車規級芯片技術

當前，以智能化、電動化為重要特徵的“新四化”趨勢給全球汽車產業帶來了重大的變革，也使各類汽車芯片的需求量有不同程度的提高。芯片行業是支撐經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性和先導性產業，我國是車規級芯片需求**的市場，但絕大多數芯片需要依賴進口。車規級芯片對產品的可靠性、一致性、安全性、穩定性和長效性要求較高，隨之帶來行業的資金壁壘、技術壁壘、人才壁壘進一步提高，是我國“十四五”期間的重要發展方向和關註焦點之一。 本書是國內迄今為止相當全面、系統介紹車規級芯片產業發展、相關標準及設計技術的圖書，也是首本從汽車行業和芯片行業兩個視角對車規級芯片進行介紹的圖書。本書首先從汽車電子的角度出發，介紹汽車電子與芯片、汽車電子可靠性要求、車規級芯片標準等； 然後聚焦於車規級芯片設計，內容涵蓋芯片設計基礎、車規級芯片功能安全設計、芯片可靠性問題、車規級芯片可靠性設計、車規級芯片工藝與製造、車規級芯片的可靠性生產管理、車規級芯片與系統測試認證等。 本書可作為高等學校集成電路、電子工程、汽車電子、電力電子等相關專業的研究生教材，也可作為汽車芯片相關領域工程技術人員的參考書。

目錄

第1章車規級芯片產業介紹

1．1芯片概述

1．1．1芯片的定義和分類

1．1．2芯片技術的發展歷程

1．1．3芯片產業的發展現狀

1．1．4芯片產業的發展趨勢

1．2車規級芯片概述

1．2．1車規級芯片的發展歷程

1．2．2車規級芯片的高標準和高門檻

1．2．3車規級芯片的分類和應用

1．3車規級芯片產業的發展狀況

1．3．1車規級芯片產業的發展現狀

1．3．2車規級芯片產業鏈介紹

1．3．3車規級芯片產業發展趨勢

參考文獻

第2章汽車電子與芯片

2．1汽車電子電氣系統概述

2．1．1汽車電子技術發展概況

2．1．2汽車電子電氣系統的組成

2．1．3汽車電子電氣架構概述

2．2汽車電子分類的介紹

2．2．1汽車電子的類別

2．2．2汽車電子的功能介紹

2．3車載電子與芯片的分類

2．3．1車載電子與芯片概述

2．3．2按汽車應用場景分類

2．3．3按使用功能分類

參考文獻

第3章汽車電子可靠性要求

3．1汽車可靠性要求

3．1．1汽車可靠性的定義

3．1．2汽車可靠性的評價指標

3．1．3汽車可靠性的測試場所

3．1．4汽車可靠性的測試方法

3．1．5汽車可靠性的常用測試標準

3．1．6汽車電子電氣的可靠性管理工作

3．2汽車電子的可靠性要求

3．2．1汽車電子進行環境可靠性測試的重要意義

3．2．2汽車電子的使用環境

3．2．3汽車電子可靠性的常用測試標準

3．2．4汽車電子環境測試項目

3．2．5發展動態

參考文獻

  車規級芯片技術

目錄 

第4章車規級芯片標準介紹

4．1車規級芯片標準綜述

4．1．1國內外汽車芯片相關標準的發展分析

4．1．2汽車芯片在標準及測試認證方面面臨的形勢

4．2美國車規級芯片標準

4．2．1AECQ標準概述

4．2．2AECQ100標準

4．2．3AECQ101標準

4．2．4AECQ102標準

4．2．5AECQ103標準

4．2．6AECQ104標準

4．3歐洲車規級芯片標準——AQG 324

4．4中國車規級芯片試驗標準

4．4．1中國車規級芯片試驗標準的現狀

4．4．2中國車規級芯片試驗標準的思考

參考文獻

第5章芯片設計基礎

5．1芯片功能與組成

5．1．1計算與控制處理器

5．1．2半導體存儲器

5．1．3半導體傳感器

5．1．4數據轉換器

5．1．5電源管理芯片

5．1．6功率半導體器件

5．1．7射頻前端芯片

5．2芯片設計方法

5．2．1SoC設計方法

5．2．2半導體存儲器設計

5．2．3半導體傳感器的設計

5．2．4混合信號電路設計

5．2．5電源管理芯片的設計

5．2．6功率半導體器件的設計

5．3電子設計自動化(EDA)工具

5．3．1數字電路

5．3．2模擬電路

5．3．3半導體器件

參考文獻

第6章車規級芯片功能安全設計

6．1車輛功能安全

6．1．1各主要國家的功能安全標準

6．1．2安全管理生命周期

6．1．3ASIL

6．1．4功能安全要求

6．1．5功能安全性和可靠性的區別與聯系

6．2車規級芯片功能的安全分析

6．2．1芯片級功能安全分析方法

6．2．2數字芯片和存儲器的功能安全

6．2．3模擬和混合芯片的功能安全

6．2．4可編程邏輯元素的功能安全

6．2．5傳感器和換能器元素的功能安全

6．3車規級芯片功能安全設計

6．3．1功能安全設計案例

6．3．2基於軟件的安全機制——STL

6．4車規級芯片軟件安全設計

6．4．1軟件安全設計的簡介

6．4．2AUTOSAR簡介

6．4．3軟件體系結構功能安全設計

6．4．4軟件功能安全測試

6．4．5符合功能安全標準的軟件開發流程

參考文獻

第7章芯片可靠性問題

7．1芯片可靠性問題簡介

7．1．1可靠性問題的分類

7．1．2可靠性的經驗、統計和物理模型

7．1．3加速老化實驗與可靠性模型

7．2缺陷的特徵

7．2．1晶體里的缺陷

7．2．2無定形態固體里的缺陷

7．2．3邊界的缺陷

7．3晶圓級可靠性問題

7．3．1負偏置溫度不穩定性理論

7．3．2柵極電介質擊穿

7．3．3熱載流子註入退化

7．3．4電遷移

7．4封裝端的可靠性問題

7．4．1芯片焊接的可靠性

7．4．2引線鍵合的可靠性

7．4．3熱應力引起的可靠性問題

7．4．4濕氣引起的可靠性問題

參考文獻

第8章車規級芯片可靠性設計

8．1設計、佈局、製造和可靠性之間的交互

8．1．1顆粒污染造成的缺陷

8．1．2光刻

8．1．3化學機械拋光

8．1．4STI應力和阱鄰近效應

8．1．5晶體管老化

8．1．6外在可靠性故障

8．2針對高良率和可靠性設計準則

8．2．1利於光刻的版圖設計

8．2．2模擬區域的設計和版圖

8．3晶圓製造前道工序的版圖設計指南

8．3．1擴散區域版圖設計指南

8．3．2多晶硅版圖設計指南 

8．3．3擴散區接觸孔的版圖設計指南 

8．3．4多晶硅接觸孔版圖設計指南

8．4晶圓製造後道工序的詳細版圖設計指南

8．4．1金屬連線版圖設計

8．4．2通孔版圖設計

8．4．3填充密度和冗餘填充結構

參考文獻

第9章車規級芯片工藝與製造

9．1芯片製造

9．1．1CMOS芯片的製造工藝

9．1．2功率半導體芯片的製造工藝

9．1．3MEMS傳感器芯片製造工藝

9．2芯片封裝

9．2．1CMOS封裝

9．2．2功率半導體封裝

9．2．3傳感器芯片封裝

參考文獻

第10章車規級芯片的可靠性生產管理

10．1基本介紹

10．2質量管控工具

10．2．1產品質量先期策劃

10．2．2失效模式和效果分析

10．2．3測量系統分析

10．2．4統計過程控制

10．2．5生產批準程序

10．3車規生產特殊管控內容

10．3．1更嚴苛的監控

10．3．2優選或指定設備

10．3．3生產中的異常批次管理 

10．3．4安全量產投放

10．3．5客戶投訴處理 

10．3．6質量體系和流程審核

參考文獻

第11章車規級芯片與系統測試認證

11．1車規級芯片測試認證

11．1．1車規級芯片測試認證概述

11．1．2車規級芯片測試認證方法

11．2汽車電子模組測試認證

11．2．1汽車電子模組測試認證概述

11．2．2汽車電子模組測試方法

11．2．3整車測試流程

參考文獻

附錄縮寫詞