消費電子芯片和車規(guī)芯片的設計考慮重點有很大不同，導致工藝制程也有很大不同。
兩者的側(cè)重點有所不同

手機芯片：天下武功唯快不破
不管是手機，平板電腦，機頂盒還是智能穿戴設備消費電子芯片，在研發(fā)階段都會考慮性能，功耗和成本等三個方面維度。

智能機時代芯片性能強與弱成為了評價一個型號優(yōu)劣的重要標準，不管是開黑王者榮耀，還是吃雞和平精英都可以用更強的CPU芯片來帶來極致游戲感受。以高通驍龍865芯片為例，采用1*Cortex-A77（2.84GHz）+3*Cortex A77（2.42GHz ）+4*Cortex-A55（1.8GHz ）的架構(gòu)，NPU可以實現(xiàn)15萬億次/秒的運算能：ISP速度達到了20億像素/秒的處理速度，可以支持2億像素攝像頭。

一塊芯片上數(shù)十億個晶體管在高頻工作時，會產(chǎn)生大量的動態(tài)功耗、短路功耗和漏電功耗，如果不加以控制，不僅會出現(xiàn)計算錯誤的結(jié)果，甚至可以把電路中某些環(huán)節(jié)會融合到一起而使得芯片無法修復。所以消費電子除了追求性能外，還要兼顧功耗問題，不然很容易出現(xiàn)機身燙手、待機時間減少、使用體驗下降等問題。

隨著芯片性能的日益強悍，芯片價格不斷上漲，在手機總成本中占據(jù)了越來越大的份額。以高通驍龍865為例，成本在700元左右，占所搭載的機型成本比例分別為小米10pro占比14%、紅米K30pro占比23%、OPPO findX2pro占比10%、三星S2ultra占比為7%；麒麟990的成本約為500元，約占華為nova6售價的16%、P40售價的10%、P40 PRO售價的7%、P40 pro plus售價的5%；聯(lián)發(fā)科天璣1000的價格是280元，約占OPPO Reno3售價的9.8%；所以不管是從提升產(chǎn)品的競爭力或者是提升企業(yè)利潤的角度來看，對芯片成本進行控制是非常有必要的。


1.1 自動駕駛計算芯片簡介
汽車芯片因其交通工具的特殊性而十分注重可靠性，安全性及長效性！
為何首推可靠性？由于車規(guī)芯片的特點：

一、是車輛運行環(huán)境惡劣
發(fā)動機艙內(nèi)溫度區(qū)間為-40°C~150°C，所以車輛芯片要滿足這一較大溫度運行區(qū)間，消費芯片僅要滿足0°C~70°C的運行環(huán)境。加之車輛行進時會遇到較多振動與沖擊，且車內(nèi)環(huán)境濕度大，粉塵大，侵蝕大等問題遠超消費芯片所需。

二、汽車產(chǎn)品的設計壽命更長
手機的生命周期在3年，最多不超過5年，而汽車設計壽命普遍都在 15 年或 20 萬 公里左右，遠大于消費電子產(chǎn)品壽命要求。因此，汽車芯片的產(chǎn)品生命周期要求在15年以上，而供貨周期可能長達30年。
在這樣的情況下，如何保持芯片的一致性、可靠性，是車規(guī)芯片首先要考慮的問題。
并且，安全在汽車芯片中還顯得格外重要
汽車芯片的安全主要由功能安全與信息安全兩個方面組成。
手機芯片死掉可以停機重新啟動，但一旦汽車芯片宕機就有可能引發(fā)嚴重安全事故，這對于消費者而言根本無從談起。因此，在汽車芯片設計時，首先要將功能安全放在架構(gòu)設計之初就成為車規(guī)芯片中極為重要的組成部分，采用獨立的安全島的設計，在關鍵模塊、計算模塊、總線、內(nèi)存等等都有ECC、CRC的數(shù)據(jù)校驗，包括整個生產(chǎn)過程都采用車規(guī)芯片的工藝，以確保車規(guī)芯片的功能安全。
隨著車聯(lián)網(wǎng)技術的推廣，信息安全變得越來越重要，汽車作為實時在線設備，其與網(wǎng)絡的溝通包括與車內(nèi)車載網(wǎng)絡溝通，都要加密數(shù)據(jù)，不然就有可能被黑客入侵。因此有必要預先將高性能加密校驗模塊嵌入到芯片內(nèi)部。
針對功能安全，國際組織IEC發(fā)布了IEC 61508標準，并衍生出了一系列適用不同行業(yè)的功能安全標準，如下圖：


最后，汽車芯片設計還要考慮長效性
手機芯片的發(fā)展基本遵循摩爾定律，每年都會發(fā)布新一代芯片，每年都有新旗艦機的上市，基本上一款芯片能滿足兩三年內(nèi)的軟件系統(tǒng)性能需求即可。但汽車開發(fā)周期較長，新車型從研發(fā)到上市驗證需要至少兩年的時間，意味著汽車芯片設計必須具有前瞻性，能夠滿足顧客今后3~5年內(nèi)的一種前瞻性需求。此外，隨著當前汽車中軟件數(shù)量的不斷增加，從芯片開發(fā)角度看，不僅需要支持多個操作系統(tǒng)，而且還需要支持軟件中不斷迭代的要求。

所以車規(guī)級芯片表現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)化周期長、供應體系閾值高等特點。進入汽車電子主流供應鏈體系需滿足多項基本要求：滿足北美汽車產(chǎn)業(yè)所推出的AEC-Q100(IC)、101(功率器件)、200 (被動零件)可靠度標準；遵從汽車電子、軟件功能安全國際標準ISO 26262；符合ISO 21448預期功能安全，覆蓋基于非系統(tǒng)失效導致的安全隱患；符合ISO21434網(wǎng)絡安全要求，合理保證車輛及系統(tǒng)網(wǎng)絡安全；滿足零失效供應鏈品質(zhì)管理準則IATF 16949標準?；旧弦粋€芯片車規(guī)級認證一般需要3-5年的時間，這對于芯片廠商來說是巨大的技術成本，生產(chǎn)成本和時間成本考驗。Mobileye 用了整整8年才獲得第一張車企訂單，英偉達當前主力芯片Xavier的研發(fā)耗資達 20 億美元。


兩者使用的工藝制程不同

芯片制作時，減小芯片內(nèi)部電路間距離能將較少晶體管塞到較少芯片上，使其運算性能較強，同時也能帶來降低功耗。所以從早期微米到晚期納米芯片對制程工藝大小十分重視。然而制程不可能無限地收縮，電晶體收縮至約20納米時會遭遇量子物理上的困擾，晶體管漏電，抵消了收縮柵極長度所帶來的好處。為了解決這個問題，加州大學伯克利分校的胡正明教授發(fā)明了鰭式場效應晶體管（FinFET）大幅改善電路控制并減少漏電流。

目前，手機芯片工藝制程從較早的90納米，到后來的65納米、45納米、32納米、28納米、16納米、12納、7納米、5納米、一直發(fā)展到目前最新的3納米。手機芯片的制程尺寸正在向1納米進發(fā)。


傳統(tǒng)車用芯片的制備，因汽車自身空間大，集成度要求不如手機這種消費電子迫切。加之車用芯片以發(fā)電機，底盤，安全和車燈控制等為核心的低算力領域使得汽車芯片并沒有象消費電子芯片那樣狂熱地追逐高級制程工藝，而是傾向于優(yōu)先選擇成熟的制程工藝。不過隨著汽車智能化的發(fā)展，更高級別的自動駕駛對高算力的急迫需求，將推動著汽車算力平臺制程向5納米及以下延伸。

汽車芯片的門檻AEC-Q100認證
① AEC-Q認證是國際汽車電子領域的準入門檻
AEC即Automotive Electronics Council，是美國汽車電子委員會的簡稱。AEC由克萊斯勒，福特和通用汽車發(fā)起并創(chuàng)立于1994年，目前會員遍及全球各大汽車廠、汽車電子和半導體廠商，符合AEC規(guī)范的零部件均可被上述三家車廠同時采用，促進了零部件制造商交換其產(chǎn)品特性數(shù)據(jù)的意愿，并推動了汽車零件通用性的實施，為汽車零部件市場的快速成長打下基礎。AEC-Q為AEC組織所制訂的車用可靠性測試標準，是零件廠商進入汽車電子領域，打入一級車廠供應鏈的重要門票。
AEC-Q100是AEC的第一個標準，主要是針對車載應用的集成電路產(chǎn)品所設計出的一套應力測試標準，此規(guī)范對于提升產(chǎn)品信賴性品質(zhì)保證相當重要。AEC-Q100是預防可能發(fā)生各種狀況或潛在的故障狀態(tài)，對每一個芯片進行嚴格的質(zhì)量與可靠度確認，特別對產(chǎn)品功能與性能進行標準規(guī)范測試。

② 要求通過AEC-Q100標準的車用集成電路IC
單顆IC：控制類芯片、驅(qū)動類芯片、計算類芯片、存儲類芯片、傳感類芯片、通信類芯片、功率類芯片、電源類芯片、安全類芯片、模擬芯片等。

③ AEC-Q100：集成電路試驗方法零件工作溫度等級定義
?等級0：環(huán)境工作溫度范圍-40℃~150℃；
?等級1：環(huán)境工作溫度范圍-40℃~125℃；
?等級2：環(huán)境工作溫度范圍-40℃~105℃；
?等級3：環(huán)境工作溫度范圍-40℃~85℃。 

④AEC-Q100車用IC產(chǎn)品驗證流程

⑤ AEC-Q100測試項目分組
群組A--加速環(huán)境應力測試(PC、THB/HAST、AC or UHAST  or TH、TC、PTC、HTSL)共6項測試
群組B--加速生命周期模擬測試(HTOL、ELFR、EDR)--共3項測試
群組C--封裝組裝完整性測試(WBS、WBP、SD、PD、SBS、LI、BST)--共7項測試
群組D--芯片制造可靠性測試(EM、TDDB、HCI、BTI、SM)--共5項測試
群組E--電性驗證測試(TEST、HBM、CDM、LU、ED、FG、CHAR、EMC、SC、SER、LF)--共11項測試
群組F--缺陷篩選測試(PAT、SBA)--共2項測試
群組G--腔體封裝完整性測試(MS、VFV、CA、GFL、DROP、LT、DS、IWV)--共8項測試

⑥ 北測芯片測試能力及AEC-Q100技術要求

關于北測
北測集團（以下簡稱"NTEK"）成立于2009年，總部位于深圳，主要從事智能網(wǎng)聯(lián)汽車、電子通信、新能源的研發(fā)驗證、檢驗檢測、失效分析、仿真模擬和市場準入等質(zhì)量研究技術服務。
北測擁有豐富的車規(guī)級電子認證經(jīng)驗，已成功幫助100多家企業(yè)順利通過AEC-Q系列認證，通過AEC-Q100對每一個芯片個案進行嚴格的質(zhì)量與可靠度確認。
北測集團以車企車規(guī)芯片國產(chǎn)化需求為牽引，依托國產(chǎn)半導體產(chǎn)業(yè)基礎，提供完善的檢測認證服務，通過AEC-Q100車用標準嚴格把控汽車芯片安全質(zhì)量，助力國產(chǎn)車規(guī)級芯片大力發(fā)展，為打造智能汽車安全體系再添新動力。