車載毫米波雷達(dá)對(duì)高質(zhì)量集成電路的要求

隨著新一代乘用車越來(lái)越依靠毫米波雷達(dá)技術(shù)來(lái)提高駕駛員和乘客的安全，留給這些先進(jìn)安全系統(tǒng)的誤差容限變得越來(lái)越小。然而，作為主動(dòng)安全系統(tǒng)核心的毫米波雷達(dá)微控制器(MCU)，所服務(wù)的子系統(tǒng)和應(yīng)用卻日益復(fù)雜，而且經(jīng)常要在惡劣的環(huán)境條件下工作，這進(jìn)一步將毫米波雷達(dá)電子器件的誤差容限壓縮至極限。

比如說(shuō)，在炎熱的夏天，汽車怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，負(fù)責(zé)控制自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)系統(tǒng)的雷達(dá)MCU溫度會(huì)逐漸升高——當(dāng)這輛汽車加速時(shí)，板上冷卻結(jié)構(gòu)件會(huì)散熱，同時(shí)AEB功能不能出現(xiàn)任何延遲。該系統(tǒng)必須立即運(yùn)行起來(lái)，對(duì)不斷變化和充滿挑戰(zhàn)的行車條件做出實(shí)時(shí)響應(yīng)。即使撇開(kāi)反應(yīng)滯后或系統(tǒng)故障帶來(lái)的安全隱患不談，雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，至少也需要進(jìn)行繁重的車輛維修，從而對(duì)客戶滿意度造成負(fù)面影響。

為避免發(fā)生這類問(wèn)題，MCU本身、MCU制造工藝和包含MCU的目標(biāo)子系統(tǒng)必須具備盡可能高的質(zhì)量。接下來(lái)，本文將闡述影響毫米波雷達(dá)MCU質(zhì)量的幾個(gè)因素，以及恩智浦等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)采用的改進(jìn)機(jī)會(huì)。

了解客戶用例

作為主動(dòng)安全系統(tǒng)的“大腦”，毫米波雷達(dá)MCU需要在任何情況下都能始終如一地提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在電子元器件層面，恩智浦已經(jīng)展示了，間歇性系統(tǒng)故障是如何在MCU內(nèi)部被有效緩和的：冗余的內(nèi)核與內(nèi)存存儲(chǔ)庫(kù)可以確保最大程度的數(shù)據(jù)完整性。一個(gè)內(nèi)核上執(zhí)行的計(jì)算會(huì)由其他內(nèi)核加以驗(yàn)證，決策樹(shù)會(huì)做出相應(yīng)的仲裁。MCU所在的子系統(tǒng)中通常會(huì)構(gòu)建類似的冗余機(jī)制，從而幫助在多個(gè)層上識(shí)別并消除錯(cuò)誤，以防錯(cuò)誤傳播到其他車載系統(tǒng)。

取得這一成果的關(guān)鍵要素在于，我們要非常深入細(xì)致地了解客戶用例，推斷并重建客戶測(cè)試用例和軟件功能的參數(shù)，最終對(duì)MCU進(jìn)行驗(yàn)證，確保能夠在這些精準(zhǔn)用例中發(fā)揮作用。對(duì)客戶用例了解得越多，我們?cè)侥苡行У貥?gòu)建驗(yàn)證和測(cè)試套件，從而在各種工況下充分測(cè)試我們的系統(tǒng)?？蛻舻膯?dòng)順序是什么？各個(gè)內(nèi)核的利用率有多少？它們運(yùn)行哪些指令？對(duì)這些問(wèn)題的理解有助于充分測(cè)試MCU、分析結(jié)果數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)反饋到自己的開(kāi)發(fā)工作流程，確保下一代產(chǎn)品不斷升級(jí)。

供應(yīng)商管理和協(xié)作質(zhì)量改進(jìn)

在管理芯片制造合作伙伴，保障和提高M(jìn)CU質(zhì)量方面，恩智浦堅(jiān)信這樣一條原則：“信任是必須的，但驗(yàn)證也是必要的?！倍髦瞧肿陨砭邆湄S富的晶圓廠運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，能夠篩選出具備最嚴(yán)格流程紀(jì)律水平的供應(yīng)商。多年以來(lái)的技術(shù)沉淀也讓我們具備引導(dǎo)供應(yīng)商完成任何必要流程改進(jìn)的能力。

這要求供應(yīng)商從高級(jí)管理層到工程部門保持緊密的協(xié)作和溝通，同時(shí)能夠理解恩智浦將深入?yún)⑴c到測(cè)試、驗(yàn)證和技術(shù)表征階段，有需要時(shí)我們將隨時(shí)介入。早在啟動(dòng)生產(chǎn)流程之前，我們就會(huì)在目標(biāo)晶圓廠生產(chǎn)線上測(cè)試產(chǎn)品，界定差異性，根據(jù)需要定制工藝，并努力做好必要的工作，以實(shí)現(xiàn)出色的工藝一致性，從而最大程度減少影響MCU質(zhì)量的因素。

溝通與透明

當(dāng)供應(yīng)商出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，需要全面而透明地盡快得到解決時(shí)，恩智浦自身的制造專業(yè)知識(shí)也會(huì)派上用場(chǎng)。我們與供應(yīng)商保持密切合作，快速采取行動(dòng)，問(wèn)題一經(jīng)發(fā)生便立刻識(shí)別，迅速加以控制并進(jìn)行必要的根本原因分析。當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，恩智浦擁有完善的處理流程：關(guān)閉對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)線，盡可能地將問(wèn)題限制在最小的材料子集內(nèi)。

同樣重要的是，恩智浦會(huì)及時(shí)主動(dòng)地將這些制造問(wèn)題告知客戶。當(dāng)檢測(cè)到質(zhì)量缺陷時(shí)，我們不考慮“可接受的閾值”，不接受產(chǎn)品可以發(fā)生幾次故障這樣的慣例，而是直接亮起紅燈。我們這樣做的目的是盡早溝通和修復(fù)問(wèn)題，以避免受影響的器件影響到最終客戶。在這方面，我們借助了一個(gè)非常詳細(xì)全面的溯源系統(tǒng)，讓我們能夠跟蹤每個(gè)MCU從生產(chǎn)到交付的整個(gè)過(guò)程。

持續(xù)改進(jìn)質(zhì)量

質(zhì)量性能通常以百萬(wàn)分率(PPM)指標(biāo)來(lái)衡量，即一百萬(wàn)器件中的缺陷器件數(shù)量，這是業(yè)界的共識(shí)。當(dāng)然，最終目標(biāo)是將百萬(wàn)缺陷率降至零，但大批量生產(chǎn)難以做到一點(diǎn)。

恩智浦在所有內(nèi)部和外部工廠都推行持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)文化。這體現(xiàn)了我們希望滿足并超越客戶質(zhì)量預(yù)期的決心，正如我們常說(shuō)的，卓越的品質(zhì)是一段征程，而不是終點(diǎn)。在這段征程中，我們可以自豪地說(shuō)，自2013年開(kāi)始ADAS大規(guī)模生產(chǎn)以來(lái)，我們的PPM指標(biāo)已經(jīng)優(yōu)化了60%以上，這便是恩智浦不斷追求的進(jìn)步。

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