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車規(guī)級芯片,工規(guī)級芯片和消費級芯片差異簡述

2022-1-18 11:14:00
  • 最近花了一些時間研究了一下關于工規(guī),車規(guī)和消費級芯片在設計要求上的一些差異。

有一個概念需要了解,車載芯片未必是車規(guī)。

汽車電子分前裝,后裝之分。前裝主要是主機廠為整車廠做配套的。作為整車的一部分提供給消費者。后裝,則是用于直接銷售的汽車配件。

兩者的要求是不一樣的。一般來說,后裝的規(guī)格與工規(guī)相同。前裝則需要嚴格按照車規(guī)標準來進行設計。

下面我們5個方面來說明一下,三類芯片的不同之處。

首先是生產(chǎn)線的不同,車規(guī)是有專門的車規(guī)產(chǎn)線的。并不是任何一個工藝都可以做為生產(chǎn)車規(guī)芯片的。而消費芯片和工規(guī)芯片,都可以用普通生產(chǎn)線來生產(chǎn)。晶圓廠會先開發(fā)消費級芯片工藝,然后再發(fā)展相應的車級工藝。如果想用某個工藝,則需要詢問晶圓廠是否達到車規(guī)級標準。

DPPM(Defect part per million 每百萬缺陷機會中的不良品數(shù)):消費芯片小于500,車規(guī)為0~10個缺陷。工規(guī)介于兩者之間,具體要求需要不同的客戶有不同的需求。

壽命:消費電子 3~5年,工規(guī),10年,車規(guī) 15(按照每天15%使用時間)年。

可靠性標準:消費:JESD47, 工規(guī):JESD47, 車規(guī):AEC-Q100

溫度,這里指的是環(huán)境溫度。消費級:-20~60度,工規(guī)級:-40~85度,車規(guī)級 -40~85度。

關于良率,車規(guī)和工規(guī)更為嚴格的要求,需要DFT工程師提供覆蓋率更高的設計和測試向量。

車規(guī)需要滿足更嚴格的標準,畢竟設計到人的生命安全。車規(guī)芯片如何達到高可靠性呢?

時序簽收時考慮額外的aging derating,以保證芯片在汽車使用后期仍然能夠穩(wěn)定運行。在lib進行特征化的時候,也需要考慮到aging的影響。金屬線上,則需要考慮特殊的EM rule。DFT coverage至少也要達到99%以上。

對于臺積電來說,其最先進的并且生態(tài)完整的產(chǎn)線,可以生產(chǎn)車規(guī)芯片的工藝是16FFC

車規(guī)芯片生產(chǎn)出來之后,還需要經(jīng)過嚴格的專業(yè)機構的車規(guī)級標準測試,通過之后,才能夠應用到汽車上??梢哉f,車規(guī)級芯片門檻是相當高的。
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