那什么是車規(guī)級MCU芯片，它跟普通芯片又有何不同？

國際國內(nèi)油價波動不止，新能源汽車市場如火如荼，隨之而來上游車規(guī)級MCU芯片卻是供不應(yīng)求。那什么是車規(guī)級MCU芯片，它跟普通芯片又有何不同？今天小創(chuàng)就給大家來一次大揭秘，看看它究竟有何神奇之處。

01

MCU芯片種類

在了解什么是車規(guī)級芯片之前，我們先來了解一下MCU芯片種類都有哪些

MCU芯片種類的劃分主要有以上四種，分別為：商業(yè)級（也稱消費(fèi)級）、工業(yè)級、車規(guī)級和軍用級。他們的劃分標(biāo)準(zhǔn)主要有以下區(qū)別：

1.工作溫度方面：商業(yè)級芯片的工作溫度在0℃~+70℃之間。工業(yè)級芯片則能達(dá)到-40℃~+85℃。車規(guī)級芯片在耐高溫方面更是能夠達(dá)到125℃，工作溫度為-40℃～+125℃。軍用級芯片在低溫方面比車規(guī)級芯片更優(yōu)秀，工作溫度能夠達(dá)到-55℃~+125℃。

2.工藝處理方面：商業(yè)級芯片僅做了防水處理。工業(yè)級則是在防水處理的基礎(chǔ)上增加了防潮、防腐、防霉變處理。車規(guī)級芯片在工業(yè)級芯片的基礎(chǔ)上又增強(qiáng)封裝設(shè)計(jì)和散熱處理。而軍用級芯片則相較車規(guī)級芯片而言更耐沖擊、耐高低溫、耐霉菌。

3.電路設(shè)計(jì)方面：商業(yè)級芯片做了防雷設(shè)計(jì)、短路保護(hù)、熱保護(hù)等電路設(shè)計(jì)。工業(yè)級芯片則是在商業(yè)級芯片基礎(chǔ)上進(jìn)行了多級防雷設(shè)計(jì)、雙變壓器設(shè)計(jì)、抗干擾設(shè)計(jì)、短路保護(hù)、熱保護(hù)、超高壓保護(hù)等設(shè)計(jì)。車規(guī)級芯片在工業(yè)及芯片的基礎(chǔ)上又增加了多重短路保護(hù)、多重?zé)岜Ｗo(hù)，和超高壓保護(hù)等電路設(shè)計(jì)。而軍工級芯片同樣在車規(guī)級芯片基礎(chǔ)上增添了輔助電路和備份電路設(shè)計(jì)，多級防雷設(shè)計(jì)雙變壓器設(shè)計(jì)。

4.系統(tǒng)成本方面：商業(yè)級芯片采用線路板一體化設(shè)計(jì)，價格低廉但維護(hù)費(fèi)用較高。工業(yè)級芯片采用積木式結(jié)構(gòu)，每個電路均帶有自檢功能。車規(guī)級同樣也采用了積木式結(jié)構(gòu)，但在工業(yè)級芯片的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了散熱處理，造價較高維護(hù)費(fèi)用也較高。軍用級的造價就非常高了，維護(hù)費(fèi)用也在這幾類芯片中拔得頭籌。

02

車規(guī)級芯片

在汽車制造業(yè)，就可靠性要求而言，車規(guī)級芯片無疑是要高于商業(yè)級和工業(yè)級。

而車規(guī)級芯片：顧名思義，就是應(yīng)用到汽車中的芯片，它不同于日常生活中的消費(fèi)品和工業(yè)品，該類芯片對可靠性要求較高，例如工作溫度范圍、工作穩(wěn)定性、不良率等。同時，符合這一可靠性要求的車規(guī)級芯片也被認(rèn)為是這個行業(yè)的最高準(zhǔn)入門檻。

那么，車規(guī)級芯片要經(jīng)過哪些驗(yàn)證，才能獲得這一資格？

03

汽車市場入場券—車規(guī)級認(rèn)證

一、IATF16949

2016年10月，國際汽車工作組（IATF）正式發(fā)布 IATF 16949:2016，取代 ISO/TS 16949:2009作為規(guī)范汽車行業(yè)質(zhì)量管理的標(biāo)準(zhǔn)，新版標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是規(guī)范汽車行業(yè)各組織質(zhì)量管理體系的各項(xiàng)要求，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)、強(qiáng)調(diào)缺陷預(yù)防并減少供應(yīng)鏈中的變異和浪費(fèi)。

IATF 16949:2016是全球通用的汽車行業(yè)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了有效運(yùn)行質(zhì)量管理體系（QMS）的相關(guān)要求。該標(biāo)準(zhǔn)與關(guān)鍵業(yè)務(wù)密切相關(guān)，因此對于許多汽車制造廠商(OEM)和供應(yīng)商，是需要嚴(yán)格遵照的強(qiáng)制要求。

IATF成員由OEM和代表供應(yīng)商的國家汽車工業(yè)協(xié)會組成。該小組建立有五個監(jiān)督辦公室，通常被稱為IATF全球監(jiān)督（辦公室），用來實(shí)施并管理IATF16949認(rèn)證方案。IATF是IATF16949認(rèn)證的唯一認(rèn)可機(jī)構(gòu)，只有被IATF認(rèn)可的認(rèn)證機(jī)構(gòu)才允許進(jìn)行IATF16949認(rèn)證審核，頒發(fā)帶IATF認(rèn)可標(biāo)志的證書。

IATF16949標(biāo)準(zhǔn)是以國際上普遍接受的 ISO9001標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，補(bǔ)充汽車工業(yè)的特殊要求而形成。它是國際汽車行業(yè)的一個技術(shù)規(guī)范，其針對性和適用性非常明確：此規(guī)范只適用于汽車整車廠和其直接的零備件制造商。這些廠家必須是直接與生產(chǎn)汽車有關(guān)的，能開展加工制造活動，并通過這種活動使產(chǎn)品能夠增值。對所認(rèn)證的企業(yè)資格，有著嚴(yán)格的限定。那些只具備支持功能的單位，如設(shè)計(jì)中心、公司總部和配送中心等，不能獨(dú)立獲得IATF16949:2016的認(rèn)證。

對那些為整車廠家或汽車零備件廠家制造設(shè)備和工具的廠家，也不能獲得IATF16949:2016的認(rèn)證。

二、ISO 26262

ISO 26262 是從電子、電氣及可編程器件功能安全基本標(biāo)準(zhǔn) IEC61508 派生出來的，主要定位在汽車行業(yè)中特定的電氣器件、電子設(shè)備、可編程電子器件等專門用于汽車領(lǐng)域的部件，旨在提高汽車電子、電氣產(chǎn)品功能安全的國際標(biāo)準(zhǔn)。它針對汽車電子的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，等級從低到高分為：ASIL-A、 ASIL-B、 ASIL-C、ASIL-D。

依據(jù)ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行功能安全設(shè)計(jì)時，首先對系統(tǒng)的功能進(jìn)行逐個分析，識別系統(tǒng)所有的危害，然后依據(jù)三個因子（SEC）來評估危害的風(fēng)險(xiǎn)級別。

目前ISO 26262是判斷芯片產(chǎn)品是否具備車用資格的標(biāo)志之一。

三、AEC-Q100

AEC－Q系列認(rèn)證是公認(rèn)的車規(guī)元器件的通用測試標(biāo)準(zhǔn)。IC設(shè)計(jì)企業(yè)想要進(jìn)入汽車電子領(lǐng)域，進(jìn)入汽車電子零部件供應(yīng)鏈，AEC－Q系列是必須獲得的認(rèn)證之一。

車用電子主要依據(jù)國際汽車電子協(xié)會(Automotive Electronics Council，簡稱AEC)作為車規(guī)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，包括AEC-Q100(集成電路IC)、AEC-Q101(離散組件)、AEC-Q102(離散光電LED)、AEC-Q103（傳感器）、AEC-Q104(多芯片組件)、AEC-Q200(被動組件)，其測試條件比消費(fèi)型芯片規(guī)范嚴(yán)苛。

其中AEC-Q100是判斷芯片產(chǎn)品是否具備車用資格的標(biāo)志之一，側(cè)重質(zhì)量可靠性。其關(guān)鍵測試類別包括：

只有完全通過7大類別共41項(xiàng)測試后，才能獲得AEC－Q100認(rèn)證。AEC-Q系列認(rèn)證，完成全部測試，平均最低時間也需要大概6個月左右。

04

市面上的車規(guī)級芯片

1

功率類芯片

新能源汽車是功率器件增量需求主要來源。其中，增量較大的主要是IGBT模塊、SiC 模塊、MOSFET 和 GaN 產(chǎn)品。其中新增功率器件主要用于主驅(qū)逆變器、車載充電機(jī)（OBC）、直流-直流變換器（DC-DC）等動力系統(tǒng)零部件。

2

計(jì)算機(jī)及控制芯片

計(jì)算及控制芯片為智能汽車之“眼”，以微控制器和邏輯IC為主，包括主控芯片和輔助芯片。從應(yīng)用場景來看，計(jì)算芯片可以劃分為智能座艙芯片和自動駕駛芯片、車身控制芯片。

3

儲存芯片

主要用于數(shù)據(jù)存儲功能，包含DRAM（動態(tài)存儲器）、SRAM（靜態(tài)存儲器）、FLASH（閃存芯片）等。

4

傳感器芯片

主要用于探測、感受外界的信號，并將探知的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柣蚱渌栊问絺鬟f給其他設(shè)備。包括CMOS圖像傳感器（CIS）、圖像信號處理器（ISP）、激光雷達(dá)芯片等。

5

通信芯片

主要用于發(fā)送、接收以及傳輸通信信號，包括基帶芯片、射頻芯片、信道芯片、電力線載波通信芯片等。

6

模擬芯片

模擬芯片在汽車各個部分均有應(yīng)用，包括車身、儀表、底盤、動力總成及ADAS，主要分為信號鏈芯片與電源管理芯片兩大板塊。

7

電源芯片

汽車電源管理芯片（PMIC）廣泛應(yīng)用于汽車智能座艙、自動駕駛、車身電子、儀表及娛樂系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及BMS等場景。

8

驅(qū)動芯片

其性能的的高低決定了爬坡能力、加速能力以及最高車速等汽車行駛的主要性能指標(biāo)。

9

安全芯片

汽車安全芯片屬于一種車規(guī)級芯片，主要包括AEC和ISO 26262等標(biāo)準(zhǔn)，其功能為控制車輛的安全性、效率性和舒適性等。

05

重磅推新——先積集成車規(guī)級運(yùn)放

上海先積集成電路有限公司是一家專注于高性能模擬密集型芯片和先進(jìn)的傳感器解決方案的高新技術(shù)企業(yè)，2016年成立，公司總部位于上海，在西安，無錫和Tucson，設(shè)有IC芯片設(shè)計(jì)和應(yīng)用開發(fā)團(tuán)隊(duì)。

本次最新推出車規(guī)級芯片：LTC726Q/LTC728Q

LTC726Q為雙運(yùn)放，LTC728Q四運(yùn)放，適合于單電源供電+1.8V to +5.5V工作，耐壓可達(dá)10V。11M帶寬可用于電機(jī)及電源系統(tǒng)電流采樣，各類傳感器信號調(diào)理。內(nèi)部集成抗電磁干擾濾波器，完美適配汽車應(yīng)用中的復(fù)雜嚴(yán)苛電磁環(huán)境。通過擁有CNAS資質(zhì)第三方機(jī)構(gòu)出具的AEC-Q100車規(guī)級可靠性認(rèn)證書。

■ 失調(diào)電壓:±0.65 mV(Max)

■帶寬增益積: 11 MHz

■壓擺: 11 V/μs

■穩(wěn)定時間: 0.26 μs to 0.1%

■噪聲: 8 nV/√Hz at 10 kHz

■軌對軌輸入輸出

■內(nèi)部RF/EMI濾波器

■靜態(tài)電流: 750μA@5V/CH

■工作溫度: ?40℃to +125℃

■ PSRR：110dB

■ CMRR：96dB

■ ESD：4 kV HBM

Q

選型困難怎么辦？

A

您可以將產(chǎn)品需求后臺私信給小創(chuàng)，我們將聯(lián)系專業(yè)工程師團(tuán)隊(duì)為您推薦最優(yōu)質(zhì)的選型方案。

Q

除了運(yùn)放外還想了解更多產(chǎn)品情況？

A

沒關(guān)系，先積集成除了車規(guī)級運(yùn)放外還有其他產(chǎn)品，包括：比較器、線性穩(wěn)壓器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、電壓基準(zhǔn)、模擬開關(guān)等產(chǎn)品，歡迎大家垂詢！