什么是Automotive Grade（也就是我們常說的車規(guī)級）？就是始終如一的可靠性。

汽車發(fā)動機(jī)啟動的那一刻開始，必須在炎熱的夏天和寒冷的冬夜工作。手機(jī)的使用壽命是2~4年，但是你的車需要使用十年以上。

另外，汽車零部件均要抵抗較大溫度波動。當(dāng)消費(fèi)電子設(shè)備（如智能手機(jī)）承受超過其有限耐受范圍內(nèi)的溫度時(shí)，就可能發(fā)送錯(cuò)誤的信息或簡單地關(guān)閉。

這在車規(guī)級系統(tǒng)中是無法容忍。所以汽車工程師要確保從儀表集群，導(dǎo)航屏幕到高級駕駛員輔助系統(tǒng)以及自動駕駛傳感器，芯片等所有零部件都能滿足嚴(yán)苛要求。

這就是我們的汽車解決方案（硬件）額定運(yùn)行溫度為-40~105攝氏度，甚至125攝氏度的原因。

耐溫性僅僅是我們汽車系統(tǒng)規(guī)范與檢測中最關(guān)鍵的一個(gè)因素，與消費(fèi)者級同類產(chǎn)品相比，我們在汽車系統(tǒng)規(guī)范及檢測方面要求更加苛刻。

例如，安全功能件必須有經(jīng)過ISO 26262 ASIL認(rèn)證的專用生產(chǎn)線（當(dāng)然也要具備IATF16949的基礎(chǔ)），以消除制造過程中人為失誤的可能性。使用任何達(dá)不到最高要求的商品都會放大駕駛安全所帶來的危險(xiǎn)。

車規(guī)，渾水摸魚者有之

近年來，越來越多的傳感器、芯片等新的汽車電子產(chǎn)品導(dǎo)入到汽車行業(yè)，車規(guī)級也開始變得亂象叢生。

滿足、符合、達(dá)到......滿大街的初創(chuàng)公司在車規(guī)級三個(gè)字之前加上眼花繚亂的定語，當(dāng)然還有在車規(guī)級三個(gè)字后面加上“量產(chǎn)”兩個(gè)字，這又是說不清道不明的“赤裸裸”PR。

符合，在漢語詞典中的釋義是：與存在的式樣、形式或標(biāo)準(zhǔn)一致。滿足，釋義是：指對某一事物“感到”已經(jīng)足夠，注意這是一種主觀的判斷。達(dá)到，釋義是：多指抽象事物或程度，如達(dá)得到/達(dá)不到，同樣也是一種主觀判斷。

換句話說，符合才是“正品”，那些號稱滿足、達(dá)到的字眼都是自己的“臆想”，還有一些微妙的叫法：比如，遵從車規(guī)級設(shè)計(jì)。實(shí)際上這里面就存在非常多的貓膩。

當(dāng)然，不管你怎么PR，產(chǎn)品最后都要送到“戰(zhàn)場”去檢驗(yàn)（比如，經(jīng)常會碰到很多供應(yīng)商，拍胸脯說“自己的產(chǎn)品過車規(guī)沒問題”）。

目前，車規(guī)級汽車電子比較相關(guān)的就是AEQ質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

AEC-Q100是一種基于封裝集成電路應(yīng)力測試的失效機(jī)制。汽車電子委員會(AEC)總部設(shè)在美國，最初由三大汽車制造商（克萊斯勒、福特和通用汽車）建立，目的是建立共同的零部件資格和質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)。

在1992年夏天的一次JEDEC會議上產(chǎn)生了建立AEC的想法。提出了共同資格規(guī)范的想法，作為改善這種情況的一種可能方法。在隨后的JEDEC會議上，確定共同合格規(guī)范的想法是可行的，不久之后就開始了Q100(集成電路壓力測試合格)的工作。

當(dāng)前AEC-Q100在集成電路中的應(yīng)用以離散部件AEC-Q101和無源部件AEC-Q200為主。

其中AEC-Q100分五個(gè)級別以溫度范圍為根本劃分準(zhǔn)則。其中，0級最高（-40°C to+150°C），1級為-40°C to+125°C,2級為-40°C to+105°C（也就是比較常見的），最低級是4級（0°C to+70°C）。0級以引擎蓋下方環(huán)境條件最差為主，1、2級用在汽車其他部位。

除AEQ外，另一個(gè)需要遵循的規(guī)范是2011年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定的ISO 26262，主要用于功能安全件，如ADAS相關(guān)的傳感器和系統(tǒng)。

汽車安全完整性等級(ASIL)就是由ISO 26262 -道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)定義的一種風(fēng)險(xiǎn)分類方案。這是對IEC 61508中用于汽車工業(yè)的安全完整性級別的調(diào)整。

這種分類有助于定義符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)所必需的安全要求。ASIL是通過對潛在危險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，通過觀察車輛運(yùn)行場景的嚴(yán)重性、暴露程度和可控性來建立的。該危害的安全目標(biāo)也符合ASIL的要求。

ASIL A、ASIL B、ASIL C、ASIL D是四個(gè)等級，其中ASIL D對產(chǎn)品的完整性要求最高，ASIL A最低。

ASILs由危害分析與風(fēng)險(xiǎn)評估確立。對汽車上的每個(gè)電子元件，工程師必須測出三個(gè)特定變量：嚴(yán)重程度（司機(jī)和旅客傷害分類）和暴露程度（汽車接觸危險(xiǎn)的次數(shù)）、可控性（司機(jī)可以做到什么程度才能避免傷害），所有這些變量都被分解為子類。

嚴(yán)重程度有“無傷”（S0）至“致命/致命傷”（S3）4種。曝光分為五類，涵蓋“很不太可能”（E0）和“非常可能”（E4）。可控性有四種類型，即由“一般可控”（C0）向“不可控”（C3）的轉(zhuǎn)變。

所有變量和子分類都被分析并結(jié)合在一起，從而決定了期望ASIL。

例如安全氣囊，防抱死剎車，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等等系統(tǒng)都需要ASIL-D級別——安全保障所使用的嚴(yán)密性最高——因?yàn)榕c其故障有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)也是最大的。另一頭，尾燈等零件僅需ASIL-A級別。頭燈和剎車燈一般是ASIL-B，而巡航控制一般是ASIL-C。

考慮到確定ASIL危害等級所涉及的猜測工作，汽車工程師協(xié)會(SAE)在2015年起草了J2980，“ISO 26262 ASIL危害等級的考慮因素”。這些指南為評估特定危害的暴露程度、嚴(yán)重性和可控性提供了更明確的指導(dǎo)。

ISO 26262已經(jīng)成為汽車開發(fā)過程中功能性安全的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。但近年來，隨著ADAS及自動駕駛技術(shù)的快速導(dǎo)入，這一標(biāo)準(zhǔn)的瓶頸也開始出現(xiàn)。

J2980還在繼續(xù)發(fā)展——SAE在2018年發(fā)布了一個(gè)修訂版。隨著自動駕駛汽車的發(fā)展，ISO 26262將需要重新定義“可控性”，這一定義目前屬于人類駕駛員。

按照目前的標(biāo)準(zhǔn)，沒有人工駕駛意味著可控性將永遠(yuǎn)是C3，即“無法控制”的極限。“其他變量的嚴(yán)重程度(傷害)和暴露(可能性)無疑也需要重新檢查。

3月，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織還對ISO26262:2018進(jìn)行了更新。本版增加了汽車功能安全環(huán)境下半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與使用指導(dǎo)。

芯片（單片機(jī)）第一次被運(yùn)用到汽車中，用來控制發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。它稱為ECU或發(fā)動機(jī)控制單元。1968年大眾汽車上出現(xiàn)了首款ECU，實(shí)現(xiàn)了特定的功能：EFI（電子燃油噴射）。

到今天為止，在汽車中已經(jīng)有超過50個(gè)ECU專門用于監(jiān)測或控制動力系統(tǒng)、車載娛樂、主動安全和通信系統(tǒng)的各個(gè)方面。接下來，除了分布式網(wǎng)絡(luò)和集中域控制架構(gòu)外，更多的芯片（比過去的ECU更為復(fù)雜）也將出現(xiàn)在新車中。

ISO26262:2018第11部分全面概述功能安全相關(guān)半導(dǎo)體產(chǎn)品的研發(fā)項(xiàng)目。這些問題包括半導(dǎo)體元件整體描述及其發(fā)展和可能劃分。包括相關(guān)的硬件故障、錯(cuò)誤和故障模式。本發(fā)明也涉及知識產(chǎn)權(quán)（IP）特別是與ISO 26262有關(guān)的有一個(gè)或更多安全要求的知識產(chǎn)權(quán)。

安全、可靠應(yīng)該貫徹始終

但如今，汽車電子產(chǎn)品可靠性新問題日益增多，導(dǎo)致供應(yīng)鏈整體亂象叢生，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不足，界定不清，專業(yè)水平不統(tǒng)一等系列問題。

例如大部分汽車芯片并不基于高級節(jié)點(diǎn)進(jìn)行研發(fā)。但那些需要大量計(jì)算能力才能在瞬間做出安全關(guān)鍵決策的技術(shù)，比如人工智能，將需要最高的可用密度。

由此帶來的可靠性問題主要被高級節(jié)點(diǎn)所忽視，原因是采用上述工藝研制的芯片大多以前是針對消費(fèi)類電子或者受控環(huán)境。

與此同時(shí)，比較新穎的制造工藝一般都要比現(xiàn)有成熟而古老的工藝技術(shù)制造更多的缺陷零部件。這一缺陷密度較高意味著，在實(shí)現(xiàn)同樣質(zhì)量水平的同時(shí)，還需要在制造后試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)較高缺陷覆蓋率。

利用抽象邏輯故障模型產(chǎn)生測試序列進(jìn)行缺陷檢測的傳統(tǒng)方法已不完全適用。為了利用高級過程節(jié)點(diǎn)上的復(fù)雜集成電路達(dá)到自動化級別質(zhì)量等級，要求測試模式產(chǎn)生了解缺陷是怎樣和在什么地方以物理方式暴露出來，并且必須知道這些缺陷在模擬意義上的行為，而不僅僅是數(shù)字意義上的行為。

例如使用finFET工藝前邏輯單元內(nèi)以及互連線內(nèi)缺陷對半分割普遍存在。當(dāng)finFET被提出時(shí)，相對于互連層而言，晶體管及相關(guān)邏輯單元制作工藝復(fù)雜度成比例增加。隨著更多晶體管技術(shù)被提出，這一差別有望延續(xù)至5nm,3nm和更低。

但是所有汽車電子產(chǎn)品尤其是安全關(guān)鍵部件及系統(tǒng)目前在制造期間及之后必須經(jīng)過嚴(yán)格檢測。

可靠性還有個(gè)問題，那就是正比于費(fèi)用。汽車安全關(guān)鍵部件及系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，供應(yīng)鏈上、下各供應(yīng)商需要完成較多環(huán)節(jié)，增加較多測試時(shí)間進(jìn)而增加成本。

大家都知道汽車零部件測試最為復(fù)雜，價(jià)格也最為昂貴。目前大家正在尋找削減成本的方法，但是汽車行業(yè)卻十分小心，條理清晰。

求解這一問題，存在著兩種截然不同的思路。一是使用系統(tǒng)級的檢測，成本相對較高，但允許實(shí)際系統(tǒng)背景下檢測。然而，系統(tǒng)級測試能否真正提高總體成本尚不明確，這是因?yàn)闇囟纫话阋?個(gè)不同插入點(diǎn)，系統(tǒng)級測試則可能僅要求1個(gè)。

另一種方法是先關(guān)注成本，然后找出哪些測試是必要的，哪些測試是不必要的。

此外，并不是所有的錯(cuò)誤都是一樣的，也不是所有的錯(cuò)誤都是可以預(yù)測的。ISO 26262識別系統(tǒng)故障，系統(tǒng)故障是我們可以發(fā)現(xiàn)、預(yù)測和修復(fù)的故障，而隨機(jī)故障則屬于“發(fā)生的事情”。

為了使汽車系統(tǒng)可靠和安全，整個(gè)汽車供應(yīng)鏈現(xiàn)在必須融入一種安全文化，可靠性是根本，盡管沒有100%可靠。

同時(shí)，汽車供應(yīng)鏈關(guān)系正變得越來越復(fù)雜。

比如，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)半導(dǎo)體供應(yīng)商，需要開始和OEM制造商開始深入交流，而過去這些交流停留在Tier1層面；

另一方面，傳統(tǒng)半導(dǎo)體供應(yīng)商可能還要與Tier1或者OEM競爭，后者可能會自己制造芯片，或向半導(dǎo)體供應(yīng)商合作伙伴提供明確的要求。

此外，還包括涌入汽車行業(yè)的數(shù)以千計(jì)的初創(chuàng)公司，它們在汽車行業(yè)相對缺乏經(jīng)驗(yàn)。而ISO 26262要求在整個(gè)價(jià)值鏈中進(jìn)行高水平的協(xié)作和信息共享，這可能是新進(jìn)入者所不熟悉的。

在過去，供應(yīng)鏈?zhǔn)褂闷俨寄Ｐ停琌EM將向一級供應(yīng)商提供一個(gè)規(guī)范，然后他們將決定涉及哪個(gè)二級供應(yīng)商，以此類推，直到第3級和第4級。

如今，這種過程對于汽車制造商已顯得過于緩慢和信息溝通不充分。很多汽車制造商正在著手突破這一傳統(tǒng)的價(jià)值鏈。他們開始直接接觸原始技術(shù)供應(yīng)商（過去可能是Tier2甚至是Tier3），因?yàn)樗麄兿胫肋@項(xiàng)技術(shù)真正能做什么，特別是在尖端技術(shù)領(lǐng)域。

他們還希望了解這些以前沒有直接對接過的間接供應(yīng)商正在進(jìn)行哪些試驗(yàn)，以便保證產(chǎn)品生命周期能夠延續(xù)10年以上。

而Tier2乃至Tier3對這些產(chǎn)品都很感興趣，因?yàn)樗麄冞€想了解最終用戶OEM究竟在使用這些產(chǎn)品干什么，應(yīng)在什么應(yīng)用條件下運(yùn)行？

在整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)中，技術(shù)在變化，安全和可靠標(biāo)準(zhǔn)在嚴(yán)格。而對四處高喊“車規(guī)級”的創(chuàng)業(yè)企業(yè)而言，坑蒙掛騙在汽車行業(yè)不適用，反而正是汽車行業(yè)“進(jìn)入門檻高”的體現(xiàn)。