相比消费 / 工业级 MCU,车规级 MCU 优势体现在哪些方面?
车规级 MCU 相比消费级和工业级产品,在温度范围、稳定性、生产良率、生命周期以及认证流程等方面存在明显差距。
温度范围:车规级 MCU 需要宽工作温度范围。MCU 需要在 -40℃~125℃范围内各个模块均可以正常工作,例如内置的 EEPROM 可以在高温下保证足够高的擦写寿命;MCU 内有着大量的模拟器件,需要保证这些器件在全温范围内的一致性,包括 ADC、时钟、内部参考电压、运放比较器失调电压等。
稳定性:器件的抗干扰性能要求极高,包括抗 ESD 静电,EFT 群脉冲,RS 传导辐射等,MCU 在这些干扰下能够做到不损坏、不死机、不复位。
生产良率&生命周期:车规级 MCU 产品的批量一致性。如何把产品的不良率做到 1PPM,甚至更低。这对芯片公司的设计和品控都是一个非常大的挑战,设计时需要考虑如何降低功能和性能上的理论偏差,品控时测试要周密全面。产品使用周期要达到 15-20 年,技术难度远大于消费电子类芯片。
认证流程:汽车芯片落地之所以耗时较长,究其原因在于认证流程。芯片进入汽车领域,必须通过两个认证:第一个是由北美汽车产业所推出的 AEC-Q100(IC)、101(离散元件)、200(被动零件)可靠标准;第二个是要符合零失效的供应链品质管理标准 ISO/TS 16949 规范中的 ASIL 安全等级。ASIL 安全等级规范了汽车电子中具体器件的安全设计要求,根据不同的控制场景,需要满足不同的等级规范,以提高器件的容错率和故障诊断覆盖率。每一环节都需要反复测试验证,即使发现一颗产品有问题,也必须从头到尾盘查,找到根本原因并采取有效方案。
与国外同类别车载 MCU 对比,有哪些创新和亮点?
国内 MCU 行业整体起步较晚、技术较薄弱,在品牌、产品稳定性、供货能力以及产业链协同等方面存在不足。但本土车规级 MCU 产品在追赶和模仿中也逐渐表现出新的亮点。
口说无凭,我们来与国际大厂同类别 MCU 来进行一下比较:
Kinetis® EA 系列 32 位 Arm® Cortex®MCU(图源:恩智浦官网)
恩智浦 KEA 系列 32 位 MCU 是 Arm 生态合作体系的入门级产品,低功耗 Arm Cortex-M0+内核和 8–128 KB 的嵌入式闪存;具备出色的 EMC/ESD 兼容性,能够适应高温环境,并且辐射排放较低;提供可扩展、稳定可靠的高性能解决方案,适用于质量要求和长期供货保证要求都很高的汽车和工业应用。