隨著汽車電子功能的不斷與日俱增， 以上篇汽車電子芯片的革命與創新-系列一中提到的條件來做為車規級芯片與其他芯片的區別已明顯不夠。因此奎芯科技在這篇文章中將著重介紹更多車規級芯片所特別需要的車規認證，以及如何在專屬認證規范內提升車規級芯片的質量及可靠性。

汽車電子考量

汽車電子在設計和生產上與傳統的消費型電子有明顯的不同。這些不同催生了汽車電子專屬的認證規范。這些認證規范可分成三大類：質量規范、可靠性規范與功能安全規范。

第一類：質量規范

ISO9001

最廣泛運用的質量規范為ISO9001。ISO9001的目標為確保企業能達到穩定績效，為客戶提供可靠的產品質量與服務。為了便于衡量以及持續進行優化，ISO9001適用于各產業類別的質量規范。針對汽車電子，大多數要求依據ISO9001延伸到汽車產業所需的IATF16949標準。

IATF16949

對于汽車制造商而言，通常會需要遵守各國對于汽車制造商所訂定的法規。舉例來說，德國的汽車制造商必須符合VDA （Verband der Automobilindustrie），美國的汽車制造商必須符合AIAG （Automotive Industry Action Group），意大利的汽車制造商必須符合AVSQ （Associazione nazionale dei Valutatori di Sistemi Qualità），而法國的汽車制造商則必須符合FIEV （Fédération des Industries des Equipements pour Véhicules）等。換言之，若德國有一款汽車要在德國與法國同時進行制造，則這款車輛需要通過德國的規范（VDA）與法國的規范（FIEV）。以汽車工業會在各國設置工廠的角度來看，若不產生兼容各國規范的準則，將導致巨大的合規成本。IATF16949則是在上述考量下產生的結果。

IATF16949為國際汽車工作小組IATF （International Automotive Task Force）與ISO組織的技術委員會（Technical Committee）所共同提出。IATF1694延續了ISO9001的精神，在汽車供應鏈及組裝過程中，以預防缺陷、減少產品間的變異性及組件浪費為重點目標。如圖一所示，ITAF16949分成10個章節。

圖一、Clauses of ITAF 16949:2016

（資料來源： IATF-16949-2016）

在ITAF16949中，對于質量把關方法特別提出說明，分述如下：

1. APQP：先期產品質 （Product quality plan）是指規劃出可以支持產品或服務開發的產品質量計劃，確保產品或服務可使客戶滿意，也就是開發產品的流程。

2. PPAP：生產產品認可程序（Production part approval process）是指產品質量的保證程序，確保實際生產的產品會經過量測，且完成規劃測試表單中的各式各樣測試項目。

3. FMEA：失效模式與影響分析（Failure mode and effects analysis）是一種對系統范圍內所可能存在的失效模式（failure mode）進行分析，并對這些失效模式進行嚴重程度的評估并確定所造成的影響。這種方法廣泛用于各類開發或生產流程中。

4. MSA：量測系統分析（Measurement systems analysis）是為了找出確保用來進行分析制造產品的流程時，其資料的完整性取得方法的可信賴性。如：量測的精度、準度、可重復性、穩定度。

5. SPC：統計過程控制（Statistical process control）是指通過統計的方法來達到質量管控的方法。

在奎芯科技所開發的IP核中，通過對這5大工具的反復利用，來確保IP核的質量達到汽車電子的需求。

圖二、ITAF16949中的5大質量管理工具

第二類：可靠性規范

關于汽車電子相關產品的可靠性，最常使用的規范是由汽車電子協會AEC（Automotive Electronics Council）所制定的一系列規范。汽車電子協會由Chrysler，Ford和GM在1990年代為了汽車中通用的零件質量認證或管理所設立的。汽車電子協會由兩個委員會所組成，分別為：質量維護委員會（Quality Systems Committee）與技術零件委員會（Component Technical Committee）。時至今日，汽車電子協會的會員幾乎包含了整個汽車產業界的所有相關企業。

針對車用IC而言，可靠性的考量主要采用汽車電子協會中技術零件委員會所制定的AEC-Q系列規范則列如下：

AEC-Q100：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Integrated Circuits，這是針對集成電路（IC）在車用上應用的規范。

AEC-Q101：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Discrete Semiconductors，這是針對離散半導體元件在車用上應用的規范，如功率晶體管（Power Transistor） 。

AEC-Q102：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification for Discrete Optoelectronic Semiconductors in Automotive Applications，這是針對離散光電元件在車用上應用的規范，如LED。

AEC-Q103：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification for Sensors in Automotive Applications，這是針對傳感器在車用上應用的規范。

AEC-Q104：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Multichip Modules（MCM） In Automotive Applications，這是針對MCM多芯片模組在車用上應用的規范。

AEC-Q200：Stress Test Qualification For Passive Components，這是針對被動元件在車用上應用的規范，舉凡電阻、電容都在此列。

奎芯科技團隊提供的IP核，適用于AEC-Q100或AEC-Q104。無論適用哪種規范，在IP核的設計上都需要針對規范，加入不同于消費型集成電路（IC）的獨特設計，這正是奎芯車用IP核跟一般依照傳統思維所開發IP核的最大不同點。

圖三、用于可靠性把關的AEC-Q系列規范

（資料來源： AEC）

總結

面對汽車電子各類特別的需求與規范，從設計初期的規劃到IP核的產出，都需要導入ITAF16949的質量把關并充分應用5大核心工具（APQP，FMEA，MSA，SPC，PPAP），同時需要在IP核設計和強化中加入AEC-Q系列規范對于汽車電子元件，集成電路或MCM模組的可靠性的考量。而這些是奎芯團隊所掌握的技術核心。在車用電子設計中，除了生產制造流程通過ITAF16949考量，可靠性通過AEC-Q系列規范把關以外，奎芯科技還提供了優秀的解決方案來面對日益充滿挑戰的車規芯片認證規范。