當(dāng)前半導(dǎo)體芯片國產(chǎn)化熱度有增無減，尤其是在國產(chǎn)車銷售增長的情況下，車規(guī)等級對芯片國產(chǎn)化呼聲日益高漲，車規(guī)等級芯片斷供這一消息不斷進(jìn)入人們視野，因此國產(chǎn)車規(guī)等級芯片被一次又一次地推上了熱搜，理所當(dāng)然地成為市場上的投資熱點。

但進(jìn)入今年，你就會看到關(guān)于國產(chǎn)車規(guī)芯片還未大規(guī)模使用的報道，不少人或許會懷疑是不是***不能滿足車規(guī)要求，究竟國產(chǎn)車規(guī)芯片裝車有多大的障礙要闖，筆者將另文解析。

此文先重點介紹，什么是車規(guī)等級芯片，以及一顆芯片到底要經(jīng)歷哪些驗證才可以裝車并稱之為車規(guī)等級芯片。

我們首先要明白一點，芯片要想裝上，確實很不容易，新開發(fā)出來的芯片要按完整驗證周期進(jìn)行，也許要3-5年才能批量裝上。這也是對以上問題的第一解答，為何去年非?；鸬能囈?guī)芯片國產(chǎn)化至今仍不見動靜，原因是還要子彈飛好幾年。國內(nèi)大部分IC設(shè)計企業(yè)如果要求其投入大量資金研發(fā)一個芯片，3-5年之后才能能量產(chǎn)見效的話，這一過程就太漫長了，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程的企業(yè)，其實并不多，畢竟首先要活下去。

所以當(dāng)前國產(chǎn)化車規(guī)芯片的最常見方式，還是在已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)的消費級或者工業(yè)級芯片進(jìn)行改善升級，以達(dá)到車規(guī)等級的要求，再實現(xiàn)裝車。

企業(yè)怎樣證明其芯片符合車規(guī)等級？答案當(dāng)然是芯片能夠通過車規(guī)等級規(guī)定的檢測，許多芯片企業(yè)都向外界宣稱其芯片通過了車規(guī)等級規(guī)定溫度，也就是說能經(jīng)受-40度~125度之間的高溫范圍，卻不知溫度測試只是芯片車規(guī)認(rèn)證中的一小部分。而-40度到125度也不是車規(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)格的車規(guī)溫度需要達(dá)到155度。

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

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汽車電子委員會(AEC)最初由克萊斯勒、福特和通用汽車公司建立，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，AEC由兩個委員會組成:質(zhì)量體系委員會和元器件技術(shù)委員會。委員會由來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)、助理和客座會員。

AEC元器件技術(shù)委員會是建立可靠、高質(zhì)量電子元器件標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)。符合這些規(guī)范的組件適用于在惡劣的汽車環(huán)境中使用，而無需額外的組件級合格測試。

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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：

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：被動組件包含

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

即若要獲得車規(guī)等級驗證，首先必須依據(jù)不同的產(chǎn)品來通過如上驗證內(nèi)容，本文以目前最火的車規(guī)等級MCU為例，MCU即集成電路屬AEC-Q100類別。

AEC-Q100定義的認(rèn)證項目 來源AEC-Q100 H版本 公開文件

如上圖所示的驗證流程，共包含A-G 7組驗證內(nèi)容，每一個小框?qū)?yīng)的就是一種驗證項目，總計42項，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TC，僅僅是其中封裝可靠性的一個項目而已，并且通過率并不低。

在當(dāng)前***中，很少有公司能完整地完成這七套驗證內(nèi)容，其實按照芯片也是且要求完整地進(jìn)行驗證，但對芯片產(chǎn)品而言，電性能參數(shù)里28項中的至少20項內(nèi)容，還是要完成的。很多企業(yè)經(jīng)常過了其中2-3項驗證，就對客戶說我們通過了AEC-Q100的認(rèn)證，這么說也沒有毛病，但是這種局部認(rèn)證，芯片肯定不能確保達(dá)到車規(guī)品質(zhì)。

AEC-Q100的驗證周期，因為部分項目有先后順序，并且制作針對不同芯片的實驗電路板，所以在驗證一次性通過的情況下，最快的周期也就三個月左右，成本往往是30-50萬元。以防中間有問題的試驗反復(fù)進(jìn)行，則周期較長。而且需要注意的是，原則上，一顆芯片料號就需要做一次AEC-Q100認(rèn)證，哪怕你說這里面僅做了一點點的修改，但是只要料號變了，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。

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

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

車規(guī)等級的質(zhì)量體系委員會，目前已經(jīng)從AEC獨立出去，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 測量系統(tǒng)分析

?PPAP 生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序

?SPC統(tǒng)計過程控制分析

?APQP 產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃

?FMEA潛在失效模式分析

16949經(jīng)營什么實際上是生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定例如一家芯片公司進(jìn)行AEC認(rèn)證時所選擇的樣品芯片只有當(dāng)新型號投入生產(chǎn)后才會進(jìn)行認(rèn)證，它是如何保證后來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)過程質(zhì)量穩(wěn)定，用五大工具來保證對生產(chǎn)過程變更進(jìn)行管理，質(zhì)量不斷得到保障。：

那么這就是另外一個裝車難題，***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，而這種代工廠的產(chǎn)能都比較緊張，價格也比較昂貴。芯片公司經(jīng)常會被夾在Tier1和代工廠中間，左右為難，一個要你保證浮夸數(shù)字的供貨，一個要你保證持續(xù)訂單，看起來并不沖突。但Tier1說割就是割，代工廠說降就是降，普通芯片企業(yè)話語權(quán)有限，根本不可能與此類大型企業(yè)進(jìn)行平等對話，到了這個時候，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。

那我們就接著說吧，前幾個關(guān)卡順利過關(guān)的話，后面就會有一個現(xiàn)實的問題了，是誰購買了你們的芯片呢？

如果和新車型一起研發(fā)設(shè)計，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，您必須確保不會出現(xiàn)任何問題。看看AEC原文那些滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的部件適合用于苛刻的汽車環(huán)境，并且不需要附加部件級的合格測試。

也就是芯片一旦通過了AEC認(rèn)證，那么Tier1就默認(rèn)你的芯片沒有問題，他們再也不會對你的芯片進(jìn)行芯片級的獨立測試和驗證工作了，Tier1會用你的芯片直接上板子。板子上那么多元器件，在復(fù)雜的驗證過程中掛了一項就重頭再來，DV PV失敗的不在少數(shù)，問題之外他們并不懷疑您的芯片質(zhì)量出了問題，只是首先找到了自己設(shè)計、工藝上的問題，若是檢查半天找到了原因是您的芯片出了問題之外，其后果可想而知。

然后，再通過了零部件級別的PV驗證后，還得裝車驗證，一般最冷的地方和最熱的地方，裝車驗證幾個月跑幾萬公里，此時再沒有問題，才是真正可以順利裝車的芯片，然后還要等車型量產(chǎn)，投放市場，消費者買單。然后車規(guī)芯片才會開始得到大批量的訂單，而當(dāng)前單一車型，除了幾個爆款，基本年銷量10萬一大關(guān)，如果對于MCU等復(fù)雜芯片，單車就用一顆，10萬才100K的年需求量，幾年時間的努力最后就這么點銷售，你說企業(yè)難不難？

這就是為什么車規(guī)等級芯片上火車周期如此之長、如此之難，但正因為如此，所以我們敢于買車、安心用車。

本文只是在總結(jié)個人經(jīng)驗的基礎(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。