隨著汽車電子功能的不斷與日俱增， 以上篇汽車電子芯片的革命與創(chuàng)新-系列一中提到的條件來做為車規(guī)級芯片與其他芯片的區(qū)別已明顯不夠。因此奎芯科技在這篇文章中將著重介紹更多車規(guī)級芯片所特別需要的車規(guī)認證，以及如何在專屬認證規(guī)范內(nèi)提升車規(guī)級芯片的質(zhì)量及可靠性。

汽車電子考量

汽車電子在設(shè)計和生產(chǎn)上與傳統(tǒng)的消費型電子有明顯的不同。這些不同催生了汽車電子專屬的認證規(guī)范。這些認證規(guī)范可分成三大類：質(zhì)量規(guī)范、可靠性規(guī)范與功能安全規(guī)范。

第一類：質(zhì)量規(guī)范

ISO9001

最廣泛運用的質(zhì)量規(guī)范為ISO9001。ISO9001的目標為確保企業(yè)能達到穩(wěn)定績效，為客戶提供可靠的產(chǎn)品質(zhì)量與服務(wù)。為了便于衡量以及持續(xù)進行優(yōu)化，ISO9001適用于各產(chǎn)業(yè)類別的質(zhì)量規(guī)范。針對汽車電子，大多數(shù)要求依據(jù)ISO9001延伸到汽車產(chǎn)業(yè)所需的IATF16949標準。

IATF16949

對于汽車制造商而言，通常會需要遵守各國對于汽車制造商所訂定的法規(guī)。舉例來說，德國的汽車制造商必須符合VDA （Verband der Automobilindustrie），美國的汽車制造商必須符合AIAG （Automotive Industry Action Group），意大利的汽車制造商必須符合AVSQ （Associazione nazionale dei Valutatori di Sistemi Qualità），而法國的汽車制造商則必須符合FIEV （Fédération des Industries des Equipements pour Véhicules）等。換言之，若德國有一款汽車要在德國與法國同時進行制造，則這款車輛需要通過德國的規(guī)范（VDA）與法國的規(guī)范（FIEV）。以汽車工業(yè)會在各國設(shè)置工廠的角度來看，若不產(chǎn)生兼容各國規(guī)范的準則，將導(dǎo)致巨大的合規(guī)成本。IATF16949則是在上述考量下產(chǎn)生的結(jié)果。

IATF16949為國際汽車工作小組IATF （International Automotive Task Force）與ISO組織的技術(shù)委員會（Technical Committee）所共同提出。IATF1694延續(xù)了ISO9001的精神，在汽車供應(yīng)鏈及組裝過程中，以預(yù)防缺陷、減少產(chǎn)品間的變異性及組件浪費為重點目標。如圖一所示，ITAF16949分成10個章節(jié)。

圖一、Clauses of ITAF 16949:2016

（資料來源： IATF-16949-2016）

在ITAF16949中，對于質(zhì)量把關(guān)方法特別提出說明，分述如下：

1. APQP：先期產(chǎn)品質(zhì) （Product quality plan）是指規(guī)劃出可以支持產(chǎn)品或服務(wù)開發(fā)的產(chǎn)品質(zhì)量計劃，確保產(chǎn)品或服務(wù)可使客戶滿意，也就是開發(fā)產(chǎn)品的流程。

2. PPAP：生產(chǎn)產(chǎn)品認可程序（Production part approval process）是指產(chǎn)品質(zhì)量的保證程序，確保實際生產(chǎn)的產(chǎn)品會經(jīng)過量測，且完成規(guī)劃測試表單中的各式各樣測試項目。

3. FMEA：失效模式與影響分析（Failure mode and effects analysis）是一種對系統(tǒng)范圍內(nèi)所可能存在的失效模式（failure mode）進行分析，并對這些失效模式進行嚴重程度的評估并確定所造成的影響。這種方法廣泛用于各類開發(fā)或生產(chǎn)流程中。

4. MSA：量測系統(tǒng)分析（Measurement systems analysis）是為了找出確保用來進行分析制造產(chǎn)品的流程時，其資料的完整性取得方法的可信賴性。如：量測的精度、準度、可重復(fù)性、穩(wěn)定度。

5. SPC：統(tǒng)計過程控制（Statistical process control）是指通過統(tǒng)計的方法來達到質(zhì)量管控的方法。

在奎芯科技所開發(fā)的IP核中，通過對這5大工具的反復(fù)利用，來確保IP核的質(zhì)量達到汽車電子的需求。

圖二、ITAF16949中的5大質(zhì)量管理工具

第二類：可靠性規(guī)范

關(guān)于汽車電子相關(guān)產(chǎn)品的可靠性，最常使用的規(guī)范是由汽車電子協(xié)會AEC（Automotive Electronics Council）所制定的一系列規(guī)范。汽車電子協(xié)會由Chrysler，F(xiàn)ord和GM在1990年代為了汽車中通用的零件質(zhì)量認證或管理所設(shè)立的。汽車電子協(xié)會由兩個委員會所組成，分別為：質(zhì)量維護委員會（Quality Systems Committee）與技術(shù)零件委員會（Component Technical Committee）。時至今日，汽車電子協(xié)會的會員幾乎包含了整個汽車產(chǎn)業(yè)界的所有相關(guān)企業(yè)。

針對車用IC而言，可靠性的考量主要采用汽車電子協(xié)會中技術(shù)零件委員會所制定的AEC-Q系列規(guī)范則列如下：

AEC-Q100：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Integrated Circuits，這是針對集成電路（IC）在車用上應(yīng)用的規(guī)范。

AEC-Q101：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Discrete Semiconductors，這是針對離散半導(dǎo)體元件在車用上應(yīng)用的規(guī)范，如功率晶體管（Power Transistor） 。

AEC-Q102：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification for Discrete Optoelectronic Semiconductors in Automotive Applications，這是針對離散光電元件在車用上應(yīng)用的規(guī)范，如LED。

AEC-Q103：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification for Sensors in Automotive Applications，這是針對傳感器在車用上應(yīng)用的規(guī)范。

AEC-Q104：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Multichip Modules（MCM） In Automotive Applications，這是針對MCM多芯片模組在車用上應(yīng)用的規(guī)范。

AEC-Q200：Stress Test Qualification For Passive Components，這是針對被動元件在車用上應(yīng)用的規(guī)范，舉凡電阻、電容都在此列。

奎芯科技團隊提供的IP核，適用于AEC-Q100或AEC-Q104。無論適用哪種規(guī)范，在IP核的設(shè)計上都需要針對規(guī)范，加入不同于消費型集成電路（IC）的獨特設(shè)計，這正是奎芯車用IP核跟一般依照傳統(tǒng)思維所開發(fā)IP核的最大不同點。

圖三、用于可靠性把關(guān)的AEC-Q系列規(guī)范

（資料來源： AEC）

總結(jié)

面對汽車電子各類特別的需求與規(guī)范，從設(shè)計初期的規(guī)劃到IP核的產(chǎn)出，都需要導(dǎo)入ITAF16949的質(zhì)量把關(guān)并充分應(yīng)用5大核心工具（APQP，F(xiàn)MEA，MSA，SPC，PPAP），同時需要在IP核設(shè)計和強化中加入AEC-Q系列規(guī)范對于汽車電子元件，集成電路或MCM模組的可靠性的考量。而這些是奎芯團隊所掌握的技術(shù)核心。在車用電子設(shè)計中，除了生產(chǎn)制造流程通過ITAF16949考量，可靠性通過AEC-Q系列規(guī)范把關(guān)以外，奎芯科技還提供了優(yōu)秀的解決方案來面對日益充滿挑戰(zhàn)的車規(guī)芯片認證規(guī)范。