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汽车芯片零缺陷有多难?
发布时间:2018-03-15        浏览次数:249        返回列表
 作为辅助驾驶和自动驾驶的关键组成部分,新一代汽车芯片正在快速推动异常检测技术的发展。

    据新智驾了解,半导体设备供应商 KLA-Tencor、半导体数据分析服务商Optimal+和EDA巨头 Mentor (2016年被西门子收购)正在扩大异常检测领域的相关工作。

    异常检测技术在各行业已经使用多年,是保证芯片生产质量零缺陷的主要技术之一,而零缺陷对汽车行业至关重要。

    通常来说,异常检测是采用硬件和统计筛选算法来定位的。一些芯片可能会通过各种标准测试,但是有时会表现出功能异常。这种芯片可能会影响系统性能或导致系统失效。

    异常或缺陷芯片的出现有诸多原因,一些潜在可靠性缺陷在设备发货时不会出现,但它们在不同环境中会以某种方式激活,最终影响整个系统的运行。

    为了发现芯片出现的各种问题,业界多种使用异常检测的方法,如零件平均测试法(PAT)。

    PAT的测试流程如下:

    首先,对晶圆进行电气测试;

    其次,把硬件和PAT算法组合,检测出违反特定测试规范的异常或故障芯片;

    最后,将异常芯片去除。
汽车芯片零缺陷有多难?这几家公司正在掀起芯片质量检测大战
*PAT中极限和异常值的图形表示  来源:Automotive Electronics Council

    但是,PAT方法很难满足汽车行业的苛刻要求。Optimal+公司CTO Michael Schuldenfrei表示:“汽车和其他类型的关键型设备的半导体产品使用量正在呈指数级增长,这对芯片质量和可靠性提出了更高要求。PAT等异常检测技术作为保证质量和可靠性的主要手段,已经存在了几十年。但在很多情况下,它们并不是非常有效,在防止漏检方面测试成本过高。”

    漏检是指故障芯片通过了晶圆厂测试。为了避免这种情况的发生,异常检测专家们开发出了新的更先进的技术来防止芯片漏检及其它问题。比如,异常检测通常是在芯片封装测试阶段进行,但KLA-Tencor采取了新的解决方案,开发了一种用于在晶圆厂中测试的技术。

    尽管如此,该行业仍面临一系列重大挑战,主要包括:
  • 随着许多先进芯片用于汽车中,迫切需要先进的异常检测算法
  • 异常检测技术必须符合辅助驾驶和自动驾驶技术的发展趋势
  • 英伟达和其它没有异常检测经验的IC制造商正在蜂拥进入汽车市场,这意味着他们需要提高学习曲线
    此外,飞速增长的汽车半导体市场还面临很多其它挑战。除了汽车市场,异常检测也应用在医疗和其它领域中。根据西门子的子公司Mentor的说法,总体而言,商业性的异常检测软件业务的规模在每年2500万美元到5000万美元之间。Mentor Quantix事业部总经理Bertrand Renaud表示:“这个数字可能仅代表实际软件的三分之一,因为许多大型IDM厂商已经构建了自己的专有工具,他们的软件没有统计在内。”

    目前,KLA-Tencor、Mentor、Optimal+和yieldWerx等公司也在竞争之列。

汽车芯片的发展趋势

    2018年,汽车市场可能会放缓增速。

    据IHS Markit的数据,2018年轻型汽车的全球总销量预计将达到9590万辆,同比2017年增长1.5%。作为对比,2017年同比2016年增长了2.4%。因此,汽车销量的增长如何对应汽车半导体市场增速目前尚不完全清楚。

    根据IHS Markit的数据,每辆汽车电子元件的价值将从2013年的312美元增长到2022年的460美元,年复合增长率为7.1%。

    “10年前的汽车,只有几百个控制器和其他类型电子元件,现在的汽车可能包含超过3500个半导体产品,这些半导体器件的总成本正在持续上升。”KLA-Tencor高级营销总监Rob Cappel表示。

    通常来说,一辆高端汽车配备超过7000颗芯片。而芯片厂商正在向高端车型中引入14nm和10nm芯片,同时也正在研发7nm芯片。




 

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