技术能力 | 车规级芯片认证AEC-Q100设备能力分析

      过去的一年，受到后疫情时代的影响，汽车行业最大的难题就是车规级芯片短缺，很多车企被迫停工减产，汽车电子备受关注。由于国产芯片与进口芯片在可靠性、品控等方面有着较大的差距，很多车企并不会选择国产芯片作为替代。国产芯片发展的关键，是建立完善的标准体系，提高国产芯片的质量短板。

      近日，工业和信息化部发布了《2022年汽车标准化工作要点》，共包含5个方面，15项内容。其中，在汽车芯片领域强调了开展汽车企业芯片需求及汽车芯片产业技术能力方面的调研，联合相关行业研究汽车芯片标准体系，涉及MCU控制芯片、感知芯片、通信芯片、存储芯片、安全芯片、计算芯片和新能源汽车专用芯片等多个领域的标准研究立项工作，同时启动汽车芯片功能安全、信息安全、环境可靠性、电磁兼容性等通用规范标准预研。

      与消费类半导体相比，汽车电子元器件与芯片的可靠性要求更高，需在更为苛刻的环境下保持正常运行。目前，汽车电子领域常用的认证标准是AEC-Q100，此标准是由汽车电子协会发布的一套集成电路质量测试标准，虽并不是强制认证制度，但现已成为汽车电子领域的通用测试标准。构建一套完善的AEC-Q100测试环境，需有30余套设备。表1列出了测试项与主要设备的对应关系。

      在A组加速环境应力测试中，需使用回流焊设备、超声扫描显微镜、目检显微镜、高温高湿试验箱、HAST试验箱、快速温变试验箱、可编程直流电源、高温试验箱等设备。按照AEC-Q100的相关要求，回流焊设备最高应达到240℃，高温高湿试验箱温度应满足最高130℃，湿度RH为85%，快速温变试验箱的范围为-40~150℃。B组加速寿命模拟测试的三个测试项中需要使用老炼试验箱，满足150℃，1000小时的要求。C组封装组装完整性测试中，应使用键合拉力测试仪、酸开封机、可焊性测试仪、激光厚度测量仪、千分尺、弯曲疲劳试验仪等设备。D组芯片制造可靠性测试由晶圆厂完成测试并提供相应的检测报告。E组电气特性验证测试中集成电路ATE测试设备、静电放电试验台、TEM小室、EMI接收机、预放、可编程直流电源、精密直流电源、激励信号源、定制测试板等设备，支持三温电参数测试，静电放电-人体模式（HBM）支持4000V，静电放电-荷电模式（CDM）支持600V，闩锁效应支持5mA，TEM小室应达到3GHz。F组缺陷筛选测试分析也应提供相应的测试报告进行审查，无需测试设备。G组腔封装完整性测试主要包含冲击试验台、振动试验台、离心机、氦质谱检漏仪、氟油检漏台、扭矩测试仪、键合拉力测试仪、酸开封机和质谱仪，冲击试验台应满足半正弦波0.3~2.0ms内2900g加速度，振动试验台为0~2000Hz。

      由于车规级芯片的特殊应用场景，对于测试设备的能力要求也与消费类芯片存在较大的差异。目前，中国软件评测中心集成电路测试部长期开展电子元器件、集成电路、整机产品的测试工作，在集成电路测试、5G核心射频芯片测试、光电芯片测试、芯片安全测试、电子元器件及整机可靠性测试等方面积累了丰富的经验，目前在车规芯片测试领域已经具备较为完善的测试能力，能够为企业提供较为完善的检测认证服务。