汽車IC市場成功的關(guān)鍵

當(dāng)前，汽車行業(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)未來發(fā)展前景的分析報告與預(yù)測都指出，汽車行業(yè)的IC用量增速將超過其它相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域。其中，IC Insights發(fā)表的一份報告顯示，通信與汽車將是2011-2016年增長最強勁的兩個IC應(yīng)用市場，預(yù)計至2016年，汽車IC市場的規(guī)模將達到280億美元，比2011年增長53%。另外，2012年，歐洲是汽車IC最大的地區(qū)性市場，占總體市場的37%，而到2016年，預(yù)計亞太市場的規(guī)模將與歐洲不相上下。

 

 

2011~2016年全球IC市場應(yīng)用領(lǐng)域增長趨勢(資料來源：IC Insights)
 

 

這些預(yù)測似乎與那些專注于汽車市場的半導(dǎo)體廠商最近發(fā)布的財務(wù)報告相吻合。例如，飛思卡爾半導(dǎo)體在去年7月份披露，其45%的營業(yè)收入與汽車業(yè)務(wù)有關(guān)。這類在汽車行業(yè)中耕耘多年的老牌廠商已經(jīng)在市場上建立起了穩(wěn)固的產(chǎn)品供應(yīng)渠道，因而能夠輕而易舉地抓住市場增長的機會。

 

但另一方面，對于一些汽車IC市場的新加入者來說，他們正面臨著許多挑戰(zhàn)，并且大多都與該產(chǎn)業(yè)嚴(yán)苛的安全與可靠性標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)。

 

這是因為汽車產(chǎn)業(yè)目前根據(jù)國際電工委員會功能安全標(biāo)準(zhǔn)——電氣/電子系統(tǒng)IEC61508標(biāo)準(zhǔn)，建立了本行業(yè)的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 26262安全標(biāo)準(zhǔn)。這項關(guān)于功能安全的標(biāo)準(zhǔn)成為了每款汽車產(chǎn)品在開發(fā)階段必不可少的組成部分，從初始規(guī)格到設(shè)計、實施、集成、檢驗、確認(rèn)和產(chǎn)品發(fā)布等環(huán)節(jié)。

 

另外，在汽車安全性方面還存在著諸多外部不確定因素，例如美國運輸部(USDOT)為推動汽車安全、通信、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展而最新啟動的互聯(lián)汽車項目等等。當(dāng)然，在市場的變化中，那些已經(jīng)投入到安全汽車供應(yīng)鏈開發(fā)的企業(yè)會享有領(lǐng)先的優(yōu)勢。

 

IC半導(dǎo)體在汽車領(lǐng)域中的增長點不僅僅只限于安全應(yīng)用。除此之外，車載信息娛樂系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，也正在滿足市場對于加強汽車與消費者數(shù)字化生活集成的需要。盡管這些不屬于安全系統(tǒng)的范疇，不受ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的制約，但這類系統(tǒng)也正面臨著標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的問題，而且可能要比消費電子市場的通用標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格得多，例如汽車電子設(shè)備委員會(AEC)制定的一系列標(biāo)準(zhǔn)等等。

 

那么，對于一家一直在為并不如此嚴(yán)苛的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計IP的廠商來講，現(xiàn)在的問題就是，如何把已有的IP用于對可靠性要求較高的下一代系統(tǒng)級芯片的設(shè)計中？所有問題歸結(jié)為針對可靠性的設(shè)計和驗證，包括：用什么工具來驗證你的設(shè)計？采用什么措施來確保符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范？

 

根據(jù)汽車電子設(shè)備委員會(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(guī)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(fù)偏壓溫度不穩(wěn)定性

·應(yīng)力遷移等

 

在設(shè)計過程中根據(jù)這些失效模型進行驗證，可以確保實際器件性能達到可靠性預(yù)期。在許多傳統(tǒng)的IC驗證流程中，利用規(guī)范檢查、版圖與原理圖之間的對照檢查，以及電氣規(guī)則檢查等步驟，上述驗證項目可能還會存在問題，因為這些工具每項只專注于設(shè)計驗證某一方面，需要提供一種可靠性驗證平臺，來幫助設(shè)計師全面了解其設(shè)計中存在的弱點。在這一方面，一系列新型EDA工具可以提供比傳統(tǒng)IC驗證工具更強大的功能，把原來的艱巨任務(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型的驗證問題，它不僅考慮到設(shè)計中的器件，而且還包括這些器件之間的相互關(guān)系，以及它們的物理實現(xiàn)方法等，可以提供設(shè)計中IP互操作的可視性。

 

為了適應(yīng)新市場的需求，尤其是在汽車行業(yè)中，采用原有的IP設(shè)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行業(yè)IC可靠性標(biāo)準(zhǔn)。采用新的驗證技術(shù)，對于理解和修正設(shè)計中的可靠性問題是非常關(guān)鍵的，這對于想要在快速成長中的汽車電子市場上取得成功同樣也是十分重要的。