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缺芯危机下:云途半导体首款国产车规级MCU面世!

来源:云途半导体

#云途半导体#

06-16 10:14

近日,经云途半导体确认,该公司第一颗车规级MCU已经过测试,功能符合设计要求,性能达到预期标准。公司核心团队拥有近20年车规芯片开发,曾成功开发过多颗车规级MCU并实现量产。 

此次面世的车规MCU属于YT32B1L系列,是云途针对车身控制领域推出的入门级32位产品,最高主频达48MHz,内嵌128KB Flash和16KB RAM,内嵌CAN-FD,LIN等丰富接口,按照车规可靠性要求AEC-Q100设计,,主要应用传感器控制、车身电机、胎压监测、座椅、电动尾门、天窗、灯光控制以及内饰灯控制等应用。可完全替代国际大厂该系列产品。

YTM32L系列将提供符合车规要求的SDK包,以及多种参考设计,客户只需专注于应用层的开发,最大程度上减少客户平台移植的成本和风险。

汽车“缺芯”有多严重!

由于“缺芯”,今年第一季度,全球100万辆汽车推迟交付,2021年全球汽车产业的销售额将整整减少600亿美元。不少车企被迫停产,而“缺芯”的影响还在不断扩大。多数车企因“缺芯”停产、减产。

毫无疑问,汽车正成为当下的科技行业焦点,华为、小米入局,特斯拉陷入舆论的旋涡,这些都让智能汽车受到广泛关注。而另一方面,从去年开始,MCU严重缺货,几乎全球所有的车企都受到影响,丰田、福特、大众接二连三的停工。

由于芯片产能的紧缺,导致价格在不断上涨,意法半导体已经在半年内两次全面调涨价格,除了意法半导体之外,NXP、瑞萨、Microchip等都宣布调整产品价格。

芯片已经成为横亘在汽车产业链面前的一座大山,而MCU细分领域中的车规级MCU则是国产半导体产业链面前的一座大山。

车规级MCU开发有多难!

从应用领域来看,MCU可以分为消费级、工业级、车规级和军工级四个大类,技术难度与要求是依次增加的。拿车规级MCU与消费级MCU比较,车规级MCU对产品的可靠性、一致性、稳定性与工作温度范围都有着近乎严苛的要求:

环境要求 首先是温度:汽车电子对元件的工作温度要求比较宽,根据不同的安装位置等有 不同的需求,但一般都要高于民用产品的要求,比如发动机舱:-40℃-150℃; 车身控制:-40℃-125℃;而消费类产品只需要达到:0℃-70℃。 其它环境要求 湿度,发霉,粉尘,水,EMC 以及有害气体侵蚀等等都远超消费电子产品要求。

运行稳定要求 汽车在行进过程中会遭遇更多的振动和冲击。这种要求会比摆放在家里使用 的产品要高很多。此外,汽车对器件的抗干扰性能要求极高,包括抗 静电, EFT 群脉冲,RS 传导辐射等,MCU 在这些干扰下需要做到不损坏、不死机、不复位。

可靠性要求 这里的可靠性主要包含两个方面: 首先是使用寿命要可靠:一般的汽车设计寿命都在 15 年 20年左右,远大 于消费电子产品寿命要求。其次是汽车系统组成的部件要可靠:目前车上的电子 化程度已经非常高了,从动力总成到制动系统,都装配了大量的电子装置,每个 装置里面又由很多的电子元件组成。如果就简单的把它们看成串联关系,那么要 保证整车达到相当的可靠性,对系统组成的每一个部分要求是非常高的。

一致性要求 现在的汽车已经进入到了一个大规模生产的阶段的,一款车 1 年可以生产数十万辆,所以这对产品质量的一致性要求就非常高了对于组成复杂的汽车产品来说,一致性差的元件导致整车出现安全隐患是肯定不能接受的。

产品生命周期要求 虽然近些年,汽车产品不断的降价,但汽车作为一个耐用的大件商品,产品使用周期要达到 15 年以上,最为汽车零部件供应商,必须要保持相当长的时间的售后配件的供应能力。同时开发一个汽车零件需要投入大量的验证工作,更换元件带来的验证工作也是巨大的,所以整车制造企业和零部件供应商也需要维持较长时间的稳定供货。

AEC-Q100 只是车规芯片的门槛

对汽车车载电子零部件测试标准以AEC-Q100-(001~012),AEC-Q101,AEC-Q200为最常见。其中AEC-Q100是AEC的第一个标准,于1994年6月首次发表,现经过了十多年的发展,AEC-Q100已经成为汽车电子系统的通用标准。对于车用芯片来说AEC-Q100也是最常见的应力测试(Stress Test)认证规范。

AEC-Q100对IC的可靠性测试可细分为加速环境应力可靠性、加速寿命模拟可靠性、封装可靠性、晶圆制程可靠性、电学参数验证、缺陷筛查、包装完整性试验,且需要根据器件所能承受的温度等级选择测试条件。

AEC-Q100是所有车规MCU都需要过的测试标准,是车规MCU的门槛,但车规MCU不仅仅是AEC-Q100,随着汽车智能化程度越来越高,电控系统越来越复杂,使用到的芯片也越来越多,如果避免因电气、电子系统故障而导致的不合理风险,车规MCU的功能安全问题应运而生。

功能安全(ISO26262)才是核心

ISO 26262是汽车的电气/电子相关的功能安全标准,该标准制定于2011年11月,并且在2018年又发布了第二版,追加了半导体指南内容。

该标准的对象涵盖从车辆的构思到系统、ECU(电子控制单元)、嵌入式软件、元器件开发及相关的生产、维护、报废等整个车辆开发生命周期。

ISO 26262认证分为开发流程的标准和产品性能标准。开发流程标准是以之前IATF 16949为基础,引入像账票类、可追溯类的管理这些内容。产品性能标准就是符合ASIL所要求的安全等级,追加自诊断等功能。

由此可见,ISO 26262是汽车电子元器件稳定性优劣的评判依据之一,通过等级要求代表其产品引入有效的改善办法,确保可容忍范围的安全。

 

获得ISO 26262认证有两种方式,通过第三方认证机构获得认证或自我认证。第三方认证机构通常为TV Rheinland、TV SUD、SGS TV等为代表。他们对于半导体企业是否已确立了符合ISO 26262标准的流程进行审查和认证。通过第三方认证机构的审查后,企业可取得认证,推进符合功能安全的车载产品的开发。目前,云途已启动功能安全流程认证,今年将推出符合ISO26262 ASIL-B等级的车规MCU。

结语:

在汽车向智能化演进过程中,车规级MCU出货量持续上升。IC Insights预测,车规级MCU市场将在2020年接近460亿元,占MCU整体市场的40%,2025年将达700亿元,单位出货量将以11.1%复合增长率增长。

但从全球产业链上来看,MCU市场完全被国外大厂主导,国内厂商起步晚,市场占有率接近于零,中美贸易冲突的爆发,使得车规MCU被卡脖子的现象越来越严重,尤其是近期车规MCU缺芯的行业困境持续加重,使得国产替代的趋势已成为业内共识。

随着云途首个车规MCU芯片YTM32B1L系列的推出,以及预计今年8月份推出的符合ISO26262 ASIL-B等级的YTM32B1M高端车规MCU系列,云途陆续量产的产品将在两年内将覆盖整个车身控制应用领域。未来,云途半导体将以车身MCU为基础,拓展域控制器、车载网关、智能座舱等领域产品,以开放共赢的商业模式携手客户与合作伙伴加速车规芯片产品的量产落地,为供应链安全保驾护航。

云途半导体介绍:

苏州云途半导体有限公司(简称云途)是一家专注于汽车级芯片的无晶圆厂半导体和集成电路设计公司,致力于提供全面的汽车级芯片组解决方案,为全球智能化出行技术的创新提供保障。

云途成立于的2020年7月,总部位于苏州,在上海、深圳等地设有研发中心和办事处。经过努力,云途已经建立了自己的集成电路设计和验证平台,制定了开发流程和规范,并成功开发出多款具有自主知识产权的芯片,申请多项相关专利。云途还与生态系统中的领导者们建立了战略伙伴关系,特别是在可靠的供应链中进行晶圆制造、封装和测试。

云途的使命是为客户提供最优质的解决方案和服务,并对客户做出及时的回应。云途以客户为中心,致力于为客户创造更多价值。

责编: 爱集微

爱集微

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邮箱:jiwei@lunion.com.cn

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