汽車(chē)IC市場(chǎng)成功的關(guān)鍵

當前，汽車(chē)行業(yè)采用電子技術(shù)的勢頭正方興未艾。許多關(guān)于集成電路(IC)產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展前景的分析報告與預測都指出，汽車(chē)行業(yè)的IC用量增速將超過(guò)其它相關(guān)應用領(lǐng)域。其中，IC Insights發(fā)表的一份報告顯示，通信與汽車(chē)將是2011-2016年增長(cháng)最強勁的兩個(gè)IC應用市場(chǎng)，預計至2016年，汽車(chē)IC市場(chǎng)的規模將達到280億美元，比2011年增長(cháng)53%。另外，2012年，歐洲是汽車(chē)IC最大的地區性市場(chǎng)，占總體市場(chǎng)的37%，而到2016年，預計亞太市場(chǎng)的規模將與歐洲不相上下。

 

 

2011~2016年全球IC市場(chǎng)應用領(lǐng)域增長(cháng)趨勢(資料來(lái)源：IC Insights)
 

 

這些預測似乎與那些專(zhuān)注于汽車(chē)市場(chǎng)的半導體廠(chǎng)商最近發(fā)布的財務(wù)報告相吻合。例如，飛思卡爾半導體在去年7月份披露，其45%的營(yíng)業(yè)收入與汽車(chē)業(yè)務(wù)有關(guān)。這類(lèi)在汽車(chē)行業(yè)中耕耘多年的老牌廠(chǎng)商已經(jīng)在市場(chǎng)上建立起了穩固的產(chǎn)品供應渠道，因而能夠輕而易舉地抓住市場(chǎng)增長(cháng)的機會(huì )。

 

但另一方面，對于一些汽車(chē)IC市場(chǎng)的新加入者來(lái)說(shuō)，他們正面臨著(zhù)許多挑戰，并且大多都與該產(chǎn)業(yè)嚴苛的安全與可靠性標準相關(guān)。

 

這是因為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)目前根據國際電工委員會(huì )功能安全標準——電氣/電子系統IEC61508標準，建立了本行業(yè)的國際標準化組織ISO 26262安全標準。這項關(guān)于功能安全的標準成為了每款汽車(chē)產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)階段必不可少的組成部分，從初始規格到設計、實(shí)施、集成、檢驗、確認和產(chǎn)品發(fā)布等環(huán)節。

 

另外，在汽車(chē)安全性方面還存在著(zhù)諸多外部不確定因素，例如美國運輸部(USDOT)為推動(dòng)汽車(chē)安全、通信、車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展而最新啟動(dòng)的互聯(lián)汽車(chē)項目等等。當然，在市場(chǎng)的變化中，那些已經(jīng)投入到安全汽車(chē)供應鏈開(kāi)發(fā)的企業(yè)會(huì )享有領(lǐng)先的優(yōu)勢。

 

IC半導體在汽車(chē)領(lǐng)域中的增長(cháng)點(diǎn)不僅僅只限于安全應用。除此之外，車(chē)載信息娛樂(lè )系統和車(chē)聯(lián)網(wǎng)建設，也正在滿(mǎn)足市場(chǎng)對于加強汽車(chē)與消費者數字化生活集成的需要。盡管這些不屬于安全系統的范疇，不受ISO 26262標準的制約，但這類(lèi)系統也正面臨著(zhù)標準規范的問(wèn)題，而且可能要比消費電子市場(chǎng)的通用標準嚴格得多，例如汽車(chē)電子設備委員會(huì )(AEC)制定的一系列標準等等。

 

那么，對于一家一直在為并不如此嚴苛的應用環(huán)境設計IP的廠(chǎng)商來(lái)講，現在的問(wèn)題就是，如何把已有的IP用于對可靠性要求較高的下一代系統級芯片的設計中？所有問(wèn)題歸結為針對可靠性的設計和驗證，包括：用什么工具來(lái)驗證你的設計？采用什么措施來(lái)確保符合標準規范？

 

根據汽車(chē)電子設備委員會(huì )(AEC)對電子元器件的品質(zhì)要求，已確定出器件磨損可靠性測試的項目，并規范了幾種失效機制的測試方法，其中有：

·電遷移(EM)失效

·適用于所有MOS技術(shù)的時(shí)變擊穿(或柵極氧化層完整性測試)

·熱載流子注入——適用于1微米以下MOS技術(shù)

·負偏壓溫度不穩定性

·應力遷移等

 

在設計過(guò)程中根據這些失效模型進(jìn)行驗證，可以確保實(shí)際器件性能達到可靠性預期。在許多傳統的IC驗證流程中，利用規范檢查、版圖與原理圖之間的對照檢查，以及電氣規則檢查等步驟，上述驗證項目可能還會(huì )存在問(wèn)題，因為這些工具每項只專(zhuān)注于設計驗證某一方面，需要提供一種可靠性驗證平臺，來(lái)幫助設計師全面了解其設計中存在的弱點(diǎn)。在這一方面，一系列新型EDA工具可以提供比傳統IC驗證工具更強大的功能，把原來(lái)的艱巨任務(wù)變得更加輕松。例如，CalibrePERC可靠性驗證平臺就非常適合解決這些類(lèi)型的驗證問(wèn)題，它不僅考慮到設計中的器件，而且還包括這些器件之間的相互關(guān)系，以及它們的物理實(shí)現方法等，可以提供設計中IP互操作的可視性。

 

為了適應新市場(chǎng)的需求，尤其是在汽車(chē)行業(yè)中，采用原有的IP設計既是一種不錯的選擇，也是可行的，但前提是必須要清晰且深入地了解汽車(chē)行業(yè)IC可靠性標準。采用新的驗證技術(shù)，對于理解和修正設計中的可靠性問(wèn)題是非常關(guān)鍵的，這對于想要在快速成長(cháng)中的汽車(chē)電子市場(chǎng)上取得成功同樣也是十分重要的。