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手机和汽车SoC芯片有什么区别?手机芯片能否直接用于汽车?

2021-08-20 汽车电子与软件 阅读:
随着车载信息娱乐系统功能的丰富,对车机芯片的要求越来越向手机靠拢,那么手机消费级芯片用到汽车上需要哪些技术改进?又或者能否直接用于汽车车机呢?

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芯片的典型分类

芯片按照典型应用场景,通常可以分为消费级、工业级、车规级和军工级四个等级,其要求依次为军工>车规>工业>消费。4hZednc

其中手机芯片属于消费级、汽车芯片属于车规级,手机芯片与汽车芯片的应用场景不同,设计侧的重点也不尽相同,汽车芯片要求要高于手机芯片。4hZednc

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手机芯片较汽车芯片迭代更快

手机的迭代周期通常为1年,使用寿命或更换手机的频率通常为1-3年左右,开发周期短,如小米手机的数字系列,是每年一款新手机的迭代速度,手机芯片也保持每年一升级,更关注性能、功耗和成本,小米11已经来了晓龙888。4hZednc

汽车的迭代速度可能各家有所不同,原则上也都是1年一小改,3年一大改,5年一换代,开发周期较长,通常24-36个月,研发成本较高,使用寿命在8-10年左右,因此汽车芯片的迭代周期也相对较长。4hZednc

  • 手机芯片类似于短跑运动员,追求短时间的爆发力,跑的更快。工艺制成和性能更先进,制造的门槛要求较高,像手机的骁龙888和麒麟9000已经来到了5nm工艺,迭代更新快。
  • 汽车芯片类似于长跑运动员,追求长时间的稳定性跑的更远。可靠性和安全上更苛刻,制造的一致性要求较高,需要过车规认证,验证周期长,通常制造工艺较手机芯片落后2-3年。

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随着汽车智能化的推进,自动驾驶和智能座舱等应用对芯片算力也有了一定要求,英伟达、高通、MTK等手机芯片玩家也开始进入车用市场。如智能座舱的主控方案的高通820A为14nm工艺,SA8155为7nm工艺,SA8195为5nm工艺。4hZednc

汽车芯片较手机芯片开发周期长,难度大,价格高。一颗汽车芯片从设计流片、车规认证、车型导入验证、到量产装车,通常需要3-5年的时间。4hZednc

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汽车芯片较手机芯片要求更高

汽车不同于消费级产品,会运行在户外、高温、高寒、潮湿等苛刻的环境,且设计寿命一般为 15 年或 20 万公里,迭代周期会远高于消费电子的2-3年,对环境、振动、冲击、可靠性和一致性要求也较高,因此相应成本也比消费级和工业级高。4hZednc

车企通常会要求供应商使用车规级元器件,以保证车载ECU产品的质量和可靠性,AEC-Q系列标准是行业公认的车规元器件认证标准。4hZednc

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手机芯片和汽车芯片设计异同

手机芯片和汽车芯片的设计流程类似,都包括设计制造封装测试三大环节,手机芯片在设计上较汽车芯片改善措施主要包括:单晶优选、筛选加严、增强封装设计、好的材料如金线等、管脚拉开、AECCQ车规认证等。4hZednc

如某车规芯片的生产制造工艺如下:4hZednc

  • 采用符合TS16949认证的TSMC车规级晶圆制造工艺产线
  • 车规级封装测试产线
  • 运用了QFN-48L(6X6mm)封装;
  • 采用车载电子终端普遍要求的管脚侧面上锡工艺(Wettable Flank),提升了产品SMT上板安全性及板级可靠性;
  • 完成封装成品的三温测试;
  • 在整个导入过程按APQP文件进行严格管控;
  • 使用了金线表面粗化处理框架高端塑封料等高可靠性材料
  • 选择Cmk合格的自动化设备专线管理
  • 针对管脚台阶处切割毛刺进行特别去毛刺处理等一系列措施,以满足汽车产品零缺陷的严苛品质要求

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手机芯片能否直接用于汽车?

随着车载信息娱乐系统功能的丰富,对车机芯片的要求越来越像手机靠拢,那么手机消费级芯片用到汽车上需要哪些技术改进?又或者能否直接用于汽车车机呢?4hZednc

1、芯片设计改进增加车规等级并认证4hZednc

高通车载方案就是把手机芯片通过筛选加严、封装加固、管脚拉开、AEC-Q100认证等方式增加车载规格,如820A/ SA6155/ SA8155/ SA8195都能找到消费级手机芯片的原型。4hZednc

2、模组过车规(AEC-Q104)4hZednc

手机芯片虽然非车规,通过把SOC、DDR、EMMC/ UFS等核心关键器件打包成模组,模组整体过AEC-Q104认证,也能实现曲线救国,满足车规要求,典型的亿咖通的E02,就是模组过AECQ104认证的策略。4hZednc

3、主机厂迫于成本压力让步接收4hZednc

随着汽车竞争的加剧,车企的成本压力越来越大,尤其是低端车型,又想要提高联网率,又想要高性能,又想要便宜,于是主机厂就瞄准了手机芯片,手机芯片较车机芯片最大的优势是自带Modem,能够省去TBOX成本。同时还便宜,因为手机的销量早已摊平芯片的研发成本。4hZednc

因此在激烈的车机市场竞争中,高通的低成本非车规系列和联发科的黄山系列就与车规方案形成了差异化定位,高通的QCM8953/QCM6125,联发科的MT8665/MT8666/MT8667非车规方案,主打中低端车机市场,提供低成本的座舱解决方案,南方某新能源大厂车型大部分车型采用高通低成本方案,长安和吉利大多数车型也在今年开始切MT8666方案。4hZednc

 
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  • 手机芯片是魂,汽车SOC芯片是身体
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