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近幾年，汽車智能化、網聯化、電動化迅速發展，汽車對于芯片的需求無論在數量上還是性能上都快速增長。當下，搭載好的芯片，汽車才會更有競爭力，整車廠對汽車芯片的關注也達到了空前的高度。
面對日益上漲的需求，國際芯片供應卻危機四伏，英飛凌、恩智浦和意法半導體等國際主要汽車芯片大廠在財報電話會議交流時，一方面強調了汽車芯片產業的強勁前景，但同時也指出了2022年車規芯片的產能瓶頸仍然非常嚴峻。
最高性能車規MCU即將發布
“車規時代”到來
“缺芯潮”中，MCU控制芯片是對車廠挑戰最大的產品，尤其高性能、高可靠、高安全的車規控制芯片，而這塊市場此前一直是國際大廠的天下，國內創新企業尚是空白。
然而，車規半導體企業芯馳科技日前披露了一個振奮人心的信息：即將推出一款高可靠，高安全，高性能，廣覆蓋，功能安全等級為ISO 26262 ASIL D級的車控MCU E3；這款控制芯片據稱可覆蓋汽車車身、底盤、動力、BMS、網關、T-Box等各項應用，目前已有近20家車廠和Tier1開展了基于它的應用開發。根據芯馳科技的數據，該芯片在性能上超越了當前世界上已經推出的各種MCU，應該是當前世界上性能最好的MCU控制芯片之一。公布時間即將到來，具體狀況如何還有待芯馳官方進一步了解。
在MCU E3推出的同時，芯馳科技在智能座艙，智能駕駛，智能網關和安全控制等全線產品上也會形成得天獨厚的平臺化和全場景優勢。
在性能上有所突破之外，與車規相符與否亦是車廠十分關注的一個領域。據了解，芯馳作為國內第一家獲得“四證”車規級芯片的公司，早于2019年便成為中國第一家獲得ISO 26262-2018 ASIL D流程認證公司，并以X9智能座艙+G9智能網關+V9智能駕駛3款芯片，首奪AEC-Q100 Grade-2產品可靠性認證及ISO 26262 ASIL B型功能安全認證，G9網關芯片為我國最早通過國密認證車規SoC芯片之一。
到底何為車規級芯片？
“車規”的關注度，正變得越來越高，但何為真正意義上的車規級芯片？市場聲音仍有些嘈雜，有的廠商通過AEC-Q100認證就聲稱達到車規級，有的認為還需要通過ISO 26262認證。還有廠商宣稱自己通過了相關認證，但實際測試過程中，表現卻不達標，又是什么原因？為何“車規”如此重要？車廠如此看重？對于以上問題，下文會逐一介紹。
相對于其他消費級工業電子元件，汽車電子元件需要面對更苛刻的外部工作環境，使用壽命要求更長，可靠性和安全性要求更高。
“車規認證”即是針對這些使用場景特點，對汽車芯片的生產流程和產品設定了相關認證要求，滿足所有要求，才能通過“車規認證”。而車規級芯片，是指完全滿足所有“車規認證”要求，并通過第三方認證機構認證的汽車芯片。
那么，真正的車規級芯片到底要經過哪些相應的認證？具體的指標和維度有哪些？目前，業界較為通用的芯片車規認證標準主要有可靠性標準AEC-Q系列、功能安全標準ISO 26262。一般通過這兩項標準的認定，才能稱為“車規級芯片”。
AEC-Q100：芯片前裝上車的“基本門檻”
AEC-Q系列作為以可靠性評估為主的標準，對汽車電子可靠性試驗系列標準進行了詳盡的規定。其中被業界廣泛認知的AEC-Q100就是根據失效機理對集成電路進行應力測試識別，它是一種適合車用芯片全面可靠性試驗的方法，同時也為汽車行業零部件供應商提供了一個重要的生產指導。經AEC-Q100檢測，可確保芯片在使用過程中的長期可靠性和能用性，也就是不會受到損傷。
通過AEC-Q100可靠性認證試驗條件，需要多輪驗證，過程中更注重多方協作（晶圓廠，封測廠與產業鏈其他企業合作），周期一般較長。芯片設計廠商在產品設計階段需把可靠性要求置于極高的優先地位，才能保證產品達到環境應力提速驗證和壽命提速仿真驗證要求、封裝驗證等等苛刻的要求也就需要芯片廠商對車規芯片進行充分而又成功的制造，以便能夠在早期各個環節都能到位，確保在驗證上符合各項標準與要求。
ISO 26262：汽車供應鏈的“準入門票”
僅僅保障“能用”、“不損壞”顯然是不夠的，真正的“車規級芯片”需滿足對功能安全機制的考量和認證，隨著智能駕駛/無人駕駛的逐步落地，越來越多的汽車零部件加強了對功能安全的需求，而ISO 26262則是全面規范汽車零部件以及芯片功能安全的基本規則。功能安全強調的是保障功能正常，不會出現突發問題，能夠正常報警、安全執行，是能力層面的保障。業內對于功能安全的認證較多使用ISO 26262《道路車輛功能安全》國際標準。所以通過這一標準的認證，也已成為時下汽車供應鏈廠商們的準入規則。
ISO 26262除了關注控制隨機硬件失效外，還關注避免系統性失效的發生，系統性失效其實占到了“失效”的大部分，很多問題都是由系統性失效造成的，其背后原因各有不同，可能是沒有遵照最佳實踐的一些準則，或者沒有及時的進行同行評審等。
ISO 26262功能安全認證主要有功能安全過程認證與功能安全產品認證兩種形式，汽車行業發展過程中需要有過程作為支持，以便按照過程制作出能夠滿足過程標準要求的產品。所以，想要研發出能夠通過ISO 26262驗證的產品首先必須通過ISO 26262功能安全過程驗證。而且只有經過這兩個環節的驗證才能算全面通過ISO 26262的功能安全驗證。
功能安全過程認證以功能安全管理體系為核心，必須遵循已通過鑒定的過程來進行產品開發，能夠有效地避免系統性失效和提高產品質量，它是一種以過程為對象的驗證。
功能安全產品認證更加側重于檢查產品自身安全架構設計，安全特性以及安全覆蓋范圍等方面，并對整個體系進行危害分析與風險評估，并且要求安全機制必須滿足相應的功能安全等級（ASIL），同時需要額外的自我診斷和其他功能。
功能安全等級ASIL從低到高可分為A/B/C/D四個等級，等級越高對安全性的要求越高，對開發流程和技術的要求也越嚴格，每個等級都有相對應的標準，需滿足這一等級所有標準要求，才算是通過了該等級的認證。
芯馳科技率先通過了功能安全流程ASIL D級別的認證，隨后其X9座艙芯片/G9網關芯片/V9自動駕駛三款芯片經過行業權威認證機構德國萊茵TüV評估，認定其從避免系統性失效和控制隨機硬件失效方面，均完全符合ISO 26262 ASIL B級別的標準要求，即也通過ASIL B功能安全產品認證。芯馳科技也是國內首家達成這一目標的車規處理器企業。
值得注意的是，一般產品認證等級不會高于流程認證等級，例如不太可能功能安全流程認證等級是ASIL B，生產出來的產品等級是ASIL D，如果想生產功能安全通過ASIL D等級認證的產品，那該廠商一定已經通過了功能安全流程ASIL D等級的認證。芯馳科技是完全符合這一順序的，其很早就通過了ASIL D級別的功能安全流程認證，也為近期即將發布的 ASIL D級別MCU打好了基礎。
為了獲得ISO 26262認證，芯片廠商也需要在芯片設計開始時針對相應的標準展開設計，其中包括對芯片全生命周期功能安全的要求，覆蓋了安全需求規劃，設計，執行，整合，認證，確認與分配。
盡管這一標準并不是世界范圍內強制性的，但是在某些功能安全要求高的零件中，整車廠與Tier1平臺化選擇，未經過ISO 26262驗證的產品和廠家基本上難以被接受，因此這一標準已逐步成為汽車供應鏈廠家的“準入門票”。
需要注意的是汽車不同地區所用芯片對安全等級需求不一，通常以該地區對功能安全需求最大的功能作為總體需求等級。比如儀表盤需滿足ASIL B級，由于其具有報錯的功能，一旦汽車的某一部分發生故障而儀表盤上的報警燈又沒有提示的話，汽車的安全機制就不能正常運行了，將產生極大安全風險，因此應確保儀表盤錯誤報警信息能夠被安全、可靠地顯示。
而且就算是同樣是ISO 26262 ASIL某一級別的驗證，實際上也存在著差異，存在著車規“預備”與“完全”過關兩種情況。市面上有很多智能汽車芯片廠商鼓吹已獲得ASIL X級認證，但是這里面還是符合一些ISO 26262的標準，即ASIL X Ready認證，這一級別的認證其實更確切的說法叫車規“預備”，一般以符合“控制隨機硬件故障”方面的要求為主；也可能只拿下流程認證，尚未通過產品功能安全認證。因此就會出現廠家說是認證合格，但在實際檢測時卻沒有合格。
綜上所述，真正意義上的車規級芯片通常需要經過可靠性測試認證加功能安全流程認證加功能安全產品認證才算完全符合車規認證的各項要求，才算得上是“車規級芯片”。
機會窗口到來
行業迎接創新企業
這兩年，國內汽車芯片行業發展迅速，國產半導體廠商紛紛加大車規級產品的推進力度。然而，車規級芯片在開發和認證過程中需要花費較多的時間，一款芯片完成車規級認證，一般需要用2年左右的時間，大量的驗證工作使得車規級芯片投入周期長、導入難度大，嚴苛的要求將眾多國產半導體廠商擋在了門外。即使是當前市場上熱門的高性能智能座艙芯片高通驍龍8155也只宣傳通過了AEC-Q100 Grade-3認證，暫未通過ISO 26262認證。而目前，芯馳科技已沖出藩籬，成為了第一家通過可靠性測試認證+功能安全流程認證+功能安全產品認證的創新車規處理器企業，并獲得了市場廣泛認可。
芯片創新企業有很多，芯馳憑什么能夠如此迅速呢？通過對他們團隊背景的分析可以得知，芯馳團隊平均有著10-20年深厚的量產經驗積累，而半導體行業內，大量成功的量產經驗正是芯片設計并順利量產最重要的保證。據報道，芯馳現在還參與了很多車規級芯片的標準制定。
汽車作為一種生命周期較長的物品，同時也和人身安全緊密相關，在可靠性，安全性等要求標準方面都需極為苛刻，因此通過車規級認證是非常重要也是非常有必要的。從整體上看，中國車規芯片企業在目前市場環境與潮流中正面臨著不可多得的發展契機，但是要走得更遠，只有在安全可靠方面扎扎實實地做下去才是正途。
編輯：黃飛
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工商網監
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