什么是車規(guī)級芯片 MCU芯片種類都有哪些

MCU芯片種類

在了解什么是車規(guī)級芯片之前，我們先來了解一下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（也稱消費(fèi)級）、工業(yè)級、車規(guī)級和軍用級。他們的劃分標(biāo)準(zhǔn)主要有以下區(qū)別：

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

工藝處理方面：商業(yè)級芯片僅做了防水處理。工業(yè)級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)級芯片在工業(yè)級芯片的基礎(chǔ)上又增強(qiáng)封裝設(shè)計和散熱處理。而軍用級芯片則相較車規(guī)級芯片而言更耐沖擊、耐高低溫、耐霉菌。

電路設(shè)計方面：商業(yè)級芯片做了防雷設(shè)計、短路保護(hù)、熱保護(hù)等電路設(shè)計。工業(yè)級芯片則是在商業(yè)級芯片基礎(chǔ)上進(jìn)行了多級防雷設(shè)計、雙變壓器設(shè)計、抗干擾設(shè)計、短路保護(hù)、熱保護(hù)、超高壓保護(hù)等設(shè)計。車規(guī)級芯片在工業(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。而軍工級芯片同樣在車規(guī)級芯片基礎(chǔ)上增添了輔助電路和備份電路設(shè)計，多級防雷設(shè)計雙變壓器設(shè)計。

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

車規(guī)級芯片

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

而車規(guī)級芯片：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，符合這一可靠性要求的車規(guī)級芯片也被認(rèn)為是這個行業(yè)的最高準(zhǔn)入門檻。

那么，車規(guī)級芯片要經(jīng)過哪些驗證，才能獲得這一資格？

汽車市場入場券—車規(guī)級認(rèn)證

1、?IATF?16949

2016年10月，國際汽車工作組（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)量管理體系的各項要求，以實現(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)商的國家汽車工業(yè)協(xié)會組成。該小組建立有五個監(jiān)督辦公室，通常被稱為IATF全球監(jiān)督（辦公室），用來實施并管理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。

IATF16949標(biāo)準(zhǔn)是以國際上普遍接受的 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。它是國際汽車行業(yè)的一個技術(shù)規(guī)范，其針對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，能開展加工制造活動，并通過這種活動使產(chǎn)品能夠增值。對所認(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)計中心、公司總部和配送中心等，不能獨立獲得IATF16949:2016的認(rèn)證。

對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。

2、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)品功能安全的國際標(biāo)準(zhǔn)。它針對汽車電子的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，等級從低到高分為：ASIL-A、 ASIL-B、 ASIL-C、ASIL-D。

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。

3、AEC-Q

AEC－Q系列認(rèn)證是公認(rèn)的車規(guī)元器件的通用測試標(biāo)準(zhǔn)。IC設(shè)計企業(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)國際汽車電子協(xié)會(Automotive Electronics Council，簡稱AEC)作為車規(guī)驗證標(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(被動組件)，其測試條件比消費(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)鍵測試類別包括：

只有完全通過7大類別共41項測試后，才能獲得AEC－Q100認(rèn)證。AEC-Q系列認(rèn)證，完成全部測試，平均最低時間也需要大概6個月左右。

市面上的車規(guī)級芯片

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）等動力系統(tǒng)零部件。

2、計算機(jī)及控制芯片

計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)用場景來看，計算芯片可以劃分為智能座艙芯片和自動駕駛芯片、車身控制芯片。

3、儲存芯片

主要用于數(shù)據(jù)存儲功能，包含DRAM（動態(tài)存儲器）、SRAM（靜態(tài)存儲器）、FLASH（閃存芯片）等。

4、傳感器芯片

主要用于探測、感受外界的信號，并將探知的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柣蚱渌栊问絺鬟f給其他設(shè)備。包括CMOS圖像傳感器（CIS）、圖像信號處理器（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，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部分均有應(yīng)用，包括車身、儀表、底盤、動力總成及ADAS，主要分為信號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、自動駕駛、車身電子、儀表及娛樂系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及BMS等場景。

8、驅(qū)動芯片

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。

審核編輯：黃飛

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