【了不起的芯片】車規(guī)級芯片：安全！安全！還是安全！

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19世紀(jì)末20世紀(jì)初，是人類發(fā)現(xiàn)速度的時代，新的交通工具給人無限新的可能性，1886年卡爾·本茨發(fā)明的三輪汽車就誕生在這個時刻。直到二十世紀(jì)60年代末70年代初，最初的汽車芯片誕生了，它們被用于管理簡單的功能，如燃油噴射和變速器換檔。而到今天，電子技術(shù)被用來處理汽車從鎖門到計(jì)算燃油效率，再到緊急制動、牽引力控制和自動泊車的一切，而這一切都離不開車規(guī)級芯片。

那到底什么是車規(guī)級芯片呢？

車規(guī)級（AutomotiveGrade），是指適用于汽車電子元件的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。那么顧名思義，車規(guī)級芯片就是符合汽車元件規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的在汽車上使用的芯片。

那么車規(guī)級芯片和我們現(xiàn)在看這篇文章所使用的電腦或者手機(jī)里的芯片有什么區(qū)別呢？

手機(jī)、電腦、平板、智能手表、機(jī)頂盒等等電子產(chǎn)品上的芯片稱為消費(fèi)級芯片。性能上，消費(fèi)級芯片比的就是快，每次發(fā)布會上，蘋果都會說自己的芯片比上一屆產(chǎn)品快了百分之多少多少，更強(qiáng)大的手機(jī)芯片能帶給你更好的游戲、視聽等體驗(yàn)。

另外一點(diǎn)需要考慮的就是功耗，因?yàn)槿绻奶蟮脑挄尷m(xù)航變短，機(jī)身發(fā)燙，甚至燒毀芯片。除此之外，芯片也越做越小。從較早的微米，到后來的納米，消費(fèi)級芯片非常重視制程工藝的尺寸。同時，芯片的價格也越來越貴，占據(jù)了一個電子產(chǎn)品價格的主要份額。

車規(guī)級芯片與消費(fèi)級、工業(yè)級芯片的對比：

▲圖源：概念愛好者

而對于汽車來說，車內(nèi)空間那么大，所以也不需要芯片做的那么小。所以汽車芯片并不像消費(fèi)級芯片那樣追求先進(jìn)的制程工藝，而往往優(yōu)先考慮技術(shù)的成熟性和穩(wěn)定性，汽車芯片需要更“強(qiáng)壯”。

所以，車規(guī)級芯片當(dāng)然要更結(jié)實(shí)更長壽，對適應(yīng)環(huán)境、抗沖擊、抗振動等要求很高。而且汽車是直接與人的生命安全相關(guān)的，更不能有絲毫的紕漏。你可以想象一下，手機(jī)死機(jī)了可以重啟，汽車在高速公路上死機(jī)了，可能重啟的就是人生了。

• 符合環(huán)境要求：根據(jù)安裝在汽車的不同位置，對芯片可以耐受的冷熱溫度、濕度、發(fā)霉、粉塵、有害氣體侵蝕等環(huán)境挑戰(zhàn)的要求。

• 抗振動，沖擊：汽車的使用過程充滿了各種顛簸與沖擊，特別是對于越野汽車，車規(guī)級芯片一定要可以耐受住這些振動和沖擊。

• 可靠性：我們經(jīng)常說一顆螺絲釘可以影響一架飛機(jī)的安全，這對于車規(guī)級芯片同樣適用。首先芯片的設(shè)計(jì)使用壽命需要滿足汽車的設(shè)計(jì)壽命或設(shè)計(jì)里程數(shù)，車規(guī)級芯片的壽命要達(dá)到二十年。車內(nèi)所有芯片共同組成了一個系統(tǒng)，我們需要這個系統(tǒng)非常的穩(wěn)定可靠，而這則是依賴于每個芯片的穩(wěn)定可靠。

• 一致性：這點(diǎn)比較容易理解，就是在大規(guī)模生產(chǎn)汽車，比如一年十幾萬輛的時候，能夠保證車內(nèi)芯片質(zhì)量的一致性，不會好一輛壞一輛，這對芯片制作工藝的要求也很高。

主要基于這些方面，汽車芯片只有符合一些標(biāo)準(zhǔn)考驗(yàn)才能成為車規(guī)級芯片，就像考試合格一樣，如AEC-Q100可靠度標(biāo)準(zhǔn)，ISO 26262國際標(biāo)準(zhǔn)，ISO 21448預(yù)期功能安全標(biāo)準(zhǔn)。

所以對于DPPM（Defect part per million /每百萬缺陷機(jī)會中的不良品數(shù)），消費(fèi)級芯片要求小于500個缺陷，而車規(guī)級則要控制為小于或等于10個缺陷。所以，芯片如果要達(dá)到車規(guī)級要符合一系列嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，主要包含以下幾個方面：

• 符合環(huán)境要求：根據(jù)安裝在汽車的不同位置，對芯片可以耐受的冷熱溫度、濕度、發(fā)霉、粉塵、有害氣體侵蝕等環(huán)境挑戰(zhàn)的要求。

• 抗振動，沖擊：汽車的使用過程充滿了各種顛簸與沖擊，特別是對于越野汽車，車規(guī)級芯片一定要可以耐受住這些振動和沖擊。

• 可靠性：我們經(jīng)常說一顆螺絲釘可以影響一架飛機(jī)的安全，這對于車規(guī)級芯片同樣適用。首先芯片的設(shè)計(jì)使用壽命需要滿足汽車的設(shè)計(jì)壽命或設(shè)計(jì)里程數(shù)，車規(guī)級芯片的壽命要達(dá)到二十年。車內(nèi)所有芯片共同組成了一個系統(tǒng)，我們需要這個系統(tǒng)非常的穩(wěn)定可靠，而這則是依賴于每個芯片的穩(wěn)定可靠。

• 一致性：這點(diǎn)比較容易理解，就是在大規(guī)模生產(chǎn)汽車，比如一年十幾萬輛的時候，能夠保證車內(nèi)芯片質(zhì)量的一致性，不會好一輛壞一輛，這對芯片制作工藝的要