如何确保车规级芯片全生命周期的安全

为保障质量、安全性和可靠性，汽车行业始终如一地贯彻着严苛的标准。然而，这种对汽车安全性和可靠性的坚定追求，也催生了对预测性维护的迫切需要，即在芯片生命周期管理（SLM）中，使用先进的监测和分析技术来预测和预防半导体组件的故障。

预测性维护对于汽车行业至关重要。首先，预测性维护能及时发现和解决潜在问题，防止问题恶化，避免停机造成的巨大损失，并优化维护预算，从而降低整体成本。

其次，通过持续监测关键组件和系统，不仅可以提升车辆的可靠性，及早发现故障或性能下降，预防意外故障，还能提高车辆的安全性。这种持续的监测还帮助及时响应维护需求，最大程度减少意外故障，从而提升客户满意度。此外，预测性维护还能优化维护计划，实现更高效的资源分配，减少停机时间，同时根据实际情况更换组件，延长组件的使用寿命，减少不必要的更换。

最后，预测性维护所产生的数据能为制造商提供宝贵的见解，帮助他们识别常见问题，改进设计，强化制造流程，提高产品质量。总体来看，预测性维护不仅能降低成本，还能提高汽车的可靠性和安全性，增加客户满意度，并推动数据驱动的设计改进。

▲ 图1预测性维护：ISO 26262:5现在已成为必要标准

浴盆曲线是可靠性工程的一个概念，可用于分析汽车组件的老化和劣化情况。它包括三个阶段：早期失效阶段、中间寿命阶段和耗损失效阶段。早期失效阶段包含由于设计或制造问题导致的失效，可通过测试和质量控制加以解决。一般中间寿命阶段的故障率较低且较稳定，而耗损失效阶段由于磨损、疲劳和劣化，故障率会越来越高。维护、检查和主动更换老化组件有助于控制耗损失效阶段的失效现象。了解浴盆曲线有助于优化汽车的可靠性和使用寿命。

▲ 图2上图：传统浴盆曲线；下图：实际观察到的曲线

本文将重点讨论持续监测关键组件和系统的重要性，强调芯片嵌入式监测IP的必要性。这不仅包含测量工艺、温度、电压等环境风险，还包含使用结构化监测来测量裕度，如路径裕度监测或信号完整性监测。这是在芯片生命周期管理（SLM）中进行预测性维护或主动维护的关键步骤。

ISO 26262是一项专门针对汽车行业功能安全的国际标准，主要侧重于电气和电子组件，为开发安全关键型汽车系统提供了指南和要求。ISO 26262的重要性体现在几个关键方面：

安全保障：

ISO 26262提倡在整个汽车开发过程中采用系统化方法来保障安全。该标准建立了一个框架，用于识别、分析和降低与车辆潜在危害相关的风险。遵循ISO 26262标准，汽车制造商和供应商可以确保从设计和开发的早期阶段就集成安全措施，让行驶在道路上的汽车汽车更加安全。

遵守法律和监管要求：

汽车制造商必须遵守各种与安全相关的法律和监管要求。ISO 26262提供了一套广获认可并行之有效的准则，帮助企业顺应相关的法规要求。遵守这一标准不仅能彰显企业对安全的不懈追求，并有助于通过监管机构所要求的认证和批准流程。

降低风险和减轻责任：

车辆的功能安全故障可能会造成严重后果，包括事故、人身伤害和死亡。ISO 26262标准旨在通过系统化方法来识别危害、评估风险和缓解风险，从而更大限度地降低功能安全故障的风险。此外，遵循此标准还有助于汽车厂商通过开展尽职调查来确保产品安全，从而减轻潜在的责任风险。

行业协调与合作：

ISO 26262为汽车行业各利益相关者之间的交流和合作提供了通用的语言和框架，促进了汽车制造商、供应商和监管机构之间就安全相关信息和知识展开交流。在行业内应用一致的标准，可促进提高互操作性、协调性和透明度，改善安全措施和共享最佳实践。

客户信心和市场竞争力：

遵守ISO 26262标准有助于增强客户对汽车产品的信心。消费者越来越重视安全问题，符合ISO 26262要求的车辆可以给消费者树立更安全、更可靠的品牌形象。此外，遵守ISO 26262标准更可为汽车厂商赢得竞争优势，凸显其对于卓越质量、安全及持续改进的坚定承诺。

考虑到国际ISO26262管理机构提出的具体要求，新思科技遵循以下封装要求。

▲ 图3新思科技汽车IP封装产品

目前，新思科技为台积公司7nm和5nm节点提供的所有汽车监测IP均符合车规级标准，达到或超过了汽车电子委员会（AEC）规定的要求。有关测试方法和条件的详细信息，请参阅文件AEC-Q100《组件应力测试认证》。

▲ 图4新思科技AG要求：降低风险并加快汽车SoC认证

综上所述，相关认证可保障汽车行业的功能安全表现，有助于促进采用系统化方法管控风险，遵守法规要求，推动行业利益相关者开展合作。通过遵循ISO 26262标准，汽车厂商可以提高产品安全性、减轻责任风险，并赢得客户对产品的信任。