芯片可追溯性是汽车行业的一种新的合作方式

随着汽车行业供应链管理的下沉，汽车芯片的复杂性和质量要求越来越高；另外，西门子EDA的Tessent安全解决方案可以测试汽车芯片的整个生命周期，确保汽车电子芯片的整个生命周期功能是正确的；汽车行业正在经历一场革命，每个汽车芯片相关制造商都承担着汽车安全和可靠性的责任，因为汽车的可靠性将从ADS7809U芯片开始。

汽车电气化、网络化、智能化、共享化“新四化”这种趋势正在加速，半导体在汽车中所占的比例越来越高。据报道，一辆传统汽车通常需要500-600个芯片，而一辆新能源汽车需要1000多个芯片。到2030年，汽车50%的成本将与芯片有关，而汽车制造商80%的创新将由芯片驱动。

汽车半导体市场正在全面发展，但也面临着一些挑战。缺乏核心是一方面；此外，随着汽车行业供应链管理的下沉，汽车芯片的复杂性和质量要求越来越高；此外，汽车芯片本身所需的零缺陷也是一个巨大的挑战。

汽车芯片市场火爆，缺陷问题不容忽视

让我们先来看看，汽车会用什么芯片？

假如按芯片一般分类，汽车芯片无非三大类：

一是计算和存储芯片用于信息处理，主要包括计算芯片MCU和SoC，根据智能汽车的需求，自动驾驶SoC和智能座舱SoC是时代发展下的新产品；

二是用于电能转换和控制的分立器件，主要包括IGBT，MOSFET以及SiC随着新能源汽车的普及，对分立器件的需求显著增加。IGBT它车动力器件仍然占很大比例，但行业的新趋势是由Si基向SiC迈进；

三是汽车感知和信息采集的芯片，主要是各种传感器和雷达，传感器用作汽车的眼睛、耳朵和汽车芯片。

在汽车芯片高需求的机遇下，上述芯片无一例外都迎来了巨大的发展机遇。Omdia根据数据显示，汽车半导体的所有类别都以两位数的速度增长，2021-2025年，汽车半导体市场将以15.8%的复合年增长率增长。

然而，随着汽车芯片类型和数量的增加，它也带来了一个隐藏的担忧，即任何芯片的失效都可能对汽车造成致命的损坏。近年来，由于电子元件的缺陷，近50%的汽车召回。与特斯拉一样强大，它也经常召回车辆，因为各种问题，如中央处理器可能过热重启、紧急系统故障、通信错误引起的前向碰撞警告或自动紧急制动系统意外启动。汽车芯片的安全性不容忽视。

与其他电子产品相比，汽车具有更明显的特殊性。除了传统电子设备的基本功能外，汽车芯片和消费芯片在设计和制造过程中也有所不同。汽车制造商对成品芯片的质量有更严格的要求，需要满足各种标准，如ISO26262规范，AEC-Q100规范等。

对汽车芯片“零缺陷”追求已经成为这个行业的共同目标。汽车行业正在降低可接受的芯片缺陷水平，过去的测量单位是100万个(ppm)，现在的测量单位是十亿分之一(ppb)。据Amkor根据分析，如果每辆车大约有40个电子系统，每个系统大约有250个半导体元件，那么即使元件级别是1ppm(百万分之一)缺陷率也会导致汽车整体缺陷率急剧增加到10,0000ppm(1%)，这个数字对于安全关键电子器件来说太高了。

为了实现汽车的安全，汽车芯片制造商更加困难。

如何制造零缺陷的汽车芯片？

在自动驾驶汽车中，物理、驱动、传感器、嵌入式软件和SoC它是高度相互依赖的，比智能手机芯片的设计复杂100倍。因此，为了创建一个零缺陷的汽车芯片，我们需要从芯片源的设计开始，到后期的制造和密封测试。

首先，在汽车芯片的设计中，自然离不开对EDA需要工具，自动驾驶安全等级越高，对吧EDA工具的依赖性越高。汽车芯片的内部质量或初始质量在很大程度上取决于底层半导体技术和设计规则。

西门子EDA国际上的EDA多年来，通过在汽车领域的具体收购，制造商逐渐覆盖了汽车芯片设计、功能验证、制造和测试的整个阶段，并拥有一个成熟的数字管理平台。EDA安全工具完全一致ISO26262的验证简化了芯片制造商的合规流程。

在安全方面，汽车安全主要包括功能安全和信息安全。对于功能安全，西门子EDA的Austemper工具可以为整个过程的功能安全解决方案提供分析、插入和验证。在信息安全方面，西门子EDA的SecureCheck工具可以监控芯片内部的网络接口，控制一些与银行账户相关的密钥访问，SecureCheck基于formal方案，可以帮助客户做差举式覆盖，达到100%的芯片验证。

另外，西门子EDA的Tessent安全解决方案可以测试汽车芯片的整个生命周期，确保汽车电子芯片的整个生命周期功能是正确的；此外，Tessent嵌入式解决方案可以以硬件的速度检测、理解和应对网络威胁。Symphony数模混合验证平台可以是车载系统SerDes在速度、精度、易用性和纠错功能方面，模块达到完美平衡。CalibrePERC一种帮助检查半导体器件可靠性的新方法，可以对原理图和布局进行各种检查和验证。

芯片设计完成后，芯片测试非常重要。在过去，由于芯片测试率不足，发生了许多严重事故。为了实现零缺陷，100%测试芯片将非常重要。那么，汽车芯片的测试主要包括哪些测试？从汽车芯片的早期验证到最终的大规模生产，测试主要分为特征化测试(CharTest)，量产测试(ProductionTest)和AEC-Q测试，特征测试主要测试设备的性能和三个温度，大规模生产测试主要包括屏幕故障部件和相关成本测试，以及AEC-Q主要是质量测试，测试芯片的生命周期和能力。汽车零部件的测试和检查越全面，汽车被召回的可能性就越低。

零缺陷可分为致命缺陷和潜在缺陷。在芯片被放入系统之前，致命缺陷会影响芯片的产量。识别潜在缺陷尤为重要。有些芯片在测试时可能会正常运行，但在使用过程中某个时间点出现故障，这也是困扰汽车厂的难题。

减少或避免潜在缺陷是另一项重大工程。减少潜在缺陷是半导体工厂的首要任务。影响汽车芯片缺陷和可靠性的原因是晶圆工厂的环境空气、晶圆在其生命周期内的环境以及清洁化学品运输路径中材料的完整性。此外，对于测试制造商来说，更好地检测潜在缺陷的测量工具也关键。

此外，为了实现零缺陷，芯片可追溯性是汽车行业的一种新的合作方式。芯片可追溯性对汽车行业的重要性体现在其在促进芯片可追溯性标准方面的核心作用上。其好处体现在增加产量、防伪保护等方面。然而，芯片可追溯性的实施也面临着巨大的挑战，主要是IP硬件供应链的保护。只有随着整个供应链芯片和设备可追溯性行业标准的发展，自动驾驶汽车的设计才能蓬勃发展。

结语

汽车行业正在经历一场革命，每个汽车芯片相关制造商都承担着汽车安全和可靠性的责任，因为汽车的可靠性将从芯片开始。汽车芯片的零缺陷已成为该行业面临的一个主要问题。为了实现这一目标，汽车芯片从设计端开始考虑避免缺陷，并在制造和密封测试阶段充分测试芯片。垂直集成的汽车行业正在发生变化，成功将需要整个价值链的合作。