车规级芯片,行业要求有哪些?
电控知识搬运工','电控知识搬运工 2024-05-30

MCU芯片种类


在了解什么是车规级芯片之前,我们先来了解一下MCU芯片种类都有哪些:


MCU芯片种类的划分主要有以上四种,分别为:商业级(也称消费级)、工业级、车规级和军用级。他们的划分标准主要有以下区别:


工作温度方面:商业级芯片的工作温度在0℃~+70℃之间。工业级芯片则能达到-40℃~+85℃。车规级芯片在耐高温方面更是能够达到125℃,工作温度为-40℃~+125℃。军用级芯片在低温方面比车规级芯片更优秀,工作温度能够达到-55℃~+125℃。

工艺处理方面:商业级芯片仅做了防水处理。工业级则是在防水处理的基础上增加了防潮、防腐、防霉变处理。车规级芯片在工业级芯片的基础上又增强封装设计和散热处理。而军用级芯片则相较车规级芯片而言更耐冲击、耐高低温、耐霉菌。


电路设计方面:商业级芯片做了防雷设计、短路保护、热保护等电路设计。工业级芯片则是在商业级芯片基础上进行了多级防雷设计、双变压器设计、抗干扰设计、短路保护、热保护、超高压保护等设计。车规级芯片在工业及芯片的基础上又增加了多重短路保护、多重热保护,和超高压保护等电路设计。而军工级芯片同样在车规级芯片基础上增添了辅助电路和备份电路设计,多级防雷设计双变压器设计。


系统成本方面:商业级芯片采用线路板一体化设计,价格低廉但维护费用较高。工业级芯片采用积木式结构,每个电路均带有自检功能。车规级同样也采用了积木式结构,但在工业级芯片的基础上增强了散热处理,造价较高维护费用也较高。军用级的造价就非常高了,维护费用也在这几类芯片中拔得头筹。





车规级芯片


在汽车制造业,就可靠性要求而言,车规级芯片无疑是要高于商业级和工业级。


而车规级芯片:顾名思义,就是应用到汽车中的芯片,它不同于日常生活中的消费品和工业品,该类芯片对可靠性要求较高,例如工作温度范围、工作稳定性、不良率等。同时,符合这一可靠性要求的车规级芯片也被认为是这个行业的最高准入门槛。

那么,车规级芯片要经过哪些验证,才能获得这一资格?

汽车市场入场券—车规级认证



1、 IATF 16949


2016年10月,国际汽车工作组(IATF)正式发布 IATF 16949:2016,取代 ISO/TS 16949:2009作为规范汽车行业质量管理的标准,新版标准的目标是规范汽车行业各组织质量管理体系的各项要求,以实现持续改进、强调缺陷预防并减少供应链中的变异和浪费。



IATF 16949:2016是全球通用的汽车行业质量管理标准,涵盖了有效运行质量管理体系(QMS)的相关要求。该标准与关键业务密切相关,因此对于许多汽车制造厂商 (OEM) 和供应商,是需要严格遵照的强制要求。

IATF成员由OEM和代表供应商的国家汽车工业协会组成。该小组建立有五个监督办公室,通常被称为IATF全球监督(办公室),用来实施并管理IATF16949认证方案。IATF是IATF16949认证的唯一认可机构,只有被IATF认可的认证机构才允许进行IATF16949认证审核,颁发带IATF认可标志的证书。


IATF16949标准是以国际上普遍接受的 ISO9001标准为基础,补充汽车工业的特殊要求而形成。它是国际汽车行业的一个技术规范,其针对性和适用性非常明确:此规范只适用于汽车整车厂和其直接的零备件制造商。这些厂家必须是直接与生产汽车有关的,能开展加工制造活动,并通过这种活动使产品能够增值。对所认证的企业资格,有着严格的限定。那些只具备支持功能的单位,如设计中心、公司总部和配送中心等,不能独立获得IATF16949:2016的认证。


对那些为整车厂家或汽车零备件厂家制造设备和工具的厂家,也不能获得IATF16949:2016的认证。


2、ISO 26262


ISO 26262 是从电子、电气及可编程器件功能安全基本标准 IEC61508 派生出来的,主要定位在汽车行业中特定的电气器件、电子设备、可编程电子器件等专门用于汽车领域的部件,旨在提高汽车电子、电气产品功能安全的国际标准。它针对汽车电子的功能安全标准,等级从低到高分为:ASIL-A、 ASIL-B、 ASIL-C、ASIL-D。



目前ISO 26262是判断芯片产品是否具备车用资格的标志之一。


3、AEC-Q


AEC-Q系列认证是公认的车规元器件的通用测试标准。IC设计企业想要进入汽车电子领域,进入汽车电子零部件供应链,AEC-Q系列是必须获得的认证之一。


车用电子主要依据国际汽车电子协会(Automotive Electronics Council,简称AEC)作为车规验证标准,包括AEC-Q100(集成电路IC)、AEC-Q101(离散组件)、AEC-Q102(离散光电LED)、AEC-Q103(传感器)、AEC-Q104(多芯片组件)、AEC-Q200(被动组件),其测试条件比消费型芯片规范严苛。


其中AEC-Q100是判断芯片产品是否具备车用资格的标志之一,侧重质量可靠性。其关键测试类别包括:



只有完全通过7大类别共41项测试后,才能获得AEC-Q100认证。AEC-Q系列认证,完成全部测试,平均最低时间也需要大概6个月左右。


市面上的车规级芯片


1、功率类芯片


新能源汽车是功率器件增量需求主要来源。其中,增量较大的主要是IGBT模块、SiC 模块、MOSFET 和 GaN 产品。其中新增功率器件主要用于主驱逆变器、车载充电机(OBC)、直流-直流变换器(DC-DC)等动力系统零部件。


2、计算机及控制芯片


计算及控制芯片为智能汽车之“眼”,以微控制器和逻辑IC为主,包括主控芯片和辅助芯片。从应用场景来看,计算芯片可以划分为智能座舱芯片和自动驾驶芯片、车身控制芯片。


3、储存芯片


主要用于数据存储功能,包含DRAM(动态存储器)、SRAM(静态存储器)、FLASH(闪存芯片)等。


4、传感器芯片


主要用于探测、感受外界的信号,并将探知的信息转变为电信号或其他所需形式传递给其他设备。包括CMOS图像传感器(CIS)、图像信号处理器(ISP)、激光雷达芯片等。


5、通信芯片


主要用于发送、接收以及传输通信信号,包括基带芯片、射频芯片、信道芯片、电力线载波通信芯片等。


6、模拟芯片


模拟芯片在汽车各个部分均有应用,包括车身、仪表、底盘、动力总成及ADAS,主要分为信号链芯片与电源管理芯片两大板块。


7、电源芯片


汽车电源管理芯片(PMIC)广泛应用于汽车智能座舱、自动驾驶、车身电子、仪表及娱乐系统、照明系统及BMS等场景。


8、驱动芯片


其性能的的高低决定了爬坡能力、加速能力以及最高车速等汽车行驶的主要性能指标。


9、安全芯片


汽车安全芯片属于一种车规级芯片,主要包括AEC和ISO 26262等标准,其功能为控制车辆的安全性、效率性和舒适性等。



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