什麼是汽車芯片？如何用古法造出芯片？

Hello 大家好 我是最會健身的芯片工程師三圈 今天開始來講講汽車芯片 這會是一個車速很快的系列 因爲車用芯片我做過很多 非常瞭解 之前在行業頭牌大廠的總部 幹了很長時間研發 那大廠總部都有一個特點 就是高管遍地走 八卦滿天飛 博士一大堆 大佬帶你飛 所以積累了不少行業八卦 行業經驗 也不用查什麼資料了 反正張口就來爭取周公吧 萬一有什麼地方說的不對 我就 槓鈴推舉一百下 好了 言歸正傳 什麼是汽車芯片 簡單講 給汽車用的芯片 就是汽車芯片 其實也不一定 比如車上的音箱 觸摸品 這些車載娛樂功能的芯片 那理論上其實還是手機電腦 那一類消費電子品節的芯片 耶內所講的汽車芯片 指的是車上用來做功率轉換 動力控制 感知定位 包括像實現定速巡航 車距保持 這些輔助駕駛功能的芯片 我們叫車規級芯片 那什麼是車規級呢 所謂國有國法 車有車規 車規是一系列認證標準 比如AC2和ISO26262 只有通過車規認證的芯片 纔可以賣給大車企業 其實就跟賣豬肉一樣 你得先蓋個章 當然車規這個章不好蓋 裏面的水很深 簡而言之 和手機芯片 電腦芯片 這些大家熟悉的消費電子品級比起來 車規級的芯片 主要有兩個特點 一個是非常穩定 用過十年沒啥毛病 一個是非常粗糙 它的製程和器件都比較碩大 你像電腦裏的GPU CPU 人家用的14納米7納米的工藝 反正聽上去就特別的纖細 特別的先進 是不是 所以28納米以下 我們叫先進製程 那汽車芯片呢 你也不能管人家叫落後製程 不然情商太低了 我們叫它成熟製程 有多成熟呢 我之前負責過一款車用功率器件 性能優異 口碑出色 今年還在瘋狂漲價 很多車企都搶不到 它用的製程 就即便是最關鍵的那幾個layer 250納米 對 就是這麼的粗糙 而這麼的成熟 250納米的節點什麼時候出來的 我想想 應該是90後 跟我差不多一樣 成熟 反正直到19年 汽車芯片裏面還有一半 都是用250納米到微米級這個區間的 30年的無法造芯 就是說除了某些高端MCU 和自動駕駛類的AI芯片 你只要有90納米的技術 那80%的汽車芯片都可以做出來了 那爲什麼現在汽車用的芯片 就這麼糙呢 是因爲它窮呢 還是不配呢 還是技術上有什麼考量呢 都有一點 下一期我來全面剖析一下 手機電腦都做到7納米5納米了 爲什麼汽車芯片的主流工藝 還停留在90納米甚至以上 想看的小夥子記得扣個1表示一下 不然我怕我忘了 但是你們千萬別看不起無法造芯 成熟製程有一個很大的優點 就是它非常可靠 良率可靠 成本可靠 造出來的氣減也可靠 這個絕對不開玩笑 因爲可靠性和功能安全 是汽車芯片最重要的東西 像什麼功耗啊 面積啊 性能啊 這些消費級芯片的三點考量 先放一邊 汽車芯片要的是這三點 穩定 還是他喵的穩定 所以要想激情的開車 就得用碩大的氣減 手機機內管用的工藝 卻是很先進 把氣減做的小巧立體 又精密 但越精密的東西 也就越脆弱 它的魯邦性差 對Defect的容忍度低 更別提還有像量子催川 這樣的物理極限制約 容易漏電流 汽車芯片的製程雖然糙了點 功耗面積大了點 但它的氣減就比較健碩 比7nm的矽構皮實抗揍 當然並不是說 因爲用了成熟工藝 就能讓汽車芯片穩定可靠 而是車櫃級芯片在整個設計 驗證到製造測試階段 都和消費級有所不同 造汽車芯片的話 上來先給你整一堆 FTA DFA FMEDA 說人話就是 前面要考慮軟硬件的失效率 檢測機制 後面製造測試的安全冗餘 也要足夠大 因爲手機或者電腦芯片 偶爾抽個風大不了 卡屏 死機 重啓 對人的傷害性沒那麼大 最多也就坑一下你排位的隊友 或者破壞一下你工作的心情 但是汽車芯片因爲涉及到駕駛安全 人命關天 尤其是比較重要的控制類芯片 或者傳感器 在關鍵時刻失效哪怕那麼零點幾秒 都可能造成親人兩行累 因此汽車芯片的出廠測試是很殘酷的 比如消費級芯片的溫度測試 一般就是從0度到70度 好一點的-10度到85度 而汽車芯片是零下40度到150度 所以你看 過熱了 或者天冷了 手機就有點掉鏈子 或者掉電量 但是汽車沒事 你可以從海南島開到東北 當然車規級芯片還不是最高等級的 上面還有個軍工航天級 畢竟在大氣層裏開車 還是沒有坐導彈去火星刺激 誒 有空我們也來聊聊航天芯片吧 那裏面黑科技更多 比如像晶體管再生之術什麼的 想看的小夥計這裏也扣個一 現在接着開車 講完汽車芯片的特點 具體哪些芯片屬於汽車芯片呢 按照功能我們可以分成四大類 第一類是控制類芯片 比如各種MCU和自動駕駛的AI芯片 但是AI芯片又比較特殊 因爲很多其實不能算作汽車芯片 尤其是雲端計算的那種 很多就是通用CPU或者GPU 目前汽車裏的各種智能控制 大部分是依賴MCU Microcontroller Unit 相當於汽車的大腦 就是把處理器存儲IO集成到一張芯片上 用來做車內的信號處理和功能控制 像是動力控制電池管理等等 前兩年汽車缺芯 其實主要缺的就是MCU 很多人提車都要等個半年 那段時間我們也算是揚眉吐氣了 因爲之前車企是芯片廠的爺爺 你看等到缺芯了就攻守之勢易 車企得叫芯片廠一聲爺爺 好 汽車芯片的第二類是功率半導體 包括各種功率IC和功率器件 比如ACDC、高壓MOSFET、功率IGBT 還有國內很火熱的第三代半導體 像碳化硅器件等等 它們負責給汽車的肌肉賦能 用來實現各種電壓電流的轉換 以及功率控制 不管是動力系統還是充電供電 汽車都需要它們 尤其在新能源車裏面 由於內燃機、變速箱這些傳統機械結構 都變成了電機、電池組和電控裝置 所以電車裏面功率半導體的用量會大幅提升 今年MCU的缺貨狀態好了很多 但是功率半導體又開始缺了 第三類是傳感器芯片 包括髮動機的扭矩傳感器 輪胎的碳壓傳感器 電池組的溫度傳感器 還有幫你倒車入庫的CMOS攝像頭 各種雷達等等 第四類就是其他芯片 包括各種通信類芯片、存儲類芯片 照明LED芯片等等 這些賽道就比較卷 也不是很賺錢 這裏我就不再細分具講了 那以上這四種就涵蓋了汽車芯片的基本類型和功能 以後有時間 我們每週都來聊聊芯片裏的速度與激情 大家不用擔心 這個屬於白送的番外片 之前的芯片製造 還有孤了一年多的光刻機系列 最近也會接着幹起來 我三圈填坑可能會孤孤 但絕對不會爛尾 這就是我的忍道 所以對芯片和半導體感興趣的小夥伴 記得關注一下 幫忙點個贊 這樣更新會更有動力一些 好 我是三圈 下期再見 拜拜