當前，汽車行業采用電子技術的勢頭正方興未艾。許多關于集成電路(IC)產業未來發展前景的分析報告與預測都指出，汽車行業的IC用量增速將超過其它相關應用領域。其中，IC Insights發表的一份報告顯示，通信與汽車將是2011-2016年增長最強勁的兩個IC應用市場，預計至2016年，汽車IC市場的規模將達到280億美元，比2011年增長53%。另外，2012年，歐洲是汽車IC最大的地區性市場，占總體市場的37%，而到2016年，預計亞太市場的規模將與歐洲不相上下。

 

 

2011~2016年全球IC市場應用領域增長趨勢(資料來源：IC Insights)
 

 

這些預測似乎與那些專注于汽車市場的半導體廠商最近發布的財務報告相吻合。例如，飛思卡爾半導體在去年7月份披露，其45%的營業收入與汽車業務有關。這類在汽車行業中耕耘多年的老牌廠商已經在市場上建立起了穩固的產品供應渠道，因而能夠輕而易舉地抓住市場增長的機會。

 

但另一方面，對于一些汽車IC市場的新加入者來說，他們正面臨著許多挑戰，并且大多都與該產業嚴苛的安全與可靠性標準相關。

 

這是因為汽車產業目前根據國際電工委員會功能安全標準——電氣/電子系統IEC61508標準，建立了本行業的國際標準化組織ISO 26262安全標準。這項關于功能安全的標準成為了每款汽車產品在開發階段必不可少的組成部分，從初始規格到設計、實施、集成、檢驗、確認和產品發布等環節。

 

另外，在汽車安全性方面還存在著諸多外部不確定因素，例如美國運輸部(USDOT)為推動汽車安全、通信、車聯網技術發展而最新啟動的互聯汽車項目等等。當然，在市場的變化中，那些已經投入到安全汽車供應鏈開發的企業會享有領先的優勢。

 

IC半導體在汽車領域中的增長點不僅僅只限于安全應用。除此之外，車載信息娛樂系統和車聯網建設，也正在滿足市場對于加強汽車與消費者數字化生活集成的需要。盡管這些不屬于安全系統的范疇，不受ISO 26262標準的制約，但這類系統也正面臨著標準規范的問題，而且可能要比消費電子市場的通用標準嚴格得多，例如汽車電子設備委員會(AEC)制定的一系列標準等等。

 

那么，對于一家一直在為并不如此嚴苛的應用環境設計IP的廠商來講，現在的問題就是，如何把已有的IP用于對可靠性要求較高的下一代系統級芯片的設計中？所有問題歸結為針對可靠性的設計和驗證，包括：用什么工具來驗證你的設計？采用什么措施來確保符合標準規范？

 

根據汽車電子設備委員會(AEC)對電子元器件的品質要求，已確定出器件磨損可靠性測試的項目，并規范了幾種失效機制的測試方法，其中有：

·電遷移(EM)失效

·適用于所有MOS技術的時變擊穿(或柵極氧化層完整性測試)

·熱載流子注入——適用于1微米以下MOS技術

·負偏壓溫度不穩定性

·應力遷移等

 

在設計過程中根據這些失效模型進行驗證，可以確保實際器件性能達到可靠性預期。在許多傳統的IC驗證流程中，利用規范檢查、版圖與原理圖之間的對照檢查，以及電氣規則檢查等步驟，上述驗證項目可能還會存在問題，因為這些工具每項只專注于設計驗證某一方面，需要提供一種可靠性驗證平臺，來幫助設計師全面了解其設計中存在的弱點。在這一方面，一系列新型EDA工具可以提供比傳統IC驗證工具更強大的功能，把原來的艱巨任務變得更加輕松。例如，CalibrePERC可靠性驗證平臺就非常適合解決這些類型的驗證問題，它不僅考慮到設計中的器件，而且還包括這些器件之間的相互關系，以及它們的物理實現方法等，可以提供設計中IP互操作的可視性。

 

為了適應新市場的需求，尤其是在汽車行業中，采用原有的IP設計既是一種不錯的選擇，也是可行的，但前提是必須要清晰且深入地了解汽車行業IC可靠性標準。采用新的驗證技術，對于理解和修正設計中的可靠性問題是非常關鍵的，這對于想要在快速成長中的汽車電子市場上取得成功同樣也是十分重要的。