那什么是車規(guī)級(jí)MCU芯片，它跟普通芯片又有何不同？

國(guó)際國(guó)內(nèi)油價(jià)波動(dòng)不止，新能源汽車市場(chǎng)如火如荼，隨之而來(lái)上游車規(guī)級(jí)MCU芯片卻是供不應(yīng)求。那什么是車規(guī)級(jí)MCU芯片，它跟普通芯片又有何不同？今天小創(chuàng)就給大家來(lái)一次大揭秘，看看它究竟有何神奇之處。

01

MCU芯片種類

在了解什么是車規(guī)級(jí)芯片之前，我們先來(lái)了解一下MCU芯片種類都有哪些

MCU芯片種類的劃分主要有以上四種，分別為：商業(yè)級(jí)（也稱消費(fèi)級(jí)）、工業(yè)級(jí)、車規(guī)級(jí)和軍用級(jí)。他們的劃分標(biāo)準(zhǔn)主要有以下區(qū)別：

1.工作溫度方面：商業(yè)級(jí)芯片的工作溫度在0℃~+70℃之間。工業(yè)級(jí)芯片則能達(dá)到-40℃~+85℃。車規(guī)級(jí)芯片在耐高溫方面更是能夠達(dá)到125℃，工作溫度為-40℃～+125℃。軍用級(jí)芯片在低溫方面比車規(guī)級(jí)芯片更優(yōu)秀，工作溫度能夠達(dá)到-55℃~+125℃。

2.工藝處理方面：商業(yè)級(jí)芯片僅做了防水處理。工業(yè)級(jí)則是在防水處理的基礎(chǔ)上增加了防潮、防腐、防霉變處理。車規(guī)級(jí)芯片在工業(yè)級(jí)芯片的基礎(chǔ)上又增強(qiáng)封裝設(shè)計(jì)和散熱處理。而軍用級(jí)芯片則相較車規(guī)級(jí)芯片而言更耐沖擊、耐高低溫、耐霉菌。

3.電路設(shè)計(jì)方面：商業(yè)級(jí)芯片做了防雷設(shè)計(jì)、短路保護(hù)、熱保護(hù)等電路設(shè)計(jì)。工業(yè)級(jí)芯片則是在商業(yè)級(jí)芯片基礎(chǔ)上進(jìn)行了多級(jí)防雷設(shè)計(jì)、雙變壓器設(shè)計(jì)、抗干擾設(shè)計(jì)、短路保護(hù)、熱保護(hù)、超高壓保護(hù)等設(shè)計(jì)。車規(guī)級(jí)芯片在工業(yè)及芯片的基礎(chǔ)上又增加了多重短路保護(hù)、多重?zé)岜Ｗo(hù)，和超高壓保護(hù)等電路設(shè)計(jì)。而軍工級(jí)芯片同樣在車規(guī)級(jí)芯片基礎(chǔ)上增添了輔助電路和備份電路設(shè)計(jì)，多級(jí)防雷設(shè)計(jì)雙變壓器設(shè)計(jì)。

4.系統(tǒng)成本方面：商業(yè)級(jí)芯片采用線路板一體化設(shè)計(jì)，價(jià)格低廉但維護(hù)費(fèi)用較高。工業(yè)級(jí)芯片采用積木式結(jié)構(gòu)，每個(gè)電路均帶有自檢功能。車規(guī)級(jí)同樣也采用了積木式結(jié)構(gòu)，但在工業(yè)級(jí)芯片的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了散熱處理，造價(jià)較高維護(hù)費(fèi)用也較高。軍用級(jí)的造價(jià)就非常高了，維護(hù)費(fèi)用也在這幾類芯片中拔得頭籌。

02

車規(guī)級(jí)芯片

在汽車制造業(yè)，就可靠性要求而言，車規(guī)級(jí)芯片無(wú)疑是要高于商業(yè)級(jí)和工業(yè)級(jí)。

而車規(guī)級(jí)芯片：顧名思義，就是應(yīng)用到汽車中的芯片，它不同于日常生活中的消費(fèi)品和工業(yè)品，該類芯片對(duì)可靠性要求較高，例如工作溫度范圍、工作穩(wěn)定性、不良率等。同時(shí)，符合這一可靠性要求的車規(guī)級(jí)芯片也被認(rèn)為是這個(gè)行業(yè)的最高準(zhǔn)入門檻。

那么，車規(guī)級(jí)芯片要經(jīng)過(guò)哪些驗(yàn)證，才能獲得這一資格？

03

汽車市場(chǎng)入場(chǎng)券—車規(guī)級(jí)認(rèn)證

一、IATF16949

2016年10月，國(guó)際汽車工作組（IATF）正式發(fā)布 IATF 16949:2016，取代 ISO/TS 16949:2009作為規(guī)范汽車行業(yè)質(zhì)量管理的標(biāo)準(zhǔn)，新版標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是規(guī)范汽車行業(yè)各組織質(zhì)量管理體系的各項(xiàng)要求，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)、強(qiáng)調(diào)缺陷預(yù)防并減少供應(yīng)鏈中的變異和浪費(fèi)。

IATF 16949:2016是全球通用的汽車行業(yè)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了有效運(yùn)行質(zhì)量管理體系（QMS）的相關(guān)要求。該標(biāo)準(zhǔn)與關(guān)鍵業(yè)務(wù)密切相關(guān)，因此對(duì)于許多汽車制造廠商(OEM)和供應(yīng)商，是需要嚴(yán)格遵照的強(qiáng)制要求。

IATF成員由OEM和代表供應(yīng)商的國(guó)家汽車工業(yè)協(xié)會(huì)組成。該小組建立有五個(gè)監(jiān)督辦公室，通常被稱為IATF全球監(jiān)督（辦公室），用來(lái)實(shí)施并管理IATF16949認(rèn)證方案。IATF是IATF16949認(rèn)證的唯一認(rèn)可機(jī)構(gòu)，只有被IATF認(rèn)可的認(rèn)證機(jī)構(gòu)才允許進(jìn)行IATF16949認(rèn)證審核，頒發(fā)帶IATF認(rèn)可標(biāo)志的證書(shū)。

IATF16949標(biāo)準(zhǔn)是以國(guó)際上普遍接受的 ISO9001標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，補(bǔ)充汽車工業(yè)的特殊要求而形成。它是國(guó)際汽車行業(yè)的一個(gè)技術(shù)規(guī)范，其針對(duì)性和適用性非常明確：此規(guī)范只適用于汽車整車廠和其直接的零備件制造商。這些廠家必須是直接與生產(chǎn)汽車有關(guān)的，能開(kāi)展加工制造活動(dòng)，并通過(guò)這種活動(dòng)使產(chǎn)品能夠增值。對(duì)所認(rèn)證的企業(yè)資格，有著嚴(yán)格的限定。那些只具備支持功能的單位，如設(shè)計(jì)中心、公司總部和配送中心等，不能獨(dú)立獲得IATF16949:2016的認(rèn)證。

對(duì)那些為整車廠家或汽車零備件廠家制造設(shè)備和工具的廠家，也不能獲得IATF16949:2016的認(rèn)證。

二、ISO 26262

ISO 26262 是從電子、電氣及可編程器件功能安全基本標(biāo)準(zhǔn) IEC61508 派生出來(lái)的，主要定位在汽車行業(yè)中特定的電氣器件、電子設(shè)備、可編程電子器件等專門用于汽車領(lǐng)域的部件，旨在提高汽車電子、電氣產(chǎn)品功能安全的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。它針對(duì)汽車電子的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，等級(jí)從低到高分為：ASIL-A、 ASIL-B、 ASIL-C、ASIL-D。

依據(jù)ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行功能安全設(shè)計(jì)時(shí)，首先對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行逐個(gè)分析，識(shí)別系統(tǒng)所有的危害，然后依據(jù)三個(gè)因子（SEC）來(lái)評(píng)估危害的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。

目前ISO 26262是判斷芯片產(chǎn)品是否具備車用資格的標(biāo)志之一。

三、AEC-Q100

AEC－Q系列認(rèn)證是公認(rèn)的車規(guī)元器件的通用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。IC設(shè)計(jì)企業(yè)想要進(jìn)入汽車電子領(lǐng)域，進(jìn)入汽車電子零部件供應(yīng)鏈，AEC－Q系列是必須獲得的認(rèn)證之一。

車用電子主要依據(jù)國(guó)際汽車電子協(xié)會(huì)(Automotive Electronics Council，簡(jiǎn)稱AEC)作為車規(guī)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，包括AEC-Q100(集成電路IC)、AEC-Q101(離散組件)、AEC-Q102(離散光電LED)、AEC-Q103（傳感器）、AEC-Q104(多芯片組件)、AEC-Q200(被動(dòng)組件)，其測(cè)試條件比消費(fèi)型芯片規(guī)范嚴(yán)苛。

其中AEC-Q100是判斷芯片產(chǎn)品是否具備車用資格的標(biāo)志之一，側(cè)重質(zhì)量可靠性。其關(guān)鍵測(cè)試類別包括：

只有完全通過(guò)7大類別共41項(xiàng)測(cè)試后，才能獲得AEC－Q100認(rèn)證。AEC-Q系列認(rèn)證，完成全部測(cè)試，平均最低時(shí)間也需要大概6個(gè)月左右。

04

市面上的車規(guī)級(jí)芯片

1

功率類芯片

新能源汽車是功率器件增量需求主要來(lái)源。其中，增量較大的主要是IGBT模塊、SiC 模塊、MOSFET 和 GaN 產(chǎn)品。其中新增功率器件主要用于主驅(qū)逆變器、車載充電機(jī)（OBC）、直流-直流變換器（DC-DC）等動(dòng)力系統(tǒng)零部件。

2

計(jì)算機(jī)及控制芯片

計(jì)算及控制芯片為智能汽車之“眼”，以微控制器和邏輯IC為主，包括主控芯片和輔助芯片。從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，計(jì)算芯片可以劃分為智能座艙芯片和自動(dòng)駕駛芯片、車身控制芯片。

3

儲(chǔ)存芯片

主要用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，包含DRAM（動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器）、SRAM（靜態(tài)存儲(chǔ)器）、FLASH（閃存芯片）等。

4

傳感器芯片

主要用于探測(cè)、感受外界的信號(hào)，并將探知的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)或其他所需形式傳遞給其他設(shè)備。包括CMOS圖像傳感器（CIS）、圖像信號(hào)處理器（ISP）、激光雷達(dá)芯片等。

5

通信芯片

主要用于發(fā)送、接收以及傳輸通信信號(hào)，包括基帶芯片、射頻芯片、信道芯片、電力線載波通信芯片等。

6

模擬芯片

模擬芯片在汽車各個(gè)部分均有應(yīng)用，包括車身、儀表、底盤、動(dòng)力總成及ADAS，主要分為信號(hào)鏈芯片與電源管理芯片兩大板塊。

7

電源芯片

汽車電源管理芯片（PMIC）廣泛應(yīng)用于汽車智能座艙、自動(dòng)駕駛、車身電子、儀表及娛樂(lè)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及BMS等場(chǎng)景。

8

驅(qū)動(dòng)芯片

其性能的的高低決定了爬坡能力、加速能力以及最高車速等汽車行駛的主要性能指標(biāo)。

9

安全芯片

汽車安全芯片屬于一種車規(guī)級(jí)芯片，主要包括AEC和ISO 26262等標(biāo)準(zhǔn)，其功能為控制車輛的安全性、效率性和舒適性等。

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重磅推新——先積集成車規(guī)級(jí)運(yùn)放

上海先積集成電路有限公司是一家專注于高性能模擬密集型芯片和先進(jìn)的傳感器解決方案的高新技術(shù)企業(yè)，2016年成立，公司總部位于上海，在西安，無(wú)錫和Tucson，設(shè)有IC芯片設(shè)計(jì)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)。

本次最新推出車規(guī)級(jí)芯片：LTC726Q/LTC728Q

LTC726Q為雙運(yùn)放，LTC728Q四運(yùn)放，適合于單電源供電+1.8V to +5.5V工作，耐壓可達(dá)10V。11M帶寬可用于電機(jī)及電源系統(tǒng)電流采樣，各類傳感器信號(hào)調(diào)理。內(nèi)部集成抗電磁干擾濾波器，完美適配汽車應(yīng)用中的復(fù)雜嚴(yán)苛電磁環(huán)境。通過(guò)擁有CNAS資質(zhì)第三方機(jī)構(gòu)出具的AEC-Q100車規(guī)級(jí)可靠性認(rèn)證書(shū)。

■ 失調(diào)電壓:±0.65 mV(Max)

■帶寬增益積: 11 MHz

■壓擺: 11 V/μs

■穩(wěn)定時(shí)間: 0.26 μs to 0.1%

■噪聲: 8 nV/√Hz at 10 kHz

■軌對(duì)軌輸入輸出

■內(nèi)部RF/EMI濾波器

■靜態(tài)電流: 750μA@5V/CH

■工作溫度: ?40℃to +125℃

■ PSRR：110dB

■ CMRR：96dB

■ ESD：4 kV HBM

Q

選型困難怎么辦？

A

您可以將產(chǎn)品需求后臺(tái)私信給小創(chuàng)，我們將聯(lián)系專業(yè)工程師團(tuán)隊(duì)為您推薦最優(yōu)質(zhì)的選型方案。

Q

除了運(yùn)放外還想了解更多產(chǎn)品情況？

A

沒(méi)關(guān)系，先積集成除了車規(guī)級(jí)運(yùn)放外還有其他產(chǎn)品，包括：比較器、線性穩(wěn)壓器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、電壓基準(zhǔn)、模擬開(kāi)關(guān)等產(chǎn)品，歡迎大家垂詢！