國產(chǎn)汽車電子真的那么難入行嗎

上周的半導(dǎo)體圈新聞蠻多的，其中CES是最引人注目的，英特爾在里面推出了自己的首款10nm芯片，AMD也不甘示弱，推出了自己的7nm銳龍處理器，IBM也推出了全球首臺量子計算機。當(dāng)然，廠會外面也沒有閑著，華為發(fā)布性能最高的ARM-based服務(wù)器芯片，雷軍怒懟華為，群創(chuàng)FAB干架，巴斯夫內(nèi)鬼事件等等。其實擼主本來是想寫一篇關(guān)于這個內(nèi)鬼事件的文章，因為擼主畢業(yè)之后一直在芯片行業(yè)，知道每個公司都有非常嚴格的保密措施，也知道泄密對于一家公司的嚴重程度，所以想和大家普及一下這方面內(nèi)容。

可是，可是，我看到了另外一條重要的新聞，就是特斯拉上海工廠開工。這條新聞讓我瞬間想到了汽車電子這個話題。擼主聊過AI，聊過5G，好像對于汽車電子，自動駕駛等等沒有聊過，所以這一期我們就聊一下關(guān)于汽車電子這個話題（貌似擼主挖的坑比較多啊，AI，5G還沒聊完，這又開始汽車電子~）。

看這一期，需要了解相關(guān)的芯片測試和芯片Quality方面的內(nèi)容，如果不了解，請戳這里 你不知道的那些芯片測試和測試黑幕 ， 半導(dǎo)體中的Quality問題。

汽車電子是個啥？

你可能會問，汽車電子當(dāng)然是用在汽車里面的，這還用問嗎。對，不錯，汽車電子確實是用在汽車里面的，但是汽車里面也有很多地方使用到啊，比如發(fā)動機里面會用到，剎車系統(tǒng)會用到，座椅會用到，音響，車門，雨刷器都會用到汽車電子芯片。在我們汽車電子的范疇，這些芯片可是大大的不一樣。按照國際標準（其實就是早期美國制定的汽車電子標準，沒辦法，誰讓中國過去太落后），汽車電子可以分為grade0~grade4，總共5個等級。詳細情況請看下圖。

首先，這些內(nèi)容每隔幾年都會變，因為現(xiàn)在汽車電子發(fā)展太快了，比如GPS導(dǎo)航等等在原來的汽車中是沒有的，但是現(xiàn)在是必須品?，F(xiàn)在的新能源汽車把發(fā)動起改成電動機了，所以也會變一些Grade0的內(nèi)容，大家只拿這個做參考就可以了。其中Grade0要求最高，Grade4要求最低。

除了這一些，還有一些零組件的汽車電子產(chǎn)品。比如你車子的雨刷器壞掉了，維修廠會告訴你換雨刷器是換原廠的，還是換副廠的。這也是一部分產(chǎn)業(yè)，大概分為三類。

OEM/ODM（正廠出廠零件）/OES（正廠維修零件）。這兩個都是原廠的，區(qū)別就是一個針對新車的，就是和新車的零件一樣。一個就是針對維修用的零件，就是針對維修專用零件。

DOP（Dealer Option，經(jīng)銷商選配零件）。這個嘛，就有點多了，要看經(jīng)銷商采購。

AM（After Marketing，副廠零件）。就是副廠零件啦。

所以汽車電子就是包含以上這幾項用途。你在看上圖的時候，會在最后一列發(fā)現(xiàn)有個叫驗證標準的東西。這一列非常重要，它直接規(guī)定了，汽車電子的測試條件。上面所說的溫度是FT測試溫度（不懂芯片測試的，請戳這里 你不知道的那些芯片測試和測試黑幕 現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，早期把一些基本半導(dǎo)體知識普及完，是一件多么有意義的事情，哈哈）。比如Grade0是-40C~+150C，則表示FT測試的溫度是低溫-40C，高溫125C。而且在做不同Quality項目驗證的時候，還規(guī)定了測試順序，比如在做HTOL的時候，規(guī)定FT測試順序是室溫25C，然后低溫-40C，最后高溫150C。這一部分我們后面的文章中再詳聊，今天只坐宏觀介紹。

汽車電子和普通電子有什么區(qū)別？

說到這個問題，就不得不說在半導(dǎo)體行業(yè)中，不同芯片的不同應(yīng)用環(huán)境。按照現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)環(huán)境來看，總共可以分為以下幾個部分，民用級，工業(yè)級，汽車級以及軍工級。具體情況請看下表。

其中軍工級芯片是要求最高的，而且成本也最高。我們平時看到的手機，手環(huán)，消費級電腦等等都是屬于民用級（消費級）產(chǎn)品。在大多數(shù)情況下，消費級產(chǎn)品淘汰周期是2到3年，所以芯片在做質(zhì)量驗證的時候也是做這個范圍的驗證。而汽車的淘汰周期是在10~15年，而且涉及到人身安全，所以在做質(zhì)量驗證的時候會要求更高。如果不懂質(zhì)量驗證，請戳這里 半導(dǎo)體中的Quality問題。

汽車電子有什么特點？

汽車電子不同于消費電子，自己也有很多特點。我們就舉幾個例子。

工藝節(jié)點要求不高，但是對于質(zhì)量要求高

現(xiàn)在消費級手機，PC機的處理器已經(jīng)到7nm工藝節(jié)點。但是汽車電子還沒有到這么先進。因為汽車電子對于芯片面積和芯片本身的成本控制，比手機要差很遠。汽車電子可以把芯片做大一些，成本可以高一些，這些都是代價。這些代價換來的就是高可靠性，在做質(zhì)量驗證的時候，標準更加嚴格，測試條件更加變態(tài)。

入門門檻高

想打進汽車電子行業(yè)，不論是對于fabless還是對于foundry都是一個很大的考驗。首先你生產(chǎn)的芯片要通過美國汽車電子委員會AEC(AutomotiveElectronicsCouncil)等等一系列的標準測試，具體標準可以參考一下官網(wǎng)，這里就不再贅述，不能用嚴格來說，應(yīng)該是苛刻來形容。當(dāng)然，對于最終消費者來講，越苛刻越好，變態(tài)才好，因為越嚴格，我們越安全。除了AEC，還要通過ISO/TS 16949的質(zhì)量驗證。這是對于一家fabless的設(shè)計能力，foundry的制造能力的極大考驗。

客戶穩(wěn)定

上面只是入門，假如現(xiàn)在已經(jīng)通過了AEC的測試，說明你只是有資格售賣汽車電子芯片。所以接下來你要說服汽車制造商寶馬，奔馳使用你的芯片。這個過程也是無比艱難。因為在汽車電子中，汽車制造商和芯片供應(yīng)商是一個非常穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。比如奔馳在發(fā)動機上使用英飛凌的芯片，一般都是長約，而且如果沒有遇到很大變動，是絕對不會換供應(yīng)商的。因為一旦換供應(yīng)商，之前做過的所有研究，所有質(zhì)量驗證都變成零，要重新再做一遍，這些都是成本。而且對于質(zhì)量來說，也存在風(fēng)險太高的問題。所以一旦一家fabless或者一家foundry為某家汽車制造商提供芯片，那么恭喜你，短時間內(nèi)，你的公司倒不了。

成本高

汽車電子成本要比消費級電子高很多，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1，前期驗證成本高。我們前面聊到過，汽車電子在前期做質(zhì)量驗證的時候，會比消費電子做更多的驗證。所以這樣的驗證成本會更高。

2，foundry生產(chǎn)成本高。foundry如果是在生產(chǎn)汽車電子芯片。都是挑整個foundry最好的機器，最好的PIE，PE去帶這樣的產(chǎn)品，生產(chǎn)線有一點的異常，都要停線檢查。對于foundry來講，也是成本的提高。所以foundry在賣給供應(yīng)商芯片的時候，汽車電子比消費級電子要貴很多。

3，測試程式開發(fā)時間長，測試時間長。fabless在開發(fā)測試程序的時候，對于汽車電子的要求會很高，比如它絕對不允許一顆壞芯片流入到客戶手中，因為還有可能一顆壞芯片就造成一車人的安全。在早期客戶的不良率在PPM級別，但是隨著最近幾年自動駕駛的概念比較火，已經(jīng)到了PPB級別了。所以測試程序的覆蓋率更高和邏輯更復(fù)雜。在測試的時候，測試時間更久，還需要做高溫烘烤，所以測試成本也較高。

所以，消費級電子的價格非常高。當(dāng)然，也有一些小的汽車制造商，為了壓低成本，在Grade3或者Grade4這些應(yīng)用場景下，我就遇到過一些汽車制造商使用消費級電子來代替汽車電子，真有這樣的情況，而且不止一家。在半導(dǎo)體混了幾年，其實遇到各種奇葩都有，雖然說這些不涉及到安全問題，但是太惡心人。所以我當(dāng)時發(fā)現(xiàn)之后，就決定，如果以后有錢了買車，絕對不買這些品牌的車。好啦，說多了，這些不在我們今天的討論范圍之內(nèi)。

汽車電子包含哪些內(nèi)容

說了這么多，也該聊一聊汽車電子具體包含哪些芯片了。總體來說，汽車電子可以分為MCU，功率半導(dǎo)體，傳感器以及其他芯片。在傳統(tǒng)燃油汽車中，MCU占比最高，達到23%。MCU，功率半導(dǎo)體和傳感器的占比要高于50%。

但是在新能源汽車中，功率半導(dǎo)體是最大的一部分占比達到55%。這也是未來幾年汽車電子的絕對火爆市場。

那功率半導(dǎo)體又包括哪些內(nèi)容呢？包括IGBT, MOSFET，電源管理芯片以及BJT，晶閘管之類的。