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车规级芯片,工规级芯片和消费级芯片差异简述

时间:2022-1-18 11:14:00
摘要: 最近花了一些时间研究了一下关于工规,车规和消费级芯片在设计要求上的一些差异。

有一个概念需要了解,车载芯片未必是车规。

汽车电子分前装,后装之分。前装主要是主机厂为整车厂做配套的。作为整车的一部分提供给消费者。后装,则是用于直接销售的汽车配件。

两者的要求是不一样的。一般来说,后装的规格与工规相同。前装则需要严格按照车规标准来进行设计。

下面我们5个方面来说明一下,三类芯片的不同之处。

首先是生产线的不同,车规是有专门的车规产线的。并不是任何一个工艺都可以做为生产车规芯片的。而消费芯片和工规芯片,都可以用普通生产线来生产。晶圆厂会先开发消费级芯片工艺,然后再发展相应的车级工艺。如果想用某个工艺,则需要询问晶圆厂是否达到车规级标准。

DPPM(Defect part per million 每百万缺陷机会中的不良品数):消费芯片小于500,车规为0~10个缺陷。工规介于两者之间,具体要求需要不同的客户有不同的需求。

寿命:消费电子 3~5年,工规,10年,车规 15(按照每天15%使用时间)年。

可靠性标准:消费:JESD47, 工规:JESD47, 车规:AEC-Q100

温度,这里指的是环境温度。消费级:-20~60度,工规级:-40~85度,车规级 -40~85度。

关于良率,车规和工规更为严格的要求,需要DFT工程师提供覆盖率更高的设计和测试向量。

车规需要满足更严格的标准,毕竟设计到人的生命安全。车规芯片如何达到高可靠性呢?

时序签收时考虑额外的aging derating,以保证芯片在汽车使用后期仍然能够稳定运行。在lib进行特征化的时候,也需要考虑到aging的影响。金属线上,则需要考虑特殊的EM rule。DFT coverage至少也要达到99%以上。

对于台积电来说,其最先进的并且生态完整的产线,可以生产车规芯片的工艺是16FFC

车规芯片生产出来之后,还需要经过严格的专业机构的车规级标准测试,通过之后,才能够应用到汽车上。可以说,车规级芯片门槛是相当高的。
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