2022汽车半导体生态峰会演讲实录|SGS朱炬：车规可靠性的认证及DPA分析

以“智链未来 本立而道生”为主题的“2022张江汽车半导体生态峰会暨全球汽车电子博览会”由《中国汽车报》社主办，张江高科、爱集微、浦东新区投资促进二中心承办，11月7日-8日在上海张江科学会堂隆重举行。

本届峰会邀请了以半导体为核心的全球智能网联汽车生态链企业高管、知名分析师与投资机构、中外行业大咖参加，瞄准新智能汽车与能源汽车技术前沿，就科创+产业+金融进行深度交流，为汽车半导体产业发展贡献智慧和力量。同时，通过趋势分享、前沿技术碰撞、投资逻辑解读以及全球汽车电子博览会，共同探讨全球巨变下的汽车半导体产业链发展，为业界充分展示汽车电子最新发展成果与趋势，打造国际化一流汽车半导体领域展示平台。

其中，在11月7日举办的“汽车电子部件及车规级芯片专场”，SGS通标标准技术服务有限公司SGS半导体可靠性实验室元器件产品经理朱炬做了题为《车规可靠性的认证及DPA分析》的精彩演讲，以下内容为现场演讲实录：

朱炬：各位来宾，下午好！很高兴在这里跟大家探讨车规级可靠性认证及DPA分析。

SGS通标标准技术服务有限公司 SGS半导体可靠性实验室元器件产品经理 朱炬

作为第三方检测机构，是为芯片研发公司提供如何从消费类跨入车规类的门槛，如何合规。我主要谈四个方面，前面主要是关行业技术的规范要求，后面是关于SGS的介绍。

首先，车规芯片为什么这几年认证比较热门，跟大环境有关系。目前在一些因素影响下，以前全靠进口的半导体器件目前开始国产化，国产化使用之前需要认证，这是2020年的状态，从市场需求来说，本身存在对可靠性要求高元器件进口量的增长，所以国产化也是一个趋势。国家有政策到2025年芯片自主率达到70%，如何把车规芯片流程化的用到我们车上，SGS要提供的是帮助大家来解决可靠性认证的要求。

车规跟消费类，还有工业级的区别有四个方面，第一，消费级芯片是3-5年的寿命，工业级是10年，车规级是15年，按照每天15%的使用时间。可靠性参考测试标准，目前针对车规级可靠性的认证标准主要是AEC-Q系列。还有温度，消费级是-20到70度，工业级是-40到85度，车规级是-40到150度。

器件有很多种，各个器件类型参考的标准是有差别的，AEC-Q100主要是针对集成电路可靠性认证，AEC-Q101主要是针对半导体可靠性认证，AEC-Q102是光电器件可靠性认证，AEC-Q103是失效机制的可靠性认证，AEC-Q200是被动元器件可靠性认证，AEC-Q104是多晶圆及模组体可靠性认证。

AEC-Q是北美测试标准，是通用、克莱斯勒、福特三家汽车主机厂对汽车器件验收的可靠性标准。国内之所以使用是因为它已经比较成熟，它里面几大条款，从体系角度、从功能安全，提出要符合生产质量体系。第一个是可靠性认证，第二个是生产企业车规体系的认证。AEC-Q从它的组成成员来说，技术成员主要是大的汽车厂，对芯片的参数要求非常熟悉，从可靠性角度来说，制订了对芯片验证的要求。

汽车供应链的电子部分已经分的很清楚了，首先是基础元器件，然后是PCB板，还有PCBA，以及整车，我们主要是做可靠性认证，PCB板，目前电动汽车的要求可靠性比较高。PCBA主要是在设计验证跟量产验证可靠性中的判断，做了大量工作。整车也有一些验证要求。

关于车规芯片，AEC-Q100关于等级标准有明显的定义，最高要求是0级，最低要求是3级。AEC-Q100整个测试流程，从A组的环境寿命、B组的运营寿命、C组是封装的可靠性，D组主要是晶圆的可靠性，G组是针对陶瓷封装的要求测试，大部分车规芯片用的封装形式塑封体，D组一般在晶圆厂有车规的产线，假如说有这方面的验证可以直接用通用数据，实验室大部分验证的是ABCE。

可靠性通用要求，基本上汽车是要求零缺陷的，优先要求很多器件使用的特殊要求，假如没有的话，我们参考AEC-Q100的规范，假如说有采购合同对特殊器件指明性能、参数、功能指标，就按照合同要求，一般会高于标准要求。

对取样要求，AEC-Q100有老化测试，对于车企，不可能一直使用一款芯片，哪些地方改变了，要进行实验验证它是否符合车规。因为每次车规可靠性，AEC-Q100的认证周期是比较长的，整个过程分成两个部分，第一个是前期的沟通测试，加上中间的检查，可能要两三个月。进入到车规供应链的同仁，考虑到测试周期问题，需要提前制作硬件。测试过程中，在研发过程中的计划要写好，既要考虑到成本，也要考虑时间周期。

在芯片寿命的实验中，高温是它加速老化的主要因素，根据老化模型，换算出这个测试是多少小时，它的定义怎么样的，通过这些条件来评估器件的使用寿命。剪切力测试，不是每个器件都需要做，假如说是SOP的器件不需要做这个测试，这里面是考虑到各种封装形式。

DPA是行业内的芯片质量管控，通过外观检测，在AEC-Q100里面也用到这些方法，看它的尺寸、外观符合不符合；还要看它的结构有没有一致性；再看里面晶圆的尺寸、状态。进一步的DPA要看芯片制程，看它各个工艺制程是不是符合要求。

车规芯片测试系列有几个门槛，第一个针对可靠性，我们要符合AEC-Q系列，针对体系要符合IFA16949，针对汽车功能安全要符合ISO。

到目前为止，SGS针对车规器件的测试，贯穿了整个芯片设计公司、封测厂，在可靠性测试上，SGS在深圳有四五千平米的实验室，里面的专业设备是比较齐全的，在张江有一个化学实验室，主要针对一些物料管控测试。

SGS进入中国，是伴随着中国改革开放，1991年进入中国，首家拿到外资的第三方实验室资质。SGS产品比较广，还做石油化工、轨道交通、检验验货等。在全球综合排名第一，因为是综合性的实验室，全球员工有8.9万名，有2600多个实验室，涉及8-12个大的领域，几乎是全产业链的覆盖。

在芯片的设计、制造、封测到后端的应用，SGS贯穿到整个服务，针对功能安全和网络安全做无尘室的管控，针对封测厂主要是无尘室管控、可靠性、失效分析，还有模组测试等。

关于材料，SGS是德国的材料分析中心，在韩国收购了三星的可靠性实验室。

针对半导体测试可以分成物理分析、材料分析，还有可靠性。在AEC-Q100中，主要分成环境加速应力、寿命加速应力。

SGS的报告是全球通用的，有专门的专家团队，无论在哪个方面，我们SGS内部可以协调去满足客户的要求。

感谢大家，谢谢。

（注：以上速记内容未经本人确认）