小米座舱芯片,真的符合车规级标准吗?

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把骁龙8 Gen 3 手机处理器用到 车机上,小米是全球第一家。那小米是怎么做到的呢? 小米YU7配备四合一域控制模块,内置ADD辅助驾驶域控制器、T-Box通讯模块、DCD座舱域控制器、VCCD整车域控制器。 

车辆搭载4nm工艺高通骁龙8 Gen3座舱SoC芯片,小米YU7采用的骁龙8 Gen3芯片导入了汽车级制造流程与车规认证(车规级封装工艺改进),以确保安全与可靠性。 

小米YU7的车机的核心板通过了AEC-Q104车规级测试,那么我们就要针对这个AEC-Q104来分析了。

随着汽车电子日趋复杂,MCM(多芯片模组)和SiP(系统级封装)成为关键集成形态,围绕板级可靠性、封装集成、失效机理等多个维度设定了一套有针对性的验证机制,解决了车规系统级封装可靠性验证的标准化难题。

Part 1  MCM的标准化需求与AEC-Q104的结构设计

多芯片模组MCM本质上是一个在封装层面集成多个有源或无源组件的复杂电路系统,这种封装形式在车载领域被广泛应用于信号调理、电源转换、功率驱动、通信模块等关键功能单元。

其显著优点在于占板面积小、信号延迟低、热路径清晰、系统设计灵活,能够有效应对车载空间与集成度的双重挑战。

MCM的复杂结构也带来了验证层面的挑战。不同芯片的制程节点、封装材料、老化特性各异,加之内部互连方式和热耦合路径复杂,导致其失效机理不同于单一器件。

AEC-Q104的关键意义,就在于建立了一套适用于这类复合系统的失效机理导向的验证方法。

该标准覆盖的MCM类型,限定为设计上可直接通过回流焊接方式安装于PCB的模组。这些模组可以包含封装芯片、裸片以及无源元件,但不包括带有外部连接器、固态硬盘、功率模组(如IGBT、MOSFET封装)和MEMS、LED等已有专属AEC标准覆盖的器件。

AEC-Q104测试机制延续了AEC-Q100/101/200的分组理念,划分为八大测试群组A-H,涵盖环境应力模拟、生命周期应力、封装完整性、电性验证、失效检出等维度。其中最具特色的是Group H——专门针对MCM特性设立的模块专项测试,成为AEC-Q104与早期AEC标准的重要分界点。

从测试方式看,AEC-Q104引入了多个标准中尚未广泛应用的顺序试验(Sequential Test)理念。例如温度循环之后接力进行低温存储与机械跌落试验,通过模拟车用MCM在真实服役过程中受多重应力耦合影响的失效风险。这种方法在传统IC验证中尚属罕见,代表了向系统可靠性评价方法的过渡。

Group H中的BLR(板级可靠性)测试首次作为正式条目纳入AEC体系。BLR通常包含跌落、焊点疲劳、热机械耦合等测试项目,以验证模组在整车焊接与服役条件下的结构稳定性,是MCM这类封装形态最容易发生失效的位置之一。

AEC-Q104明确建议:

 若模组中所用IC、分立器件、无源元件已通过各自对应的AEC-Q100/101/200认证,则MCM可仅进行Group H的7项测试;

 若子器件未经过AEC认证,需选择性开展A-H全部49项测试内容。

通过此机制,标准提供了兼顾验证强度与成本控制的灵活路径,也鼓励供应链上游加强对子器件AEC级别的重视。

此外,SiP(System in Package)虽未被AEC-Q104直接定义为测试对象,但其封装与验证逻辑与MCM高度一致。实际工程中也可参照本标准开展验证,尤其是在多芯片堆叠或异构系统集成中。

标准中对SiP的定义采用AEC-Q100 2.1节条款,视其为封装结构复杂、功能模块多样的单芯片组件,可按已有指导规范开展对应测试。

Part 2  测试细节与验证路径:从器件到模组的质量闭环

AEC-Q104测试内容涉及八大测试群组,下面将从工程实践角度分析其中关键测试维度:

● Group A - 环境应力加速测试

包括温度循环(TC)、高温储存(HTSL)、湿热偏置(THB/HAST)、功率温度循环(PTC)等,模拟整车高低温交替、潮湿高压、长期高温等工况。这些测试是评估模组材料热胀冷缩一致性、焊点可靠性、内部界面稳定性的基础。

● Group B - 生命周期加速老化测试

通过HTOL(高温工作寿命)、ELFR(早期寿命失效率)、EDR(电应力降额)等方法验证MCM在实际工作环境下长期运行的可靠性。HTOL是最重要的老化测试之一,AEC-Q104建议测试时间在1000-2000小时,测试温度可达125℃以上。

● Group C - 封装结构与互连可靠性测试

覆盖焊线拉力(WBS/WBP)、成型应力(SD/PD)、引脚完整性(SBS/LI)、接合强度(BST)等。MCM由于集成度高,其内部互连成为系统可靠性薄弱环节,该组测试能有效识别热应力、材料失配所导致的潜在失效风险。

● Group D - 芯片级失效模式验证

包括电迁移(EM)、栅氧击穿(TDDB)、热载流子失效(HCI)、偏置温度不稳定性(BTI)等。此组项目在系统级模组中不常见,但对于集成先进工艺节点芯片的MCM仍具参考价值。

● Group E - 电性及功能安全验证

测试项目包括HBM/CDM静电敏感性、Latch-Up、功能容差测试等,评估MCM对系统级干扰和电应力的容忍度。这对于车载网络模组、信号链电路等干扰敏感模块尤为关键。

● Group H - MCM专属测试组

这是AEC-Q104的核心创新,包括如下七项关键测试:

 BLR(Board Level Reliability): 通过跌落测试模拟焊接后整车振动/冲击对模组的影响,评估模组焊盘完整性;

 LTSL(Low Temp Storage Life): 模拟零下高储存时间(如-40℃)对内部结构、封装材料的应力累积效应;

 STEP(Start-Up and Temperature Steps): 关注通电启动过程中的温变影响,是模拟低温冷启动失效的重要手段;

 Drop Test、DPA(Destructive Physical Analysis)、X-Ray、AM(声学显微分析): 分别用于验证模组结构完整性、焊点缺陷识别、内封装空洞检测等。

AEC-Q104并不强制模组中每一个子器件都要具备AEC认证,但若采用未认证器件,则整体模组验证压力显著上升。尤其对于通信模组、电源模组等高度模块化的组件,如果未使用AEC认证器件,往往需要开展全部八组、近五十项测试,显著增加验证周期与成本。

反之,若所有器件已符合AEC-Q100/101/200,则通过Group H即可快速完成AEC-Q104认证,提升工程效率。

AEC-Q104首次在AEC标准中引入了ISO 16750-4/5(环境与化学负载)内容,进一步拉近了与整车零部件级测试标准之间的联系。

这说明AEC-Q104已不再局限于“元器件级”,而是正向“子系统级”验证体系拓展,符合未来智能电动平台电子架构模块化发展的趋势。

小结

AEC-Q104的提出,是汽车电子可靠性标准体系的一次重要拓展,标志着AEC由“器件标准”向“封装系统标准”的延伸。

在复杂功能集成、高度异构封装快速增长的今天,MCM与SiP不仅是结构形式的转变,AEC-Q104通过细致分层的测试策略、开放式的验证路径设计和对失效机理的深入梳理,给出了车规级模组可靠性的可行验证方法,也为未来芯粒集成、多芯片封装、边缘计算节点的汽车应用预留了标准基础。

从这个意义上来看,未来汽车中的算力芯片更重要的还是AEC-Q104,鼓励内部的组件都满足对应的AECQ标准,但是如果企业通过AEC-Q104来衡量,也是一种策略。

       原文标题 : 小米座舱芯片,真的符合车规级标准吗??

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