汽车芯片的可靠性由谁来保障？

根据Gartner的分析数据，2018年单辆汽车中的半导体价值约为400美元，预计到2024年无人驾驶汽车普及时，单车半导体的价值将超过1000美元。在这种需求的推动下，汽车半导体俨然成为了各大厂商布局未来的重点领域之一。

然而，汽车芯片短缺笼罩了2021年全年，许多知名汽车品牌由于芯片缺货而宣布停产。有人认为，供不应求的市场局势，不仅为传统汽车芯片厂商带来了新一轮的增长，也同样为其他厂商进入汽车芯片市场提供机会，因此，也有不少厂商开始布局汽车芯片领域。

但相较于其他行业，汽车芯片市场的门槛较高，并不是一个容易突破的领域，摆在他们面前的第一个门槛便是汽车芯片的可靠性。而这，又要靠什么来保障？

汽车芯片走向市场往往要通过多项标准的认证，包括业界常用的芯片车规认证标准有功能安全标准ISO 26262:2018、质量管理体系认证IATF16949、可靠性标准AEC-Q系列等。

其中，AEC-Q系列是由美国汽车电子协会AEC所制定的规范，主要是针对车载应用的集成电路产品所设计出的一套应力测试标准，此规范对于提升产品信赖性品质保证相当重要。自1996年至今AEC已陆续制定AEC-Q100(集成电路)系列与AEC-Q200(被动零件)系列等各项验证标准并获全球多数汽车电子厂商认可，目前国内外汽车电子业者多以AEC标准加上车厂自建规格作为验证基准，原则上符合AEC可靠度标准要求的电子组件即被认为是符合车用电子高可靠度组件并适用于严苛的汽车环境。

环境可靠性检测是汽车芯片迈向市场的关键一步。那么什么是环境可靠性？从概念上看，环境可靠性是指产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。产品在设计、应用过程中，不断经受自身及外界气候环境及机械环境的影响，而仍需要能够正常工作，这就需要以试验设备对其进行验证。

对于汽车芯片来说，不同的测试环境条件将会对产品产生不同的影响以及产生不同的故障，比如：高温测试条件下产品的器件发生以下影响老化、气化、龟裂、软化、溶融、膨胀蒸发等，对应的汽车将会出现电路系统绝缘不良、机械的故障、机械的应力增加。低温测试条件下产品的器件发生以下影响脆化、结冰、收缩凝固，机械强度降低等，对应的汽车将会出现电路系统绝缘不良、龟裂机械故障、密封故障等。因此，汽车不同部位的环境可靠性要求不同，所以对于不同用途、不同安装部位的汽车电子产品，其环境可靠性测试条件也不尽相同。

而要通过这些测试，则意味着一款车规级芯片往往需要经过2-3年严苛的评价测试才能进入产业。

环境可靠性需要相关的设备为其做支撑。根据相关报道显示，环境可靠性检测包括力学环境试验、气候环境试验和综合环境试验。

具体来看，力学环境试验主要包括机械振动、机械冲击、跌落、碰撞、稳态加速度试验等，气候环境试验主要包括温度试验、温湿度试验、气压试验、水试验、盐雾试验、砂尘试验、气体腐蚀试验等，综合环境试验主要包括温度气压综合试验、温度振动综合试验、温度湿度振动综合试验、温度气压湿度综合试验等。

而对汽车芯片进行环境可靠性检测，即是要保证当环境变化时PCB功能保持不变。这其中所涉及的设备包括热循环测试（TCT）、热冲击试验、温湿度偏差（THB）测试等。

从市场大环境上看，20世纪50年代，汽车制造中所采用的电子产品还不到制造总成本的1％。如今，电子产品的成本已经可以达到总成本的35％，并且预计到2030年将增加到50％。随着电子产品在汽车中的应用越来越多，也就意味着汽车环境可靠性检测设备市场将迎来新的发展机遇。

对于国内市场来说，汽车芯片市场的爆发，也同样为环境可靠性设备厂商带来了机会。根据中国证券报的报道显示，国际上整车厂商和汽车电子厂商都建立了非常稳定的合作格局，国产汽车芯片想要打入整车客户供应体系非常不易。另一方面，从当前的现状上看，国产汽车芯片大部分企业还处在第一轮和第二轮研发过程中，芯片可靠性设计能力还有待提高。

国内环境可靠性检测厂商是汽车芯片可靠性提升的一份助力。成立于2005年的海拓仪器，就是国内致力于可靠性环境设备的制造商之一。

根据海拓仪器的官网介绍，针对汽车领域的环境可靠性测试，公司已经推出了超快速冷热冲击试验机/热流仪、步入式大型环境试验室、恒温恒湿试验箱、高低温循环试验箱、精密高温试验箱、多槽冷热冲击试验箱、快速温变试验箱ESS、低气压高空试验箱以及综合环境试验箱/三综合等设备。

值得注意的是，海拓仪器所推出的恒温恒湿试验箱，该设备采用了智能型自动转换膨胀系统，可根据负载自动调节冷媒流量+智能电热功能率数据值匹配升降温（负载），自动模拟输出功率数据输出值。据介绍，采用了这种节能设计方法，使得公司的设备比节能效果达到30%以上，每台每年长期使作可节省数万元的电费。极大的提升了生产企业的经济效益与节能减排的社会效益。

另外，海拓仪器所推出的超快速冷热冲击试验机/热流仪可产生（-70℃-150℃）压缩空气从气嘴中喷射出来，仅需要数秒便可创再出一个温度试验所必需的环境，广泛用于气车芯片ATE、FT测试，与此前的发放相比，可大大缩短测试时间。