汽車IC市場(chǎng)成功的關(guān)鍵

當(dāng)前，汽車行業(yè)采用電子技術(shù)的勢(shì)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(bào)告與預(yù)測(cè)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(bào)告顯示，通信與汽車將是2011-2016年增長(zhǎng)最強(qiáng)勁的兩個(gè)IC應(yīng)用市場(chǎng)，預(yù)計(jì)至2016年，汽車IC市場(chǎng)的規(guī)模將達(dá)到280億美元，比2011年增長(zhǎng)53%。另外，2012年，歐洲是汽車IC最大的地區(qū)性市場(chǎng)，占總體市場(chǎng)的37%，而到2016年，預(yù)計(jì)亞太市場(chǎng)的規(guī)模將與歐洲不相上下。

 

 

2011~2016年全球IC市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域增長(zhǎng)趨勢(shì)(資料來源：IC Insights)
 

 

這些預(yù)測(cè)似乎與那些專注于汽車市場(chǎng)的半導(dǎo)體廠商最近發(fā)布的財(cái)務(wù)報(bào)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(yíng)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(chǎng)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(chǎng)增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。

 

但另一方面，對(duì)于一些汽車IC市場(chǎng)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?yàn)槠嚠a(chǎn)業(yè)目前根據(jù)國際電工委員會(huì)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(xiàng)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(jì)、實(shí)施、集成、檢驗(yàn)、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(yùn)輸部(USDOT)為推動(dòng)汽車安全、通信、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展而最新啟動(dòng)的互聯(lián)汽車項(xiàng)目等等。當(dāng)然，在市場(chǎng)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(huì)享有領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)。

 

IC半導(dǎo)體在汽車領(lǐng)域中的增長(zhǎng)點(diǎn)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(chǎng)對(duì)于加強(qiáng)汽車與消費(fèi)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(fèi)電子市場(chǎng)的通用標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格得多，例如汽車電子設(shè)備委員會(huì)(AEC)制定的一系列標(biāo)準(zhǔn)等等。

 

那么，對(duì)于一家一直在為并不如此嚴(yán)苛的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)IP的廠商來講，現(xiàn)在的問題就是，如何把已有的IP用于對(duì)可靠性要求較高的下一代系統(tǒng)級(jí)芯片的設(shè)計(jì)中？所有問題歸結(jié)為針對(duì)可靠性的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，包括：用什么工具來驗(yàn)證你的設(shè)計(jì)？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(huì)(AEC)對(duì)電子元器件的品質(zhì)要求，已確定出器件磨損可靠性測(cè)試的項(xiàng)目，并規(guī)范了幾種失效機(jī)制的測(cè)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(cè)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(jì)過程中根據(jù)這些失效模型進(jìn)行驗(yàn)證，可以確保實(shí)際器件性能達(dá)到可靠性預(yù)期。在許多傳統(tǒng)的IC驗(yàn)證流程中，利用規(guī)范檢查、版圖與原理圖之間的對(duì)照檢查，以及電氣規(guī)則檢查等步驟，上述驗(yàn)證項(xiàng)目可能還會(huì)存在問題，因?yàn)檫@些工具每項(xiàng)只專注于設(shè)計(jì)驗(yàn)證某一方面，需要提供一種可靠性驗(yàn)證平臺(tái)，來幫助設(shè)計(jì)師全面了解其設(shè)計(jì)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(tǒng)IC驗(yàn)證工具更強(qiáng)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(yàn)證平臺(tái)就非常適合解決這些類型的驗(yàn)證問題，它不僅考慮到設(shè)計(jì)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(xiàn)方法等，可以提供設(shè)計(jì)中IP互操作的可視性。

 

為了適應(yīng)新市場(chǎng)的需求，尤其是在汽車行業(yè)中，采用原有的IP設(shè)計(jì)既是一種不錯(cuò)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(yàn)證技術(shù)，對(duì)于理解和修正設(shè)計(jì)中的可靠性問題是非常關(guān)鍵的，這對(duì)于想要在快速成長(zhǎng)中的汽車電子市場(chǎng)上取得成功同樣也是十分重要的。