國(guó)產(chǎn)汽車電子真的那么難入行嗎

上周的半導(dǎo)體圈新聞蠻多的，其中CES是最引人注目的，英特爾在里面推出了自己的首款10nm芯片，AMD也不甘示弱，推出了自己的7nm銳龍處理器，IBM也推出了全球首臺(tái)量子計(jì)算機(jī)。當(dāng)然，廠會(huì)外面也沒(méi)有閑著，華為發(fā)布性能最高的ARM-based服務(wù)器芯片，雷軍怒懟華為，群創(chuàng)FAB干架，巴斯夫內(nèi)鬼事件等等。其實(shí)擼主本來(lái)是想寫一篇關(guān)于這個(gè)內(nèi)鬼事件的文章，因?yàn)閿]主畢業(yè)之后一直在芯片行業(yè)，知道每個(gè)公司都有非常嚴(yán)格的保密措施，也知道泄密對(duì)于一家公司的嚴(yán)重程度，所以想和大家普及一下這方面內(nèi)容。

可是，可是，我看到了另外一條重要的新聞，就是特斯拉上海工廠開(kāi)工。這條新聞讓我瞬間想到了汽車電子這個(gè)話題。擼主聊過(guò)AI，聊過(guò)5G，好像對(duì)于汽車電子，自動(dòng)駕駛等等沒(méi)有聊過(guò)，所以這一期我們就聊一下關(guān)于汽車電子這個(gè)話題（貌似擼主挖的坑比較多啊，AI，5G還沒(méi)聊完，這又開(kāi)始汽車電子~）。

看這一期，需要了解相關(guān)的芯片測(cè)試和芯片Quality方面的內(nèi)容，如果不了解，請(qǐng)戳這里 你不知道的那些芯片測(cè)試和測(cè)試黑幕 ， 半導(dǎo)體中的Quality問(wèn)題。

汽車電子是個(gè)啥？

你可能會(huì)問(wèn)，汽車電子當(dāng)然是用在汽車?yán)锩娴模@還用問(wèn)嗎。對(duì)，不錯(cuò)，汽車電子確實(shí)是用在汽車?yán)锩娴模瞧嚴(yán)锩嬉灿泻芏嗟胤绞褂玫桨?，比如發(fā)動(dòng)機(jī)里面會(huì)用到，剎車系統(tǒng)會(huì)用到，座椅會(huì)用到，音響，車門，雨刷器都會(huì)用到汽車電子芯片。在我們汽車電子的范疇，這些芯片可是大大的不一樣。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（其實(shí)就是早期美國(guó)制定的汽車電子標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)辦法，誰(shuí)讓中國(guó)過(guò)去太落后），汽車電子可以分為grade0~grade4，總共5個(gè)等級(jí)。詳細(xì)情況請(qǐng)看下圖。

首先，這些內(nèi)容每隔幾年都會(huì)變，因?yàn)楝F(xiàn)在汽車電子發(fā)展太快了，比如GPS導(dǎo)航等等在原來(lái)的汽車中是沒(méi)有的，但是現(xiàn)在是必須品?，F(xiàn)在的新能源汽車把發(fā)動(dòng)起改成電動(dòng)機(jī)了，所以也會(huì)變一些Grade0的內(nèi)容，大家只拿這個(gè)做參考就可以了。其中Grade0要求最高，Grade4要求最低。

除了這一些，還有一些零組件的汽車電子產(chǎn)品。比如你車子的雨刷器壞掉了，維修廠會(huì)告訴你換雨刷器是換原廠的，還是換副廠的。這也是一部分產(chǎn)業(yè)，大概分為三類。

OEM/ODM（正廠出廠零件）/OES（正廠維修零件）。這兩個(gè)都是原廠的，區(qū)別就是一個(gè)針對(duì)新車的，就是和新車的零件一樣。一個(gè)就是針對(duì)維修用的零件，就是針對(duì)維修專用零件。

DOP（Dealer Option，經(jīng)銷商選配零件）。這個(gè)嘛，就有點(diǎn)多了，要看經(jīng)銷商采購(gòu)。

AM（After Marketing，副廠零件）。就是副廠零件啦。

所以汽車電子就是包含以上這幾項(xiàng)用途。你在看上圖的時(shí)候，會(huì)在最后一列發(fā)現(xiàn)有個(gè)叫驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)的東西。這一列非常重要，它直接規(guī)定了，汽車電子的測(cè)試條件。上面所說(shuō)的溫度是FT測(cè)試溫度（不懂芯片測(cè)試的，請(qǐng)戳這里 你不知道的那些芯片測(cè)試和測(cè)試黑幕 現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，早期把一些基本半導(dǎo)體知識(shí)普及完，是一件多么有意義的事情，哈哈）。比如Grade0是-40C~+150C，則表示FT測(cè)試的溫度是低溫-40C，高溫125C。而且在做不同Quality項(xiàng)目驗(yàn)證的時(shí)候，還規(guī)定了測(cè)試順序，比如在做HTOL的時(shí)候，規(guī)定FT測(cè)試順序是室溫25C，然后低溫-40C，最后高溫150C。這一部分我們后面的文章中再詳聊，今天只坐宏觀介紹。

汽車電子和普通電子有什么區(qū)別？

說(shuō)到這個(gè)問(wèn)題，就不得不說(shuō)在半導(dǎo)體行業(yè)中，不同芯片的不同應(yīng)用環(huán)境。按照現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)環(huán)境來(lái)看，總共可以分為以下幾個(gè)部分，民用級(jí)，工業(yè)級(jí)，汽車級(jí)以及軍工級(jí)。具體情況請(qǐng)看下表。

其中軍工級(jí)芯片是要求最高的，而且成本也最高。我們平時(shí)看到的手機(jī)，手環(huán)，消費(fèi)級(jí)電腦等等都是屬于民用級(jí)（消費(fèi)級(jí)）產(chǎn)品。在大多數(shù)情況下，消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品淘汰周期是2到3年，所以芯片在做質(zhì)量驗(yàn)證的時(shí)候也是做這個(gè)范圍的驗(yàn)證。而汽車的淘汰周期是在10~15年，而且涉及到人身安全，所以在做質(zhì)量驗(yàn)證的時(shí)候會(huì)要求更高。如果不懂質(zhì)量驗(yàn)證，請(qǐng)戳這里 半導(dǎo)體中的Quality問(wèn)題。

汽車電子有什么特點(diǎn)？

汽車電子不同于消費(fèi)電子，自己也有很多特點(diǎn)。我們就舉幾個(gè)例子。

工藝節(jié)點(diǎn)要求不高，但是對(duì)于質(zhì)量要求高

現(xiàn)在消費(fèi)級(jí)手機(jī)，PC機(jī)的處理器已經(jīng)到7nm工藝節(jié)點(diǎn)。但是汽車電子還沒(méi)有到這么先進(jìn)。因?yàn)槠囯娮訉?duì)于芯片面積和芯片本身的成本控制，比手機(jī)要差很遠(yuǎn)。汽車電子可以把芯片做大一些，成本可以高一些，這些都是代價(jià)。這些代價(jià)換來(lái)的就是高可靠性，在做質(zhì)量驗(yàn)證的時(shí)候，標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，測(cè)試條件更加變態(tài)。

入門門檻高

想打進(jìn)汽車電子行業(yè)，不論是對(duì)于fabless還是對(duì)于foundry都是一個(gè)很大的考驗(yàn)。首先你生產(chǎn)的芯片要通過(guò)美國(guó)汽車電子委員會(huì)AEC(AutomotiveElectronicsCouncil)等等一系列的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，具體標(biāo)準(zhǔn)可以參考一下官網(wǎng)，這里就不再贅述，不能用嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是苛刻來(lái)形容。當(dāng)然，對(duì)于最終消費(fèi)者來(lái)講，越苛刻越好，變態(tài)才好，因?yàn)樵絿?yán)格，我們?cè)桨踩?。除了AEC，還要通過(guò)ISO/TS 16949的質(zhì)量驗(yàn)證。這是對(duì)于一家fabless的設(shè)計(jì)能力，foundry的制造能力的極大考驗(yàn)。

客戶穩(wěn)定

上面只是入門，假如現(xiàn)在已經(jīng)通過(guò)了AEC的測(cè)試，說(shuō)明你只是有資格售賣汽車電子芯片。所以接下來(lái)你要說(shuō)服汽車制造商寶馬，奔馳使用你的芯片。這個(gè)過(guò)程也是無(wú)比艱難。因?yàn)樵谄囯娮又?，汽車制造商和芯片供?yīng)商是一個(gè)非常穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。比如奔馳在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用英飛凌的芯片，一般都是長(zhǎng)約，而且如果沒(méi)有遇到很大變動(dòng)，是絕對(duì)不會(huì)換供應(yīng)商的。因?yàn)橐坏Q供應(yīng)商，之前做過(guò)的所有研究，所有質(zhì)量驗(yàn)證都變成零，要重新再做一遍，這些都是成本。而且對(duì)于質(zhì)量來(lái)說(shuō)，也存在風(fēng)險(xiǎn)太高的問(wèn)題。所以一旦一家fabless或者一家foundry為某家汽車制造商提供芯片，那么恭喜你，短時(shí)間內(nèi)，你的公司倒不了。

成本高

汽車電子成本要比消費(fèi)級(jí)電子高很多，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1，前期驗(yàn)證成本高。我們前面聊到過(guò)，汽車電子在前期做質(zhì)量驗(yàn)證的時(shí)候，會(huì)比消費(fèi)電子做更多的驗(yàn)證。所以這樣的驗(yàn)證成本會(huì)更高。

2，foundry生產(chǎn)成本高。foundry如果是在生產(chǎn)汽車電子芯片。都是挑整個(gè)foundry最好的機(jī)器，最好的PIE，PE去帶這樣的產(chǎn)品，生產(chǎn)線有一點(diǎn)的異常，都要停線檢查。對(duì)于foundry來(lái)講，也是成本的提高。所以foundry在賣給供應(yīng)商芯片的時(shí)候，汽車電子比消費(fèi)級(jí)電子要貴很多。

3，測(cè)試程式開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)。fabless在開(kāi)發(fā)測(cè)試程序的時(shí)候，對(duì)于汽車電子的要求會(huì)很高，比如它絕對(duì)不允許一顆壞芯片流入到客戶手中，因?yàn)檫€有可能一顆壞芯片就造成一車人的安全。在早期客戶的不良率在PPM級(jí)別，但是隨著最近幾年自動(dòng)駕駛的概念比較火，已經(jīng)到了PPB級(jí)別了。所以測(cè)試程序的覆蓋率更高和邏輯更復(fù)雜。在測(cè)試的時(shí)候，測(cè)試時(shí)間更久，還需要做高溫烘烤，所以測(cè)試成本也較高。

所以，消費(fèi)級(jí)電子的價(jià)格非常高。當(dāng)然，也有一些小的汽車制造商，為了壓低成本，在Grade3或者Grade4這些應(yīng)用場(chǎng)景下，我就遇到過(guò)一些汽車制造商使用消費(fèi)級(jí)電子來(lái)代替汽車電子，真有這樣的情況，而且不止一家。在半導(dǎo)體混了幾年，其實(shí)遇到各種奇葩都有，雖然說(shuō)這些不涉及到安全問(wèn)題，但是太惡心人。所以我當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)之后，就決定，如果以后有錢了買車，絕對(duì)不買這些品牌的車。好啦，說(shuō)多了，這些不在我們今天的討論范圍之內(nèi)。

汽車電子包含哪些內(nèi)容

說(shuō)了這么多，也該聊一聊汽車電子具體包含哪些芯片了?？傮w來(lái)說(shuō)，汽車電子可以分為MCU，功率半導(dǎo)體，傳感器以及其他芯片。在傳統(tǒng)燃油汽車中，MCU占比最高，達(dá)到23%。MCU，功率半導(dǎo)體和傳感器的占比要高于50%。

但是在新能源汽車中，功率半導(dǎo)體是最大的一部分占比達(dá)到55%。這也是未來(lái)幾年汽車電子的絕對(duì)火爆市場(chǎng)。

那功率半導(dǎo)體又包括哪些內(nèi)容呢？包括IGBT, MOSFET，電源管理芯片以及BJT，晶閘管之類的。