欢迎阅读本文，这将是整个报告1的最后一个部分，这里我们将深入探讨车规级芯片测试的方方面面。在汽车电子领域，车规级芯片的测试标准和流程至关重要，不仅影响着产品的可靠性和安全性，也直接关系到整个汽车行业的发展。本文将带您了解车规级芯片的技术要求、测试分类及内容，以及量产测试的关键环节。让我们一起来探索车规级芯片测试的奥秘！
第八部分车规级芯片测试篇（上）：一、车规级芯片测试行业概述
（一）车规级芯片技术要求
芯片根据应用领域，通常可以分为消费级、工业级、车规级和军工级四个等级，这些领域对环境条件、可靠性、耐久性等指标的标准不同，按照从高到低的要求排列，依次为：军工＞车规＞工业＞消费。
不同于消费级和工业级，车规芯片要求"高可靠性、高安全性、高稳定性"，高可靠性主要针对温度、湿度、抗震动、抗电磁干扰、使用寿命来设置标准，安全性主要在功能安全、信息安全上设置标准，高稳定性主要是要求大批量生产的一致性（半年、1年、3年、5年的一致性），因涉及到人身安全，目前汽车行业芯片失效率的要求为零（一百万的芯片失效率是零），而消费类、工业类芯片的失效率则有几百上千的指标。此外车规级芯片对使用材料、工艺节点、成本等均有要求。
表1：车规级芯片的关键要求
除以上核心性能要求外，还需通过 AEC -Q100、IATF16949和ISO26262等认证规范时，方可称为车规级，因此车规级芯片在开发和认证过程中往往需要花费较多的时间，一款芯片若要完成车规级认证，往往需要2-3年时间完成严格的车规认证才能进入汽车供应链，大量的验证工作导致车规级芯片投入周期长，导入难度大成为车规级芯片难以跨越的壁垒，此外，车规级芯片设计寿命要求15年以上，供货周期高至30年，因此要求车规级芯片具有生命周期长的特点。
表2：消费级、工业级、车规级、军工级通用指标差异表
（二）车规级芯片测试分类及内容
1、车规级芯片测试分类
车规测试是每一颗芯片进入市场前的必经环节，根据车规半导体设计公司的测试流程，可大体分为研发测试和量产测试。正是因为车规级芯片对可靠性、安全性、稳定性有着更严苛的标准，因此也对车规测试提出了更高的要求，这不仅关乎用户体验，更关乎用户安全，因而至关重要。
车规级芯片的全生命周期包括从车规芯片设计、车规制造、车规封装、车规测试、应用到最终的报废和回收利用，车规测试则贯穿车规级芯片全生命周期流程中，在 IC 生产链条中承担着设计验证、检验筛选和质量控制的重要责任，在芯片设计阶段，测试环节涉及可测性设计和设计验证测试；在晶圆制造阶段，主要体现为晶圆检测；在封装阶段，成品测试是其中的关键节点；板级组装阶段，主要体现为系统级测试，除此之外还包含了特征化测试、可靠性测试、质量保证测试等工序。
图1：车规测试服务是车规芯片生产过程的关键环节
2、车规级芯片测试项目及流程
AEC -Q100一般称为"集成电路的应力测试标准"，该标准规范了7大类别共41项的测试，整个认证的测试项目涵盖了温度、湿度、机械冲击、振动、 EMC , ESD ,电迁移、应力迁移、热载流子注入、门锁效应、芯片剪切等方面的试验，这些测试项目并不是适用于所有 IC ，需要根据 IC 的种类进行适配性的测试，也需要根据芯片的温度等级来进行测试条件的修改。根据 DUT ，至少有28项实验是必须要做的，否则不能声称物料通过了 AEC -Q100认证。
表3：AEC -100测试项目分组
AEC -Q100认证涉及的芯片阶段从设计、晶圆制造，到封装等，需要多轮验证且过程中更多侧重多方协作，车规芯片认证不仅仅是与芯片设计企业相关，还涉及到晶圆厂和封测厂等产业链企业的配合，芯片设计企业在产品设计阶段需把可靠性要求置于极高的优先地位，才能保证产品达到加速环境应力验证、加速生命周期模拟验证和封装验证等苛刻的要求，也需要品圆厂对车规芯片制造环节质量严格把控，确保在验证上符合各项标准与要求。
图2：AEC-Q100车用IC产品验证流程
总体来看，车规级芯片在开发和认证过程中往往需要花费较多的时间，一款芯片若要完成车规级认证，往往需要2-3年时间完成严格的车规认证才能进入汽车供应链，大量的验证工作导致车规级芯片投入周期长，导人难度大成为车规级芯片难以跨越的壁垒。
3、车规级芯片量产测试
当车规芯片通过车规认证标准进入大批量生产阶段，所涉及到的检测环节主要分为 CP 测试、 FT 测试、 SLT 测试，测试内容可以主要分为功能测试、参数测试、可靠性测试，通过对芯片产品的电压、电流、时间、温度、电阻、电容、频率、脉宽、占空比等参数的专业测试，才能够验证芯片是否符合设计的各项参数指标，确认在品圆制造和芯片封装的过程中是否存在瑕疵。
下期预告：
2023年汽车半导体产业发展分析报告：规级芯片测试篇（中）
*1.中国汽车技术研究中心有限公司、《中国汽车报》联合爱集微咨询（厦门）有限公司对几十家半导体企业进行了调研分析，并发布了《中国汽车半导体产业发展白皮书2023》。本文来自中国出海半导体网对于该报告的全面解读。
