下一代汽車芯片已在路上，要做到零缺陷有多難？
發(fā)布時(shí)間：2018/3/12 訪問人數(shù)：1988次
通向零缺陷的道路上需要一些新的策略。
用于輔助駕駛和自主駕駛系統(tǒng)的下一代汽車芯片這波浪潮正在推動關(guān)鍵性的異常檢測新方法的開發(fā)進(jìn)程。
KLA－Tencor、Optimal＋以及西門子子公司的Mentor正在進(jìn)入或擴(kuò)大在異常檢測市場或相關(guān)領(lǐng)域的工作。異常檢測技術(shù)在各種行業(yè)已經(jīng)使用多年，是實(shí)現(xiàn)芯片生產(chǎn)質(zhì)量零缺陷的主要技術(shù)之一，零缺陷對汽車領(lǐng)域至關(guān)重要。
通常，異常檢測本身使用硬件和統(tǒng)計(jì)篩選算法來定位所謂的異常。簡單來講，芯片異常指的是芯片本身可能會通過各種標(biāo)準(zhǔn)測試，但是有時(shí)會表現(xiàn)出功能異常。這種芯片可能會影響系統(tǒng)性能或?qū)е孪到y(tǒng)失效。
異常芯片或帶缺陷芯片的出現(xiàn)有若干原因，其中包括出現(xiàn)潛在性的可靠性缺陷。這一類缺陷在芯片出貨時(shí)不會被發(fā)現(xiàn)，但它們會在應(yīng)用現(xiàn)場以某種方式激活，最終可能會反應(yīng)在實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)中。
為了幫助捕捉芯片中這樣或那樣的問題，業(yè)界通常使用各種異常檢測方法，例如零件平均測試法（PAT）。在PAT中，首先對晶圓進(jìn)行電氣測試，然后，組合使用硬件方法和PAT算法，檢測出違反特定測試規(guī)范的異常或故障芯片，然后把它丟掉。
但是，PAT方法很難滿足汽車行業(yè)的苛刻要求。Optimal＋公司首席技術(shù)官M(fèi)ichaelSchuldenfrei表示：“汽車和其他類型的任務(wù)關(guān)鍵型設(shè)備的半導(dǎo)體產(chǎn)品使用量正在呈指數(shù)級增長。這種趨勢推升了對芯片質(zhì)量和可靠性的要求。使用PAT或零件平均值測試方法的異常檢測技術(shù)作為保證質(zhì)量和可靠性的一個主要手段，已經(jīng)存在了幾十年。但在很多情況下，它們并不是非常有效，或者在防止漏檢方面測試成本過高。”
漏檢指的是芯片通過了測試離開了晶圓廠。為了避免這種情況的發(fā)生，多年來，異常檢測專家們開發(fā)出了新的更先進(jìn)的技術(shù)來防止芯片漏檢和其它問題。比如，異常檢測通常是在芯片封裝測試階段進(jìn)行，但是在一個新的方案中，KLA－Tencor開發(fā)了一種用于在晶圓廠中測試的技術(shù)。
盡管如此，這個行業(yè)目前仍然面臨一系列重大挑戰(zhàn)，其中包括：
1、隨著更多先進(jìn)芯片被用于汽車中，迫切需要新的先進(jìn)的異常檢測算法；
2、異常檢測技術(shù)必須緊跟輔助駕駛和自動駕駛技術(shù)的發(fā)展趨勢；
3、英偉達(dá)和其它沒有異常檢測經(jīng)驗(yàn)的IC制造商正在蜂擁進(jìn)入汽車市場，這意味著他們需要提高學(xué)習(xí)曲線。
這個飛速增長的汽車半導(dǎo)體市場還面臨許多其它挑戰(zhàn)。除了汽車市場，異常檢測也應(yīng)用在醫(yī)療和其它領(lǐng)域中。根據(jù)西門子子公司Mentor的說法，總體而言，商業(yè)性的異常檢測軟件業(yè)務(wù)的規(guī)模在每年2500萬美元到5000萬美元之間。MentorQuantix事業(yè)部總經(jīng)理BertrandRenaud表示：“這個數(shù)字可能僅代表實(shí)際軟件的三分之一，因?yàn)樵S多大型IDM廠商已經(jīng)構(gòu)建了自己的專有工具，他們的軟件沒有統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。”目前，這個市場上的選手有KLA－Tencor、Mentor、Optimal＋和yieldWerx等公司。
汽車芯片趨勢
2018年，汽車市場增速可能會放緩。根據(jù)IHSMarkit的數(shù)據(jù)，2018年輕量級汽車的全球總銷量預(yù)計(jì)將達(dá)到9590萬輛，同比2017年增長1．5％。根據(jù)該公司的數(shù)據(jù)，2017年同比2016年增長了2．4％。
汽車銷量的增長如何對應(yīng)于汽車半導(dǎo)體市場增速目前尚不完全清楚。盡管目前汽車芯片業(yè)務(wù)僅占整個半導(dǎo)體市場規(guī)模的10％左右，但這并不能說明問題的全貌，因?yàn)楦鶕?jù)IHSMarkit的數(shù)據(jù)，每輛汽車的電子器件的價(jià)值將從2013年的312美元增長到2022年的460美元，年復(fù)合增長率為7．1％。
“從十年前的幾百個控制器和其他類型電子器件開始，現(xiàn)代的汽車中可能包含超過3，500個半導(dǎo)體產(chǎn)品，這些半導(dǎo)體器件的總體成本正在持續(xù)上升。”KLA－Tencor高級營銷總監(jiān)RobCappel在一篇博客中說道。
一輛高級汽車擁有超過7000顆芯片。芯片廠商正在向高端車型中引入14nm和10nm器件，同時(shí)也正在研發(fā)用在汽車上的7nm芯片。
但是，在汽車領(lǐng)域，有兩個因素是亙古不變的－可靠性和質(zhì)量。對于商用芯片而言，消費(fèi)者對缺陷尚有一定的容忍度。但是，汽車芯片對缺陷和故障是不存在絲毫容忍度的。
這倒不是什么新鮮事兒。“比如ABS系統(tǒng)，”TEL的高級技術(shù)合伙人BenRathsack說。“由于事關(guān)安全，汽車的可靠性要求總是較高。”
因此，汽車芯片制造商和代工廠必須遵守各種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，例如AEC－Q100，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)主要涉及芯片的失效機(jī)理壓力測試。
時(shí)恒電子是集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的民營科技企業(yè)，產(chǎn)品有NTC熱敏電阻、NTC溫度傳感器、熱敏電阻和氧化鋅壓敏電阻器等敏感元器件，其中NTC熱敏電阻器系列產(chǎn)品涵蓋了浪涌抑制、溫度補(bǔ)償、精密測溫、溫度控制等應(yīng)用，是國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)NTC熱敏電阻及其溫度傳感器的骨干企業(yè)。
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