車(chē)規(guī)芯片的思考與踐行

本文來(lái)源：智車(chē)科技

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“車(chē)規(guī)芯片需求激增，安全可靠是第一要義”這句大實(shí)話最近很火。什么是車(chē)規(guī)芯片呢？其實(shí)它是滿足汽車(chē)電子元件規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的芯片，在目前汽車(chē)電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化進(jìn)程中，其作用至關(guān)重要。

具體車(chē)規(guī)芯片與消費(fèi)類芯片有什么不同？怎么制造、要滿足哪些標(biāo)準(zhǔn)？現(xiàn)在為什么緊俏異常？如何解決缺“芯”的煩惱？近日，芯馳科技副總裁徐超對(duì)此類問(wèn)題給出了客觀的答案。

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汽車(chē)芯片和消費(fèi)類芯片判然不同

徐超從芯片制造講起，開(kāi)發(fā)一款芯片之前，首先要“輸入客戶需求”，對(duì)需求進(jìn)行分解，由架構(gòu)師對(duì)芯片進(jìn)行合理化定義，這是一個(gè)非?？简?yàn)經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。如果滿足了全部客戶的期望需求，那芯片成本、面積、功耗等就很可能無(wú)法達(dá)到均衡。所以，架構(gòu)定義最重要的一個(gè)點(diǎn)是在覆蓋最大化客戶共性需求的同時(shí)，考慮成本、可實(shí)現(xiàn)性和可量產(chǎn)性。

定義完成后，開(kāi)始IP設(shè)計(jì)，包括使用自有IP和導(dǎo)入合作伙伴的IP；之后進(jìn)行同期驗(yàn)證，然后將合作伙伴IP集成在SoC中，用加速器和仿真器進(jìn)行模擬和仿真；最后做綜合，同時(shí)不斷進(jìn)行迭代和仿真測(cè)試。

芯片的物理實(shí)現(xiàn)首先通過(guò)光刻機(jī)在晶圓上刻出芯片電路圖形，之后注入離子、鍍金屬層，然后刻蝕成電路，并進(jìn)行測(cè)試，淘汰掉不良品；再把大的晶圓交給封裝合作伙伴，切割成一個(gè)個(gè)裸片，焊在基板上進(jìn)行封裝。

這時(shí)，如果是可靠性要求不高消費(fèi)類芯片，大多數(shù)情況下，完成這些步驟就可以交付給客戶了，略微有可靠性要求的消費(fèi)電子和商用芯片則需要在封裝后做相關(guān)的一些測(cè)試和老化，挑選出有瑕疵的芯片。而車(chē)用芯片則需要做非常嚴(yán)苛的老化和可靠性測(cè)試，最后還缺少一樣?xùn)|西——相關(guān)測(cè)試和驗(yàn)證的認(rèn)證證書(shū)，作為PPAP交付文檔的一部分。所以，要把車(chē)規(guī)芯片交給認(rèn)證合作伙伴，經(jīng)過(guò)一系列測(cè)試，完成汽車(chē)功能安全和可靠性要求認(rèn)證，證明其在安全和可靠性上，達(dá)到了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，主機(jī)廠或Tier1一般才會(huì)使用。

他介紹說(shuō)，車(chē)規(guī)芯片和消費(fèi)芯片有幾個(gè)顯著的區(qū)別：

設(shè)計(jì)目標(biāo)不同：消費(fèi)類芯片主要考慮性能、功耗和成本（PPA）；車(chē)規(guī)芯片還會(huì)綜合考慮可靠性、安全性、一致性和長(zhǎng)效性。

工作環(huán)境不同：消費(fèi)類芯片一般滿足0－70℃環(huán)境溫度，而車(chē)規(guī)芯片要滿足－40－105℃的使用溫度要求。

設(shè)計(jì)壽命不同：消費(fèi)類產(chǎn)品一般不超過(guò)5年；汽車(chē)設(shè)計(jì)壽命是10－15年，汽車(chē)芯片壽命也要按此設(shè)計(jì)。

生產(chǎn)制造不同：汽車(chē)芯片在制造和封裝測(cè)試上比消費(fèi)電子要求相對(duì)高。

另外，汽車(chē)SoC芯片通常有獨(dú)立的安全島設(shè)計(jì)、獨(dú)立的系統(tǒng)、獨(dú)立的電源、獨(dú)立的時(shí)鐘，獨(dú)立的PLL（鎖相環(huán)）等，以保證持續(xù)安全運(yùn)行。

汽車(chē)還要滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸網(wǎng)絡(luò)ECC／CRC校驗(yàn)和多系統(tǒng)要求，如芯馳一個(gè)芯片能夠控制10個(gè)屏，共運(yùn)行了6個(gè)操作系統(tǒng)，同時(shí)符合ISO26262、AEC－Q100標(biāo)準(zhǔn)。

“一芯十屏”演示

徐超強(qiáng)調(diào)，關(guān)鍵在于如何在滿足這么多要求的情況下，保證性能和成本，這要依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)。此外，還要考慮客戶的研發(fā)投入，為其未來(lái)3－5年的前瞻性需求做一些預(yù)留，同時(shí)還不能讓芯片成本增加太多。