車規(guī)級芯片，工規(guī)級芯片和消費級芯片差異簡述

最近花了一些時間研究了一下關(guān)于工規(guī)，車規(guī)和消費級芯片在設(shè)計要求上的一些差異。

有一個概念需要了解，車載芯片未必是車規(guī)。

汽車電子分前裝，后裝之分。前裝主要是主機廠為整車廠做配套的。作為整車的一部分提供給消費者。后裝，則是用于直接銷售的汽車配件。

兩者的要求是不一樣的。一般來說，后裝的規(guī)格與工規(guī)相同。前裝則需要嚴(yán)格按照車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計。

下面我們5個方面來說明一下，三類芯片的不同之處。

首先是生產(chǎn)線的不同，車規(guī)是有專門的車規(guī)產(chǎn)線的。并不是任何一個工藝都可以做為生產(chǎn)車規(guī)芯片的。而消費芯片和工規(guī)芯片，都可以用普通生產(chǎn)線來生產(chǎn)。晶圓廠會先開發(fā)消費級芯片工藝，然后再發(fā)展相應(yīng)的車級工藝。如果想用某個工藝，則需要詢問晶圓廠是否達(dá)到車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)。

DPPM（Defect part per million 每百萬缺陷機會中的不良品數(shù)）：消費芯片小于500，車規(guī)為0~10個缺陷。工規(guī)介于兩者之間，具體要求需要不同的客戶有不同的需求。

壽命：消費電子 3~5年，工規(guī)，10年，車規(guī) 15（按照每天15%使用時間）年。

可靠性標(biāo)準(zhǔn)：消費：JESD47， 工規(guī)：JESD47， 車規(guī)：AEC－Q100

溫度，這里指的是環(huán)境溫度。消費級：-20~60度，工規(guī)級：-40~85度，車規(guī)級 －40~85度。

關(guān)于良率，車規(guī)和工規(guī)更為嚴(yán)格的要求，需要DFT工程師提供覆蓋率更高的設(shè)計和測試向量。

車規(guī)需要滿足更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，畢竟設(shè)計到人的生命安全。車規(guī)芯片如何達(dá)到高可靠性呢？

時序簽收時考慮額外的aging derating，以保證芯片在汽車使用后期仍然能夠穩(wěn)定運行。在lib進(jìn)行特征化的時候，也需要考慮到aging的影響。金屬線上，則需要考慮特殊的EM rule。DFT coverage至少也要達(dá)到99%以上。

對于臺積電來說，其最先進(jìn)的并且生態(tài)完整的產(chǎn)線，可以生產(chǎn)車規(guī)芯片的工藝是16FFC

車規(guī)芯片生產(chǎn)出來之后，還需要經(jīng)過嚴(yán)格的專業(yè)機構(gòu)的車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)測試，通過之后，才能夠應(yīng)用到汽車上?？梢哉f，車規(guī)級芯片門檻是相當(dāng)高的。