0 引言
汽车芯片是汽车电子系统的核心，在智能汽车产业快速崛起和飞速发展的当下，汽车芯片的需求也在急速上升。汽车的智能化、网联化对芯片的技术水平提出了更高的要求，更高的算力、更丰富的功能，这对国产汽车芯片行业既是挑战也是机遇。汽车芯片的可靠性测试是保证汽车芯片在复杂的汽车环境中正常工作的重要手段，也是汽车芯片的设计、生产和应用的必要环节。汽车芯片的可靠性测试涉及到多个方面，包括芯片的设计、制造、封装、测试、认证等，需要遵循一定的标准和规范，以确保芯片在汽车环境下的可靠性和稳定性。
1 汽车芯片产业背景
1.1 全球汽车芯片产业现状
根据美国半导体行业协会（SIA）的报告显示，2022年全球半导体市场总产值5740亿美元，其中汽车用半导体在全球半导体市场中的份额高达14%，是仅次于通讯领域（30%）和计算机（26%）的第三大应用场景（见图1）。2019年全球汽车芯片市场的销售规模达到410.13亿美元，到2022年，该市场扩大至651亿美元，成为半导体细分领域中增速最快的部分。就地区分布而言（见表1），2019年位列全球第一的是欧洲汽车芯片市场，其产值达到150.88亿美元，占全球汽车芯片总产值的36.79%。全球第二大汽车芯片市场是美国，其总产值达到133.87亿美元，占全球总量的32.64%。日本汽车芯片以106.77亿美元的总产值，占全球汽车芯片总产值的26.03%。相比之下，中国大陆2019年汽车芯片销售收入与欧美日相比存在巨大差距，仅约为10.06亿美元左右，占全球总产值不到3%。根据产品的功能类型来看，汽车芯片主要有计算与逻辑芯片、传感芯片、通信芯片、功率芯片和其他芯片等类型，其中，计算与逻辑芯片和功率芯片处于市场主导地位，占据了整个汽车芯片市场的55%以上。由于近年来汽车智能化、网联化以及新能源技术的快速进步，汽车产业中60%到70%的技术创新都受到了汽车电子技术的推动。以MCU（MicrocontrollerUnit，微控制单元）为例，传统汽车单辆平均使用大约70颗的MCU，而新能源汽车则需要使用超过300颗。这些MCU的应用领域涵盖了ADAS（驾驶辅助系统）、车身控制、底盘与安全、信息娱乐以及动力系统等各个方面，几乎无所不在。
1.2 汽车芯片技术要求
与其他类别芯片产品相比，由于汽车产品对安全性能的特殊要求，汽车芯片对工作温度范围、容错率、使用寿命的标准更高，这些芯片需要具备高性能、小型化和低能耗等特点，同时也必须符合高可靠性和长寿命的要求，仅次于军工级，见表2。
2 汽车芯片检测标准现状
2.1 概述
标准是检测行业所有工作的基础准则。汽车芯片产品从设计制造到实车匹配阶段通常需要符合多项标准认证。首先是北美汽车产业所推出的AEC-Q系列可靠性标准，针对汽车电子元件的可靠性和稳定性进行了严格规定。其次，供应商还需要符合ISO/TS16949规范，这是一项零缺陷（ZeroDefect）的供应链品质管理标准。ISO26262定义了适用于汽车电子和电气安全相关系统生命周期的汽车设备的功能安全性。这些标准的认证可以帮助供应商确保其产品符合汽车行业的严格要求，从而提高其在供应链中的竞争力。
2.2 AEC-Q系列标准
AEC系列标准是由美国汽车工程师协会（SAEInternational）制定的一系列与汽车电子设备和元件相关的国际标准。AEC代表了“AutomotiveElectronicsCouncil”，即汽车电子委员会。这些标准旨在确保在汽车电子领域使用的电子元件和设备的可靠性、耐用性和性能，以满足汽车行业的严格要求。它所涉及的内容非常广泛，从不同方面分别对汽车电子元件的技术性要求、应力测试规范等进行了详细的规定（见表3）。
AEC系列标准的制定有助于确保汽车电子元件在车辆的整个寿命周期内，从生产到使用，都能够满足高要求的性能和可靠性标准。通过遵循AEC系列标准，汽车制造商和供应商可以降低产品故障率，提高车辆质量，减少维修和召回的成本，并提供更安全、更可靠的驾驶体验。
AEC系列标准在汽车电子领域发挥着重要作用。通过明确的测试要求和严格的质量标准，这些标准确保了汽车电子部件的可靠性和稳定性。通过遵循AEC标准，汽车制造商和供应商能够提高产品质量，减少故障率，并确保汽车电子系统在各种复杂条件下的可靠运行。这些标准的实施为驾驶员和乘客提供了更安全、更可靠的出行环境，同时提升了整个汽车行业的可持续发展和竞争力。
2.3 ISO/TS16949质量体系要求
1994年起，作为汽车生产的两大基地之一，通用汽车、福特和克莱斯勒作为美国的三大汽车公司开始采用QS-9000作为其供应商统一的质量管理体系标准。与此同时，欧洲尤其是德国等生产基地，也相继发布了各自相应的质量管理体系标准，例如VDA6.1、AVSQ94和EAQF等。为避免供应商重复认证，统一国际汽车质量系统规范，全球主要汽车制造商和协会联合成立了国际汽车工作组，在ISO9001的基础上增加了汽车行业的技术要求，制定ISO/TS16949作为全球通用的汽车行业质量体系标准，以同时满足各国整车厂的要求。ISO/TS16949标准有着明确的限定范围，仅适用于汽车整车厂和其直接零部件制造商，并规定这些制造商必须直接参与汽车的生产制造，通过这些活动为产品增值，不具备生产制造功能的公司和厂家是无法获得认证的，例如芯片设计企业、相关公司总部和物流中心等支持性质的机构，以及在产业链中所涉及的设备和工具的厂家。
ISO/TS16949认证流程包括初次认证、年度监督检查和复评认证等阶段。对于获得认证注册的公司，ISO/TS16949要求提供至少连续12个月的生产和质量管理记录，这其中需要包含有完整的内部评审以及管理评审记录。对于没有12个月的记录的新设立的厂商，可以先进行符合质量系统规范要求的评审，由认证公司颁发“符合性证明”。在具备12个月记录后，可以进行认证审核注册。
2.4 ISO26262道路车辆功能安全
ISO26262是一项国际标准，名为《道路车辆功能安全》，主要关注装配在量产道路车辆上的电子电气系统的功能安全，是适用于大规模生产产品的功能安全标准。
ISO26262源自于电子、电气及可编程器件功能安全基本标准IEC61508，而IEC61508是国际电工委员会IEC指定的通用型标准，ISO26262则是在此基础上特定用于汽车行业中的零部件提出的功能安全要求，涉及的范围有电气器件、电子设备、可编程电子器件等，而机械、液压等非电子电气系统则不在该标准适用范围内。
ISO26262是一套复杂的认证体系，主要涵盖生产流程认证和产品功能认证两方面。其要求安全机制符合各级别的汽车安全完整性水平（ASIL）认证。ASIL等级的确定基于严重度（Severity，简称S）、暴露几率（Exposure，缩写为E）、可控度（Control，缩写为C）这三个影响因子。ISO26262定义了四种不同的ASIL等级：ASILA、ASILB、ASILC和ASILD，用于表示降低特定风险所需的程度。其中，ASILD代表产品的更高安全完整性，而ASILA则代表更低的安全完整性。如果识别出QM（非安全相关的质量管理）风险，则不需要对应的安全要求。针对特定风险评估的ASIL等级会指定相应的安全目标，根据这些安全目标产生的安全要求也必须根据相应的ASIL等级确定。
3 我国汽车芯片标准化进程
我国汽车芯片标准化工作尚未完备，目前正在积极筹划过程中。工业和信息化部科技司于2023年发布了《汽车芯片标准体系建设指南》，主要从建设指导思想、基本原则、建设目标、建设思路、标准体系的体系架构和体系内容，以及组织实施等方面对我国汽车芯片标准体系建设进行了指导和规划。
根据不同类别的汽车芯片所具有不同的性能要求、功能要求和试验方法，结合汽车芯片标准体系的技术结构框架，可以将汽车芯片标准体系分为四个大类：基础、通用要求、产品与技术应用以及匹配试验。进一步地，根据各类芯片产品标准在内容和技术要求上的差异性和共同性，可细分成17个子类，为标准体系的内容提供了完整性、合理的结构和清晰的界限（见图2）。
这一标准体系的建立将大力推动我国汽车芯片产业的技术发展和应用，创造适宜技术革新创新的优势环境，加强我国汽车芯片产业的技术水平，增强国产企业的国际竞争力，推动构建科学、高效和可持续发展的行业生态，推动整个行业向着更加可持续的发展方向迈进。
4 启示和建议
（1）新能源汽车和智能网联汽车在我国目前形势较好，想要抓住这个机遇夯实基础并拓宽市场不仅需要各大企业厂商的努力，更要从层面从上到下形成统一的产业发展战略方向和关键攻关目标，跨部门、跨地域进行沟通协作，积极统筹建设整合资源，尤其是结合当地的市场特点和资源优势制定有针对性的扶持政策，加大对重点项目、创新企业的扶持力度，建立起地方、行业和企业之间协同合作的创新机制，共同推进汽车芯片产业链的发展。
（2）整合行业的优势资源，展开核心技术的集中攻关。支持企业加大对关键技术的攻关力度，提高自主创新能力，推动车用半导体和元器件的技术进步和突破。同时，努力攻克汽车芯片设计、工艺封装、评测认证、集成应用、标准制定等关键核心共性技术，逐步解决芯片制造的困境。
（3）建立符合中国国情并与国际标准接轨的标准和行业标准体系，明确汽车芯片产品的认证评价标准和测试流程。建立研发与标准创新的同步机制，鼓励企业、机构以及行业进行研发与标准的同步示范评定与评级，促进科研、标准和产业的协作与共同发展。
（4）积极参与国际标准制定，跟踪行业国际动态。发挥政府导向作用，鼓励企业和机构积极参与特别关注贸易提案、TBT通报评议，形成工作机制，并将工作成果及时向企业通报，增强企业参与的积极性。
（5）建立面向汽车芯片产业的专业化人才培养体系，包括鼓励高校设立相关专业的本科和研究生教育课程，设置实践教学环节和实习岗位，提升学生的实际操作能力和行业适应能力。促进汽车芯片领域的科研院所与高等院校之间的合作交流，加强产学研用结合，鼓励科研成果转化为实际应用，为产业发展提供更多技术支持和人才储备。
（6）企业应持续增加对研发的投入，不断推动技术创新，提高产品科技含量和技术专利，提升产品的核心竞争力。加强对新一代材料、工艺以及设计等方面的研究，提升产品性能，降低功耗，提高集成度。此外，积极跟踪行业趋势和标准变化，以确保企业技术处于行业领先地位。
（7）检测机构应提升自身业务水平，重视对芯片汽车检测的产业布局，加强对新型芯片汽车检测技术的研究和开发，更新检测设备，积极争取国际上的检测认证资质，提升国内检测认证的国际影响力。同时，积极参与国际标准制定工作，确保国内的检测技术和标准与国际接轨，为国内外企业提供更具竞争力的服务。
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