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为什么造一颗车规级芯片这么难？
发布时间：
2023-04-12
作者：
恩纳基智能科技
什么是 Automotive Grade（也就是我们常说的车规级）？
什么是 Automotive Grade（也就是我们常说的车规级）？就是始终如一的可靠性。
车规芯片 VS 消费电子芯片
消费电子芯片和车规芯片的设计考虑重点有很大不同，导致工艺制程也有很大不同。
01 手机芯片：天下武功唯快不破
不管是手机，平板电脑，机顶盒还是智能穿戴设备消费电子芯片，在研发阶段都会考虑性能，功耗和成本等三个方面维度。
智能机时代芯片性能强与弱成为了评价一个型号优劣的重要标准，以高通骁龙 865 芯片为例，采用 1*Cortex-A77（2.84GHz）+3*Cortex A77（2.42GHz ）+4*Cortex-A55（1.8GHz ）的架构，NPU 可以实现 15 万亿次/秒的运算能：ISP速度达到了 20 亿像素/秒的处理速度，可以支持2亿像素摄像头。
一块芯片上数十亿个晶体管在高频工作时，会产生大量的动态功耗、短路功耗和漏电功耗，如果不加以控制，不仅会出现计算错误的结果，甚至可以把电路中某些环节会融合到一起而使得芯片无法修复。所以消费电子除了追求性能外，还要兼顾功耗问题，不然很容易出现机身烫手、待机时间减少、使用体验下降等问题。
汽车芯片因其交通工具的特殊性而十分注重可靠性，安全性及长效性。为何首推可靠性？由于车规芯片的特点：
1、车辆运行环境恶劣
2、汽车产品的设计寿命更长
手机的生命周期在 3 年，最多不超过 5 年，而汽车设计寿命普遍都在 15 年或 20 万 公里左右，远大于消费电子产品寿命要求。因此，汽车芯片的产品生命周期要求在 15 年以上，而供货周期可能长达 30 年。
在这样的情况下，如何保持芯片的一致性、可靠性，是车规芯片首先要考虑的问题。
3、安全在汽车芯片中格外重要
汽车芯片的安全主要由功能安全与信息安全两个方面组成。
手机芯片死掉可以停机重新启动，但一旦汽车芯片宕机就有可能引发严重安全事故，这对于消费者而言根本无从谈起。因此，在汽车芯片设计时，首先要将功能安全放在架构设计之初就成为车规芯片中极为重要的组成部分，采用独立的安全岛的设计，在关键模块、计算模块、总线、内存等等都有 ECC、CRC 的数据校验，包括整个生产过程都采用车规芯片的工艺，以确保车规芯片的功能安全。
4、汽车芯片设计还要考虑长效性
手机芯片的发展基本遵循摩尔定律，每年都会发布新一代芯片，每年都有新旗舰机的上市，基本上一款芯片能满足两三年内的软件系统性能需求即可。但汽车开发周期较长，新车型从研发到上市验证需要至少两年的时间，意味着汽车芯片设计必须具有前瞻性，能够满足顾客今后 3 ~ 5 年内的一种前瞻性需求。
此外，随着当前汽车中软件数量的不断增加，从芯片开发角度看，不仅需要支持多个操作系统，而且还需要支持软件中不断迭代的要求。
所以车规级芯片表现出产业化周期长、供应体系阈值高等特点。基本上一个芯片车规级认证一般需要 3 - 5 年的时间，这对于芯片厂商来说是巨大的技术成本，生产成本和时间成本考验。Mobileye 用了整整 8 年才获得第一张车企订单，英伟达当前主力芯片 Xavier 的研发耗资达 20 亿美元。
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