自動(dòng)駕駛芯片是指可實(shí)現(xiàn)高級別自動(dòng)駕駛的 SoC 芯片。CPU作為通用處理器，適用于處理數(shù)量適中的復(fù)雜運(yùn)算。控制類芯片主要就是指MCU（Microcontroller Unit），即微控制器，又叫單片機(jī)，是把CPU的主頻與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將存儲(chǔ)器、定時(shí)器、A/D轉(zhuǎn)換、時(shí)鐘、I/O端口及串行通訊等多種功能模塊和接口集成在單個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)終端控制的功能，具有性能高、功耗低、可編程、靈活度高等優(yōu)點(diǎn)。
汽車是MCU的一個(gè)非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域，據(jù)IC Insights數(shù)據(jù)，2019年全球MCU應(yīng)用于汽車電子的占比約為33%。高端車型中每輛車用到的MCU數(shù)量接近100個(gè)，從行車電腦、液晶儀表，到發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤，汽車中大大小小的組件都需要MCU進(jìn)行把控。早期，汽車中應(yīng)用的主要是8位和16位MCU，但隨著汽車電子化和智能化不斷加強(qiáng)，所需要的MCU數(shù)量與質(zhì)量也不斷提高。當(dāng)前，32位MCU在汽車MCU中的占比已經(jīng)達(dá)到了約60%，其中ARM公司的Cortex系列內(nèi)核，因其成本低廉，功耗控制優(yōu)異，是各汽車MCU廠商的主流選擇。汽車MCU的主要參數(shù)包括工作電壓、運(yùn)行主頻、Flash和RAM容量、定時(shí)器模塊和通道數(shù)量、ADC模塊和通道數(shù)量、串行通訊接口種類和數(shù)量、輸入輸出I/O口數(shù)量、工作溫度、封裝形式及功能安全等級等。按CPU位數(shù)劃分，汽車MCU主要可分為8位、16位和32位。隨著工藝升級，32位MCU成本不斷下降，目前已經(jīng)成為主流，正在逐漸替代過去由8/16位MCU主導(dǎo)的應(yīng)用和市場。如果按應(yīng)用領(lǐng)域劃分，汽車MCU又可以分為車身域、動(dòng)力域、底盤域、座艙域和智駕域。其中，對于座艙域和智駕域來說，MCU需要有較高的運(yùn)算能力，并具有高速的外部通訊接口，比如CAN FD和以太網(wǎng)，車身域同樣要求有較多的外部通訊接口數(shù)量，但對MCU的算力要求相對較低，而動(dòng)力域和底盤域則要求更高的工作溫度和功能安全等級。底盤域是與汽車行駛相關(guān)，由傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)共同構(gòu)成，有五大子系統(tǒng)構(gòu)成，分別為轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、換擋、油門、懸掛系統(tǒng)，隨著汽車智能化發(fā)展，智能汽車的感知識(shí)別、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行為底盤域核心系統(tǒng)，線控轉(zhuǎn)向和線控制動(dòng)是面向自動(dòng)駕駛執(zhí)行端的核心零部件。底盤域ECU采用高性能、可升級的功能安全性平臺(tái)，并支持傳感器群集及多軸慣性傳感器?；谶@種應(yīng)用場景，對底盤域MCU提出如下需求：· 高主頻和高算力要求，主頻不低于200MHz且算力不低于300DMIPS· Flash存儲(chǔ)空間不低于2MB，具有代碼Flash和數(shù)據(jù)Flash物理分區(qū)；· 高功能安全等級要求，可以達(dá)到ASIL-D等級；I.內(nèi)核主頻：即內(nèi)核工作時(shí)的時(shí)鐘頻率，用于表示內(nèi)核數(shù)字脈沖信號震蕩的速度，主頻不能直接代表內(nèi)核的運(yùn)算速度。內(nèi)核的運(yùn)算速度還和內(nèi)核的流水線、緩存、指令集等有關(guān)系；II.算力：通?？梢允褂肈MIPS來進(jìn)行評估。DMIPS是指測量MCU綜合的基準(zhǔn)程序的測試程序時(shí)表現(xiàn)出來的相對性能高低的一個(gè)單位。I.代碼存儲(chǔ)器：用于存放代碼的存儲(chǔ)器；II.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：用于存放數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器；III.RAM：用于存放臨時(shí)數(shù)據(jù)和代碼的存儲(chǔ)器。· 通信總線：包括汽車專用總線和常規(guī)通信總線；由于不同車廠采用的電子電氣架構(gòu)會(huì)有所區(qū)別，對底盤域的零部件需求會(huì)有所不同。同一車廠的不同車型由于高低配置不同，對底盤域的ECU選擇也會(huì)不一樣。這些區(qū)分都會(huì)造成對底盤域的MCU需求量會(huì)有所不同。例如本田雅閣的底盤域MCU芯片使用了3顆，奧迪Q7采用了大約11顆底盤域的MCU芯片。2021年中國品牌乘用車產(chǎn)量約為1000萬輛，其中單車底盤域MCU平均需求量為5顆，整個(gè)市場總量就達(dá)到了約5000萬顆。整個(gè)底盤域MCU的主要供貨商為英飛凌、恩智浦、瑞薩、Microchip、TI和ST。這五家國際半導(dǎo)體廠商在底盤域MCU的市場占比超過了99%。關(guān)鍵技術(shù)角度，EPS、EPB、ESC等底盤域的零部件均與駕駛員的生命安全息息相關(guān)，因此對底盤域MCU的功能安全等級要求非常高，基本上都是ASIL-D等級的要求。這個(gè)功能安全等級的MCU國內(nèi)屬于空白。除了功能安全等級，底盤域零部件的應(yīng)用場景對MCU的主頻、算力、存儲(chǔ)器容量、外設(shè)性能、外設(shè)精度等方面均有非常高的要求。底盤域MCU形成了非常高的行業(yè)壁壘，需要國產(chǎn)MCU廠商去挑戰(zhàn)和攻破。供應(yīng)鏈方面，由于底盤域零部件需要控制芯片具有高主頻、高算力的要求，這對晶圓生產(chǎn)的工藝和制程方面提出了比較高的要求。目前看來至少需要55nm以上的工藝才能滿足200MHz以上的MCU主頻要求。在這個(gè)方面國內(nèi)的車規(guī)MCU產(chǎn)線尚不完備，沒有達(dá)到量產(chǎn)級別。國際半導(dǎo)體廠商基本上都采用了IDM模式，在晶圓代工廠方面，目前只有臺(tái)積電、聯(lián)華電子和格芯具備相應(yīng)能力。國內(nèi)芯片廠商均為Fabless公司，在晶圓制造和產(chǎn)能保證上面具有挑戰(zhàn)和一定的風(fēng)險(xiǎn)。在自動(dòng)駕駛等核心計(jì)算場景中，傳統(tǒng)通用CPU由于計(jì)算效率低，難以適應(yīng)AI計(jì)算要求，GPU、FPGA以及ASIC等AI芯片憑借著自身特點(diǎn)，在邊緣端和云端有著優(yōu)異表現(xiàn)，應(yīng)用更廣。從技術(shù)趨勢看，短期內(nèi)GPU仍將是AI芯片主導(dǎo)，長期來看，ASIC是終極方向。從市場趨勢看，全球AI芯片需求將保持較快增長勢頭，云端、邊緣芯片均具備較大增長潛力，預(yù)計(jì)未來5年市場增速將接近50%；國內(nèi)芯片技術(shù)雖然基礎(chǔ)較弱，但隨著AI應(yīng)用的快速落地，AI芯片需求快速放量為本土芯片企業(yè)技術(shù)和能力成長創(chuàng)造機(jī)遇。自動(dòng)駕駛對算力、時(shí)延和可靠性要求嚴(yán)苛，目前多使用GPU+FPGA的解決方案，后續(xù)隨著算法的穩(wěn)定以及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，ASIC有望獲得市場空間。CPU芯片上需要很多空間來進(jìn)行分支預(yù)測與優(yōu)化，保存各種狀態(tài)以降低任務(wù)切換時(shí)的延時(shí)。這也使得其更適合邏輯控制、串行運(yùn)算與通用類型數(shù)據(jù)運(yùn)算。以GPU與CPU進(jìn)行比較為例，與CPU相比，GPU 采用了數(shù)量眾多的計(jì)算單元和超長的流水線，只有非常簡單的控制邏輯并省去了 Cache。而 CPU 不僅被 Cache 占據(jù)了大量空間，而且還有復(fù)雜的控制邏輯和諸多優(yōu)化電路，相比之下計(jì)算能力只是很小的一部分。動(dòng)力域控制器是一種智能化的動(dòng)力總成管理單元。借助CAN/FLEXRAY實(shí)現(xiàn)變速器管理，電池管理，監(jiān)控交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)，主要用于動(dòng)力總成的優(yōu)化與控制，同時(shí)兼具電氣智能故障診斷智能節(jié)電、總線通信等功能。動(dòng)力域控制MCU可支持BMS等動(dòng)力方面的主要應(yīng)用，其要求如下：· 高功能安全等級要求，可以達(dá)到ASIL-D等級；高性能：產(chǎn)品集成了ARM Cortex R5雙核鎖步CPU和4MB片內(nèi)SRAM以支撐汽車應(yīng)用對于算力和內(nèi)存日益增長的需求。ARM Cortex-R5F CPU主頻高達(dá)800MHz。高安全：車規(guī)可靠性標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q100達(dá)到Grade 1級別，ISO26262功能安全等級達(dá)到ASIL D。采用的雙核鎖步CPU，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)99%的診斷覆蓋率。內(nèi)置的信息安全模塊集成真隨機(jī)數(shù)生成器、AES、RSA、ECC、SHA以及符合國密商密相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的硬件加速器。這些信息安全功能的集成可以滿足安全啟動(dòng)、安全通信、安全固件更新升級等應(yīng)用的需求。車身域主要負(fù)責(zé)車身各種功能的控制。隨著整車發(fā)展，車身域控制器也越來越多，為了降低控制器成本，降低整車重量，集成化需要把所有的功能器件，從車頭的部分、車中間的部分和車尾部的部分如后剎車燈、后位置燈、尾門鎖、甚至雙撐桿統(tǒng)一集成到一個(gè)總的控制器里面。車身域控制器一般集成BCM、PEPS、TPMS、Gateway等功能，也可拓展增加座椅調(diào)節(jié)、后視鏡控制、空調(diào)控制等功能，綜合統(tǒng)一管理各執(zhí)行器，合理有效地分配系統(tǒng)資源。車身域控制器的功能眾多，如下圖所示，但不限于在此列舉的功能。
汽車電子對MCU控制芯片的主要訴求為更好的穩(wěn)定性、可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性等技術(shù)特性要求，以及更高的計(jì)算性能和存儲(chǔ)容量，更低的功耗指標(biāo)要求。車身域控制器從分散化的功能部署，逐漸過渡到集成所有車身電子的基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)、鑰匙功能、車燈、車門、車窗等的大控制器，車身域控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合了燈光、雨刮洗滌、中控門鎖、車窗等控制，PEPS智能鑰匙、電源管理等，以及網(wǎng)關(guān)CAN、可擴(kuò)展CANFD和FLEXRAY、LIN網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)等接口和模塊等多方面的開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)。在總體上講，車身域上述各種控制功能對MCU主控芯片的工作要求主要體現(xiàn)在運(yùn)算處理性能、功能集成度和通信接口，以及可靠性等方面。具體要求方面由于車身域不同功能應(yīng)用場景的功能差異性較大，例如電動(dòng)車窗、自動(dòng)座椅、電動(dòng)尾門等車身應(yīng)用還存在高效電機(jī)控制方面的需求，這類車身應(yīng)用要求MCU集成有FOC電控算法等功能。此外，車身域不同應(yīng)用場景對芯片的接口配置需求也不盡相同。因此，通常需要根據(jù)具體應(yīng)用場景的功能和性能要求，并在此基礎(chǔ)上綜合衡量產(chǎn)品性價(jià)比、供貨能力與技術(shù)服務(wù)等因素進(jìn)行車身域MCU選型。車身域控制類MCU芯片主要參考指標(biāo)如下：· 性能：ARM Cortex-M4F @144MHz，180DMIPS，內(nèi)置8KB指令Cache緩存，支持Flash加速單元執(zhí)行程序0等待。· 大容量加密存儲(chǔ)器：高達(dá)512K Bytes eFlash，支持加密存儲(chǔ)、分區(qū)管理及數(shù)據(jù)保護(hù)，支持ECC校驗(yàn)，10萬次擦寫次數(shù)，10年數(shù)據(jù)保持；144K Bytes SRAM，支持硬件奇偶校驗(yàn)。· 集成豐富的通信接口：支持多路GPIO、USART、UART、SPI、QSPI、I2C、SDIO、USB2.0、CAN 2.0B、EMAC、DVP等接口。· 集成高性能模擬器件：支持12bit 5Msps高速ADC、軌到軌獨(dú)立運(yùn)算放大器、高速模擬比較器、12bit 1Msps DAC；支持外部輸入獨(dú)立參考電壓源，多通道電容式觸摸按鍵；高速DMA控制器。· 支持內(nèi)部RC或外部晶體時(shí)鐘輸入、高可靠性復(fù)位。· 內(nèi)置可校準(zhǔn)的RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘，支持閏年萬年歷，鬧鐘事件，周期性喚醒。· 支持高精度定時(shí)計(jì)數(shù)器。· 硬件級安全特性：密碼算法硬件加速引擎，支持AES、DES、TDES、SHA1/224/256，SM1、SM3、SM4、SM7、MD5算法；Flash存儲(chǔ)加密，多用戶分區(qū)管理（MMU），TRNG真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，CRC16/32運(yùn)算；支持寫保護(hù)（WRP），多種讀保護(hù)（RDP）等級（L0/L1/L2）；支持安全啟動(dòng)，程序加密下載，安全更新。· 支持時(shí)鐘失效監(jiān)測，防拆監(jiān)測。· 高可靠工作環(huán)境：1.8V～3.6V/-40℃～105℃。車身域電子系統(tǒng)不論是對國外企業(yè)還是國內(nèi)企業(yè)都處于成長初期。國外企業(yè)在如BCM、PEPS、門窗、座椅控制器等單功能產(chǎn)品上有深厚的技術(shù)積累，同時(shí)各大外企的產(chǎn)品線覆蓋面較廣，為他們做系統(tǒng)集成產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。而國內(nèi)企業(yè)新能源車車身應(yīng)用上具有一定優(yōu)勢。以BYD為例，在BYD的新能源車上，將車身域分為左右后三個(gè)域，重新布局和定義系統(tǒng)集成的產(chǎn)品。但是在車身域控制芯片方面，MCU的主要供貨商為仍然為英飛凌、恩智浦、瑞薩、Microchip、ST等國際芯片廠商，國產(chǎn)芯片廠商目前市場占有率低。從通信角度來看，存在傳統(tǒng)架構(gòu)-混合架構(gòu)-最終的Vehicle Computer Platform的演變過程。這里面通信速度的變化，還有帶高功能安全的基礎(chǔ)算力的價(jià)格降低是關(guān)鍵，未來有可能逐步實(shí)現(xiàn)在基礎(chǔ)控制器的電子層面兼容不同的功能。例如車身域控制器能夠集成傳統(tǒng)BCM、PEPS、紋波防夾等功能。相對來說，車身域控制芯片的技術(shù)壁壘要低于動(dòng)力域、駕艙域等，國產(chǎn)芯片有望率先在車身域取得較大突破并逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。近年來，國產(chǎn)MCU在車身域前后裝市場已經(jīng)有了非常良好的發(fā)展勢頭。電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化加快了汽車電子電氣架構(gòu)向域控方向發(fā)展，座艙域也在從車載影音娛樂系統(tǒng)到智能座艙快速發(fā)展。座艙以人機(jī)交互界面呈現(xiàn)出來，但不管是之前的信息娛樂系統(tǒng)還是現(xiàn)在的智能座艙，除了有一顆運(yùn)算速度強(qiáng)大的SOC，還需要一顆實(shí)時(shí)性高的MCU來處理與整車的數(shù)據(jù)交互。軟件定義汽車、OTA、Autosar在智能座艙域的逐漸普及，使得對座艙域MCU資源要求也越來越高。具體體現(xiàn)在FLASH、RAM容量需求越來越大，PIN Count需求也在增多，更復(fù)雜的功能需要更強(qiáng)的程序執(zhí)行能力，同時(shí)還要有更豐富的總線接口。MCU在座艙域主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源管理、上電時(shí)序管理、網(wǎng)絡(luò)管理、診斷、整車數(shù)據(jù)交互、按鍵、背光管理、音頻DSP/FM模塊管理、系統(tǒng)時(shí)間管理等功能。· 對主頻和算力有一定要求，主頻不低于100MHz且算力不低于200DMIPS；· Flash存儲(chǔ)空間不低于1MB，具有代碼Flash和數(shù)據(jù)Flash物理分區(qū)；· 高功能安全等級要求，可以達(dá)到ASIL-B等級；· 車規(guī)等級AEC-Q100 Grade1；· 支持在線升級（OTA），F(xiàn)lash支持雙Bank；· 需要有SHE/HSM-light等級及以上信息加密引擎，支持安全啟動(dòng)；· IO支持寬電壓供電（5.5v~2.7v），IO口支持過壓使用；很多信號輸入根據(jù)供電電池電壓波動(dòng)，存在過壓輸入情況，IO口支持過壓使用能提升系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠性。汽車生命周期長達(dá)10年以上，因此汽車MCU程序存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要有更長的壽命。程序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要有單獨(dú)物理分區(qū)，其中程序存儲(chǔ)擦寫次數(shù)較少，因此Endurance>10K即可，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要頻繁擦寫，需要有更大的擦寫次數(shù)，參考data flash指標(biāo)Endurance>100K, 15年(<1K),10年(<100K)。汽車上總線通信負(fù)荷量越來越高，因此傳統(tǒng)CAN已不能滿足通信需求，高速CAN-FD總線需求越來越高，支持CAN-FD逐漸成為MCU標(biāo)配。目前國產(chǎn)智能座艙MCU占比還很低，主要供應(yīng)商仍然是NXP、 Renesas、Infineon、ST、Microchip等國際MCU廠商。國內(nèi)有多家MCU廠商已在布局，市場表現(xiàn)還有待觀察。智能座艙車規(guī)等級、功能安全等級相對不算太高，主要是know how方面的積累，需要不斷的產(chǎn)品迭代和完善。同時(shí)由于國內(nèi)晶圓廠有車規(guī)MCU產(chǎn)線的不多，制程也相對落后一些，若要實(shí)現(xiàn)全國產(chǎn)供應(yīng)鏈需要一段時(shí)間的磨合，同時(shí)可能還存在成本更高的情況，與國際廠商競爭壓力更大。6、汽車芯片封裝清洗：
合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。
水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。
這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。
合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。
推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。
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