車規級半導體
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
車規級半導體的實例教程
作為七家重點連線分會場之一，臨港新片區聞泰科技12英寸車規級半導體晶圓制造中心項目正式開工。
該項目由上海鼎泰匠芯科技有限公司投資，其控股股東聞天下投資有限公司也是A股上市公司聞泰科技的控股股東。據聞泰科技公告顯示，為避免投資風險，最大限度保護公司及全體股東特別是中小股東利益，經過審慎判斷，同意12 英寸晶圓制造項目由控股股東拉薩聞天下進行先行投資建設。拉薩聞天下作出避免同業競爭、以及滿足相關條件后建成2年內轉讓給聞泰科技的承諾。
該項目總投資120億元，預計年產晶圓片40萬片，經封裝、測試后的功率器件產品，可廣泛應用于汽車電子、計算和通信設備等領域，達產產值33億元/年。
隨著電動汽車在全球的快速普及，汽車半導體正進入快速發展軌道，預計到2022年汽車半導體市場規模有望達到651億美元，占全球半導體市場的12%，成為全球半導體細分領域中增速最快的市場。預計到2026年，電動汽車的市場占有率預計將會超過傳統汽車，而中國將成為全球最大的電動汽車生產國和消費國。
聞天下、聞泰科技、鼎泰匠芯董事長張學政表示，汽車半導體特別是中國汽車市場的巨大需求，拉動了我們的投資，讓我們決定在上海臨港新片區建設12英寸車規級功率半導體晶圓制造中心。臨港新片區已經是中國重要的電動汽車產業基地，聞泰科技12英寸車規級功率半導體晶圓制造中心項目，對臨港新片區建設世界級的電動汽車全產業鏈具有重要意義。
展開 （1）行業概況
1）產品概述
良好的熱管理對于功率模塊穩定性和可靠性尤為重要，相較于其他應用領域，新能源汽車電機控制器用功率半導體模塊面臨著更為復雜的使用環境和特殊的應用工況：一是車載工況功率等級高、循環波動極其復雜，功率模塊溫度快速變化，經常處于“極熱”或“極冷”狀態，消費級半導體溫度可承受區間一般為-20℃—70℃，而車規級半導體一般要求溫度可承受區間達到-40℃—125℃。
此外，在對抗濕度、粉塵、鹽堿自然環境、有害氣體侵蝕等方面，車規級半導體也有更高要求；二是汽車行駛過程中會存在振動與顛簸，功率模塊長期處于高震動的工作環境，要求功率模塊各組成部分具有足夠的機械強度，能夠在強震動環境下正常運行；三是必須確保超長使用壽命和零容錯率，整車設計壽命通常在 15 年及以上，遠高于消費電子產品的壽命需求，在失效率方面，整車廠對車規級半導體的要求通常是零失效；四是裝配體積、重量和制造成本有嚴格限制。
新能源汽車電機控制器復雜嚴苛的使用工況對功率模塊散熱基板的性能和可靠性提出了很大的挑戰，散熱基板需在熱傳導性能、熱膨脹系數、硬度、耐用性、體積、成本等諸多方面滿足車規級使用場景的需求。
發行人所產銅針式散熱基板，即用于配套電機控制器用功率模塊。散熱基板作為電控功率模塊的重要組成部件與核心散熱功能結構，通過改善功率模塊散熱性能，進而提升電機控制器功率密度，最終達到優化電驅動系統性能的效果。
2）散熱方式與結構
從實踐看，目前常見的功率模塊熱管理方式主要有空冷散熱和液冷散熱。
展開 昨夜晚間，比亞迪發表公告表示，同意分拆公司所屬子公司比亞迪半導體股份有限公司至創
業板上市。
公告進一步指出，比亞迪半導體主營業務為功率半導體、智能控制 IC、智能傳感器及光電半導體的研發、生產及銷售，主要產品涵蓋 IGBT、SiC MOSFET、MCU、電池保護 IC、AC-DC IC、CMOS 圖像傳感器、嵌入式指紋識別、電磁及壓力傳感器、LED 光源、LED 照明、LED 顯示等。
在汽車領域，依托在車規級半導體研發應用的深厚積累，比亞迪半導體在行業快速發展的背景下能夠持續為客戶提供領先的車規級半導體整體解決方案，率先制造并批量生產了 IGBT、SiC MOSFET、IPM、MCU、CMOS 圖像傳感器、電磁及壓力傳感器、LED 光源、車載 LED 顯示等多種車規級半導體產品，應用于新能源汽車電機驅動控制系統、整車熱管理系統、電源管理系統、車身控制系統、車載影像系統、汽車照明系統等核心領域，致力于打破國產車規級半導體的下游應用瓶頸，助力我國車規級半導體產業的自主安全可控和全面快速發展。
在工業、消費電子和家電領域，比亞迪半導體已成功量產 IGBT、IPM、MCU、CMOS 圖像傳感器、嵌入式指紋識別、電流傳感器、電池保護 IC、AC-DC IC、LED 光源、LED 照明、LED 顯示等產品，掌握先進的設計技術，產品持續創新升級，在全球范圍內積累了豐富的終端并建立了長期穩定的合作關系，與下游優質客戶共同成長。
他們表示，通過分拆比亞迪半導體上市，將有利于比亞迪上市公司突出主業，增強獨立性。
至于比亞迪半導體方面，據公告，本次分拆上市后，比亞迪半導體將繼續從事功率半導體、智能控制 IC、智 能傳感器及光電半導體的研發、生產及銷售。
展開 車規認證之AEC-Q100
汽車電子委員會(AEC- Automotive Electronics Council)由克萊斯勒(Chrysler) 、福特(Ford) 和通用汽車公司(General Motors)成立，旨在制定電氣元件的通用質量標準。第一版AEC標準是1994年推出的，100針對集成電路，101針對分離元件，102針對光電元件，104針對MCM模塊，200針對被動元件。
AEC-Q100 關鍵測試類別包括：
1） AcceleratedEnvironment Stress （加速環境壓力）
2） Accelerate LifetimeSimulation （加速壽命仿真）
3） Packaging/Assembly （封裝/組裝）
4） Die Fabrication （芯片制程）
5） ElectricalVerification （電氣驗證）
6） Defect Screening （不良品篩選）
7） Cavity PackageIntegrity （腔體封裝完整性）
華碧實驗室是國內領先的集檢測、鑒定、認證和研發為一體的第三方檢測與分析的新型綜合實驗室，擁有豐富的車規級電子認證經驗，已成功幫助300多家企業順利通過AEC-Q系列認證，通過AEC-Q100對每一個芯片個案進行嚴格的質量與可靠度確認。
展開 圖4 新能源汽車整車控制器示意圖
第二部分：相關政策利好集成電路和車規級MCU行業
2020年10月，國務院常務會議通過的《新能源汽車產業發展規劃（2020-2035）》提到，以市場主導、創新驅動、協調推進、開放發展為基本原則，力爭經過15年持續努力，使我國新能源汽車核心技術達到國際領先水平，我國進入世界汽車強國行列。汽車電子作為新能源汽車的核心零部件，將成為半導體行業中極具發展活力與潛力的市場方向，強大的政策支持和產業的打通融合將推動車規級MCU的成長、發展和廣泛應用。
表1 相關政策大力支持MCU、智能汽車 、新能源汽車及集成電路產業發展
國產替代需求推動突破車規級MCU瓶頸
從目前國內汽車的保有量來看，車規級MCU的需求將提升。同時，隨著汽車智能化程度的提高，車規級MCU的需求也將進一步擴大，車規級MCU的數量和價值有望得到大幅提升，其中32位MCU用量的提升速度將會更快。但是，國內MCU廠商在車規級MCU領域所占據的市場份額仍較小，考慮到中國半導體進口受限的現狀，國產替代的需求日益增加。
表2 車規級MCU的技術標準遠高于消費電子類芯片
目前，車規級MCU的瓶頸較為明顯。一般而言，汽車電子產品的技術標準比商業級和工業級更加苛刻，對工作溫度、交付良率、工作壽命等方面的要求僅次于軍工級。例如，車規級MCU需要符合零失效的ISO-16949質量標準、AEC-Q100可靠性標準、ISO26262功能安全保證級別標準等，使用周期15到20年，技術難度遠遠大于消費電子類芯片。
另外，生態系統建設較為復雜，車規級標準包含了從芯片設計、流片工藝、封裝測試到產品測試全產業鏈的要求，只有具備豐富芯片設計經驗、全面產品質量管控、充足人力物力的公司，才有可能研發出滿足汽車正常運行需求的MCU芯片。
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車規級半導體的最新內容
當智能汽車進入精細化競爭時代，車載中控屏的品質短板愈發凸顯，而測試體系的缺位，正是制約行業高質量發展的核心瓶頸。作為連接人、車、路、云的核心交互載體，中控屏的可靠性、安全性直接關系駕乘體驗與行車安全，但當前部分車企“重迭代、輕驗證”，導致黑屏、誤觸、電磁干擾等問題頻發，行業品質困局亟待破解——北京沃華慧通測控技術有限公司，正以專業車規級測試能力，為行業提供破局解法。
行業數據顯示，車載中控屏相關投訴占智能汽車投訴總量的
昂瑞微電子旗下OM6651A——第二顆車規級低功耗藍牙芯片，成功通過涵蓋機械應力、溫濕度循環等7大類共41項極限測試，斬獲賽寶實驗室頒發的AEC Q-100 Grade1認證（-40~125℃）。這顆采用3x2.7x0.5mm極薄LGA封裝的芯片，以超低功耗與越級穩定性突破國產車規級芯片性能邊界，確保在極寒、高溫等極端工況下依然穩定運行，重新定義車載無線連接的技術標桿。
OM6651A 是一款功率優化的片上系統
隨著電動汽車技術的不斷進步，對車輛功率和電壓的要求也越來越高。高壓線束作為電動汽車的核心部件之一，承載著高電壓和高電流的重任，其性能和質量直接關系到電動汽車的安全和可靠性。
一、高壓線束的發熱與散熱問題
在電動汽車中，高壓線束內部有高壓、高電流的電能通過，很容易產生熱量，導致線束溫升。溫升過高影響汽車的使用安全，因此，高壓線束的散熱問題必須引起足夠的重視。
為有效降低線束的溫升
此外，在對抗濕度、粉塵、鹽堿自然環境、有害氣體侵蝕等方面，車規級半導體也有更高要求；二是汽車行駛過程中會存在振動與顛簸，功率模塊長期處于高震動的工作環境，要求功率模塊各組成部分具有足夠的機械強度，能夠在強震動環境下正常運行；三是必須確保超長使用壽命和零容錯率，整車設計壽命通常在 15 年及以上，遠高于消費電子產品的壽命需求，在失效率方面，整車廠對車規級半導體的要求通常是零失效；四是裝配體積、重量和制造成本有嚴格限制
伴隨著汽車電動化和智能化，再加上這些年特斯拉，比亞迪等造車新勢力和國內造車新勢力強勢興起，自動駕駛技術也得到了蓬勃發展，與此同時，伴隨著國產化替代，“車規級”這一名詞逐漸進入人們視野。
但“車規級”的含義究竟是什么呢？為什么要有“車規級”呢？有關的許多問題你一定很無知，本文作者在個人了解AEC標準基礎上，并結合近期查閱到的許多有關材料，作些剖析，可謂拋磚引玉。
本書將從“車規級”激光雷達入手
SoC，系統級芯片，汽車系統級SoC主要面向兩個領域，一是駕駛艙，二是智能駕駛，兩者的界限現在越來越模糊。隨著汽車電子架構的演進，新出現了網關SoC，典型的代表是NXP的S32G274A。通常網關SoC不需要太強算力，不過S32G274A有4個Cortex-A53內核，達到低端座艙的水準。
Orin是一個典型的智能駕駛SoC，包含存儲管理、外圍、CPU、GPU和加速器
近日，經緯恒潤AUTOSAR基礎軟件產品INTEWORK-EAS-CP成功適配國芯科技的CCFC2012BC產品家族。同時，經緯恒潤完成了對國芯科技的MCAL軟件適配和工程集成，為國芯科技提供了全套AUTOSAR解決方案。
基于國芯科技CCFC2012BC完成AUTOSAR適配
通過本次合作，國芯科技的芯片產品將以功能更加完善、性能更加量化、服務更加完整的狀態面向車內不同應用場景
汽車新“四化”對車規級電子元器件產生了爆發式的需求，同時對其質量和可靠性也有更高的要求；但是由于市場上國產器件沒有足夠的驗證數據，難以確認其可靠性，導致國產器件的采用仍然相對保守。
AEC-Q作為國際通用的車規級電子元器件測試規范，成為車用元器件質量與可靠性的標志，電子元器件AEC-Q認證測試，對提升產品競爭力，并快速進入供應鏈具有重要作用。
華碧實驗室是國內領先的集檢測、鑒定、認證和研發為一體的第三方檢測與分析的新型綜合實驗室
華碧實驗室是國內領 先的集檢測、鑒定、認證和研發為一體的第三方檢測與分析的新型綜合實驗室，擁有完整的車規級功率半導體認證的能力，目前已成功協助300多家電子元器件企業制定相對應的AECQ驗證步驟與實驗方法，并順利通過AEC-Q系列認證。
近日，經緯恒潤AUTOSAR基礎軟件產品INTEWORK-EAS-CP成功適配智芯半導體的Z20K14x產品家族。同時，經緯恒潤完成了對智芯半導體Z20K14X 產品MCAL軟件適配和工程集成，為智芯半導體提供了全套AUTOSAR解決方案。
左圖：經緯恒潤AUTOSAR EAS CP軟件工程配置頁面
右圖：智芯半導體Z20K14x產品板
