2022汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會演講實錄|SGS朱炬：車規(guī)可靠性的認(rèn)證及DPA分析
以“智鏈未來 本立而道生”為主題的“2022張江汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會暨全球汽車電子博覽會”由《中國汽車報》社主辦，張江高科、愛集微、浦東新區(qū)投資促進(jìn)二中心承辦，11月7日-8日在上海張江科學(xué)會堂隆重舉行。
本屆峰會邀請了以半導(dǎo)體為核心的全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)鏈企業(yè)高管、知名分析師與投資機構(gòu)、中外行業(yè)大咖參加，瞄準(zhǔn)新智能汽車與能源汽車技術(shù)前沿，就科創(chuàng)+產(chǎn)業(yè)+金融進(jìn)行深度交流，為汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。同時，通過趨勢分享、前沿技術(shù)碰撞、投資邏輯解讀以及全球汽車電子博覽會，共同探討全球巨變下的汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，為業(yè)界充分展示汽車電子最新發(fā)展成果與趨勢，打造國際化一流汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域展示平臺。
其中，在11月7日舉辦的“汽車電子部件及車規(guī)級芯片專場”，SGS通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司SGS半導(dǎo)體可靠性實驗室元器件產(chǎn)品經(jīng)理朱炬做了題為《車規(guī)可靠性的認(rèn)證及DPA分析》的精彩演講，以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實錄：
朱炬：各位來賓，下午好！很高興在這里跟大家探討車規(guī)級可靠性認(rèn)證及DPA分析。
SGS通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司 SGS半導(dǎo)體可靠性實驗室元器件產(chǎn)品經(jīng)理 朱炬
作為第三方檢測機構(gòu)，是為芯片研發(fā)公司提供如何從消費類跨入車規(guī)類的門檻，如何合規(guī)。我主要談四個方面，前面主要是關(guān)行業(yè)技術(shù)的規(guī)范要求，后面是關(guān)于SGS的介紹。
首先，車規(guī)芯片為什么這幾年認(rèn)證比較熱門，跟大環(huán)境有關(guān)系。目前在一些因素影響下，以前全靠進(jìn)口的半導(dǎo)體器件目前開始國產(chǎn)化，國產(chǎn)化使用之前需要認(rèn)證，這是2020年的狀態(tài)，從市場需求來說，本身存在對可靠性要求高元器件進(jìn)口量的增長，所以國產(chǎn)化也是一個趨勢。國家有政策到2025年芯片自主率達(dá)到70%，如何把車規(guī)芯片流程化的用到我們車上，SGS要提供的是幫助大家來解決可靠性認(rèn)證的要求。
車規(guī)跟消費類，還有工業(yè)級的區(qū)別有四個方面，第一，消費級芯片是3-5年的壽命，工業(yè)級是10年，車規(guī)級是15年，按照每天15%的使用時間?？煽啃詤⒖紲y試標(biāo)準(zhǔn)，目前針對車規(guī)級可靠性的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)主要是AEC-Q系列。還有溫度，消費級是-20到70度，工業(yè)級是-40到85度，車規(guī)級是-40到150度。
器件有很多種，各個器件類型參考的標(biāo)準(zhǔn)是有差別的，AEC-Q100主要是針對集成電路可靠性認(rèn)證，AEC-Q101主要是針對半導(dǎo)體可靠性認(rèn)證，AEC-Q102是光電器件可靠性認(rèn)證，AEC-Q103是失效機制的可靠性認(rèn)證，AEC-Q200是被動元器件可靠性認(rèn)證，AEC-Q104是多晶圓及模組體可靠性認(rèn)證。
AEC-Q是北美測試標(biāo)準(zhǔn)，是通用、克萊斯勒、福特三家汽車主機廠對汽車器件驗收的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)之所以使用是因為它已經(jīng)比較成熟，它里面幾大條款，從體系角度、從功能安全，提出要符合生產(chǎn)質(zhì)量體系。第一個是可靠性認(rèn)證，第二個是生產(chǎn)企業(yè)車規(guī)體系的認(rèn)證。AEC-Q從它的組成成員來說，技術(shù)成員主要是大的汽車廠，對芯片的參數(shù)要求非常熟悉，從可靠性角度來說，制訂了對芯片驗證的要求。
汽車供應(yīng)鏈的電子部分已經(jīng)分的很清楚了，首先是基礎(chǔ)元器件，然后是PCB板，還有PCBA，以及整車，我們主要是做可靠性認(rèn)證，PCB板，目前電動汽車的要求可靠性比較高。PCBA主要是在設(shè)計驗證跟量產(chǎn)驗證可靠性中的判斷，做了大量工作。整車也有一些驗證要求。
關(guān)于車規(guī)芯片，AEC-Q100關(guān)于等級標(biāo)準(zhǔn)有明顯的定義，最高要求是0級，最低要求是3級。AEC-Q100整個測試流程，從A組的環(huán)境壽命、B組的運營壽命、C組是封裝的可靠性，D組主要是晶圓的可靠性，G組是針對陶瓷封裝的要求測試，大部分車規(guī)芯片用的封裝形式塑封體，D組一般在晶圓廠有車規(guī)的產(chǎn)線，假如說有這方面的驗證可以直接用通用數(shù)據(jù)，實驗室大部分驗證的是ABCE。
可靠性通用要求，基本上汽車是要求零缺陷的，優(yōu)先要求很多器件使用的特殊要求，假如沒有的話，我們參考AEC-Q100的規(guī)范，假如說有采購合同對特殊器件指明性能、參數(shù)、功能指標(biāo)，就按照合同要求，一般會高于標(biāo)準(zhǔn)要求。
對取樣要求，AEC-Q100有老化測試，對于車企，不可能一直使用一款芯片，哪些地方改變了，要進(jìn)行實驗驗證它是否符合車規(guī)。因為每次車規(guī)可靠性，AEC-Q100的認(rèn)證周期是比較長的，整個過程分成兩個部分，第一個是前期的溝通測試，加上中間的檢查，可能要兩三個月。進(jìn)入到車規(guī)供應(yīng)鏈的同仁，考慮到測試周期問題，需要提前制作硬件。測試過程中，在研發(fā)過程中的計劃要寫好，既要考慮到成本，也要考慮時間周期。
在芯片壽命的實驗中，高溫是它加速老化的主要因素，根據(jù)老化模型，換算出這個測試是多少小時，它的定義怎么樣的，通過這些條件來評估器件的使用壽命。剪切力測試，不是每個器件都需要做，假如說是SOP的器件不需要做這個測試，這里面是考慮到各種封裝形式。
DPA是行業(yè)內(nèi)的芯片質(zhì)量管控，通過外觀檢測，在AEC-Q100里面也用到這些方法，看它的尺寸、外觀符合不符合；還要看它的結(jié)構(gòu)有沒有一致性；再看里面晶圓的尺寸、狀態(tài)。進(jìn)一步的DPA要看芯片制程，看它各個工藝制程是不是符合要求。
車規(guī)芯片測試系列有幾個門檻，第一個針對可靠性，我們要符合AEC-Q系列，針對體系要符合IFA16949，針對汽車功能安全要符合ISO。
到目前為止，SGS針對車規(guī)器件的測試，貫穿了整個芯片設(shè)計公司、封測廠，在可靠性測試上，SGS在深圳有四五千平米的實驗室，里面的專業(yè)設(shè)備是比較齊全的，在張江有一個化學(xué)實驗室，主要針對一些物料管控測試。
SGS進(jìn)入中國，是伴隨著中國改革開放，1991年進(jìn)入中國，首家拿到外資的第三方實驗室資質(zhì)。SGS產(chǎn)品比較廣，還做石油化工、軌道交通、檢驗驗貨等。在全球綜合排名第一，因為是綜合性的實驗室，全球員工有8.9萬名，有2600多個實驗室，涉及8-12個大的領(lǐng)域，幾乎是全產(chǎn)業(yè)鏈的覆蓋。
在芯片的設(shè)計、制造、封測到后端的應(yīng)用，SGS貫穿到整個服務(wù)，針對功能安全和網(wǎng)絡(luò)安全做無塵室的管控，針對封測廠主要是無塵室管控、可靠性、失效分析，還有模組測試等。
關(guān)于材料，SGS是德國的材料分析中心，在韓國收購了三星的可靠性實驗室。
針對半導(dǎo)體測試可以分成物理分析、材料分析，還有可靠性。在AEC-Q100中，主要分成環(huán)境加速應(yīng)力、壽命加速應(yīng)力。
SGS的報告是全球通用的，有專門的專家團隊，無論在哪個方面，我們SGS內(nèi)部可以協(xié)調(diào)去滿足客戶的要求。
感謝大家，謝謝。
（注：以上速記內(nèi)容未經(jīng)本人確認(rèn)）
