蛋蛋弹车0- 摸一摸车规级

蛋蛋弹车0- 摸一摸车规级

  • 何为车规级
  • 车规验证标准
    • 国际汽车电子协会(AEC)
    • 国际标准化组织(ISO)标准
  • 国内车规级芯片现状
  • 小结

如果是第一次接触汽车领域特别从消费领域MCU转到汽车MCU开发的工程师都有一个困惑,如果我不关心汽车MCU的构造特征只关注于软件的开发,那么整个软件开发流程是否会发生本质的变化,汽车软件的开发是否与消费领域的开发一样注重快速的迭代呢,那对于车规级MCU的特殊硬件特征我在软件上如何加以利用呢

何为车规级

如果你去问一些传统领域的汽车工程师,可能会和一位消费领域开发的工程师一样一脸懵逼天真无邪的看着你表达他对这个问题的“纯真”,这一份“纯真”可能会让你失望,因为他们一时之间无法回答「车规级」是咋回事,对于传统邻域的汽车工程师来说就像太阳总从东边升起一样对于这个领域的软硬件开发本就如此。其实「车规级」直译过来,是指符合汽车使用规范级别,就好比厨师不会给鸡鸭鱼肉划分怎样才能做菜,传统领域的工程师也不会在意这些,因为大家已经习惯了这些东西就是这么用在车上的。
对于传统领域去纠结这个概念是没有意义的,但是汽车产品和其他工业产品有交叉的地方,比如电池、芯片、模组等,由于其兼有两个领域的特征。因此需要满足汽车的使用标准。
车规级芯片的特点并不体现在性能上碾压而更注重于安全性及稳定性的提高,对于功耗的要求也没有工业级的变态,例如一般的汽车应用一般要求100uA以内微安级的静态功耗。因此对于半导体的制程要求也并不如消费级工业级那种5nm的要求,40nm,60nm已经足够应付汽车使用场景, 对于温度来说汽车级芯片的要求要严格许多,像普通的应用于车机娱乐交互的部分一般要求在-40℃到85℃之间,但对于一般消费级的应用60℃处理24h已经可以作为高温测试的条件,除了以上所说的测试以外振动和冲击,以及噪音的要求会比电子产品高出许多,对于这一部分也形成了相应的学科来对其进行研究,从这一点来说车规级的应用有其特点,除此之外 诸如湿度、粉尘、发霉、水、EMC以及有害气体侵蚀等,也都往往高于消费电子产品的要求。

车规验证标准

无论是车规级的MCU还是车规级的电子电器系统都属于普通的MCU以及一般电子电器的一个分支,因此对于标准的遵守当然继承于一般的电子电器要求,在此基础上又需针对汽车这一特定领域 又要符合相应的规范。那么有的小伙伴就有疑问了,既然我需要符合比一般电子电器更多的规范,我们就会形成车规级」产品相比于一般的更高级并不能用一般的MCU来替代,在大家看来「车规级」应该是配置更强,比如运算速率更快,服务内容更丰富这些。
车规级的标准这里大致主要分为硬件和软件两部分的标准有了双重高要求,

国际汽车电子协会(AEC)

这个标准下有很多划分,每一个标准 下有对应组件的详细测试标准,包括AEC-Q100(集成电路IC)、AEC-Q101(离散组件)、AEC-Q102(离散光电LED)、 AEC-Q104(多芯片组件)、AEC-Q200(被动组件),比如下图是车用LED需要完成的24项严苛测试。

国内车规级芯片现状

以上介绍了什么是车规级,那可能有些小伙伴要问了,汽车领域相对于消费工业领域这块蛋糕还是较小,对于现在国内如火如荼的国产化运动中,我们是否一定要吃掉这块蛋糕或者说咬上一口呢,
在2019年第14次毕马威全球半导体高管调查中,半导体高管表示,汽车是未来几年公司增长的第二重要应用,仅次于物联 (loT),领先于无线通信应用。显然,汽车市场已经成为半导体行业领导者的首选。

蛋蛋弹车0- 摸一摸车规级
那么小伙伴们可能会问了毕竟MCU的制程要求并不高,对于这一部分的难度更多的体现在经验上,即如何做测试何安全么我们应该可以在短时间内赶上来吧,其实车规级的芯片不单单指MCU,还包括功率器件MOSFET, 车规级电阻等等,要回答这个问题首先我们看看现在国产化的水平到底有多少br> 们把国内厂商在车规级半导体领域的布局大致分为三大类:一是传统半导体厂商和车企,主要为传统生产车规级芯片的厂商和逐渐过渡为车规级半导体生产商的传统车企,这一类的主要角色有比亚迪,中车等;二是初创或者新加入这个赛道的企业,这一块主要是针对于AI领域,激光雷达芯片竞争尤为激烈,例如DJI大疆的子公司览沃科技,镭神智能等;三是通过并购整合切入汽车级半导体市场的企业,这一块例如闻泰收购安世,四维图新是收购杰发科技。

小结

本节简要介绍了何为车规级,车规级的标准以及现在国内车规级芯片的发展现状,针对于汽车电子电器开发的独特性,我将分别从功能安全及产品测试两方面进行讲述如何去开发一个车规级的产品。

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