車(chē)載毫米波雷達對高質(zhì)量集成電路的要求

隨著(zhù)新一代乘用車(chē)越來(lái)越依靠毫米波雷達技術(shù)來(lái)提高駕駛員和乘客的安全，留給這些先進(jìn)安全系統的誤差容限變得越來(lái)越小。然而，作為主動(dòng)安全系統核心的毫米波雷達微控制器(MCU)，所服務(wù)的子系統和應用卻日益復雜，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(chē)怠速運轉時(shí)，負責控制自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)系統的雷達MCU溫度會(huì )逐漸升高——當這輛汽車(chē)加速時(shí)，板上冷卻結構件會(huì )散熱，同時(shí)AEB功能不能出現任何延遲。該系統必須立即運行起來(lái)，對不斷變化和充滿(mǎn)挑戰的行車(chē)條件做出實(shí)時(shí)響應。即使撇開(kāi)反應滯后或系統故障帶來(lái)的安全隱患不談，雷達系統發(fā)生故障時(shí)，至少也需要進(jìn)行繁重的車(chē)輛維修，從而對客戶(hù)滿(mǎn)意度造成負面影響。

為避免發(fā)生這類(lèi)問(wèn)題，MCU本身、MCU制造工藝和包含MCU的目標子系統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)機會(huì )。

了解客戶(hù)用例

作為主動(dòng)安全系統的“大腦”，毫米波雷達MCU需要在任何情況下都能始終如一地提供準確的數據。在電子元器件層面，恩智浦已經(jīng)展示了，間歇性系統故障是如何在MCU內部被有效緩和的：冗余的內核與內存存儲庫可以確保最大程度的數據完整性。一個(gè)內核上執行的計算會(huì )由其他內核加以驗證，決策樹(shù)會(huì )做出相應的仲裁。MCU所在的子系統中通常會(huì )構建類(lèi)似的冗余機制，從而幫助在多個(gè)層上識別并消除錯誤，以防錯誤傳播到其他車(chē)載系統。

取得這一成果的關(guān)鍵要素在于，我們要非常深入細致地了解客戶(hù)用例，推斷并重建客戶(hù)測試用例和軟件功能的參數，最終對MCU進(jìn)行驗證，確保能夠在這些精準用例中發(fā)揮作用。對客戶(hù)用例了解得越多，我們越能有效地構建驗證和測試套件，從而在各種工況下充分測試我們的系統?？蛻?hù)的啟動(dòng)順序是什么？各個(gè)內核的利用率有多少？它們運行哪些指令？對這些問(wèn)題的理解有助于充分測試MCU、分析結果數據并將該數據反饋到自己的開(kāi)發(fā)工作流程，確保下一代產(chǎn)品不斷升級。

供應商管理和協(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，恩智浦堅信這樣一條原則：“信任是必須的，但驗證也是必要的?！倍髦瞧肿陨砭邆湄S富的晶圓廠(chǎng)運營(yíng)經(jīng)驗，能夠篩選出具備最嚴格流程紀律水平的供應商。多年以來(lái)的技術(shù)沉淀也讓我們具備引導供應商完成任何必要流程改進(jìn)的能力。

這要求供應商從高級管理層到工程部門(mén)保持緊密的協(xié)作和溝通，同時(shí)能夠理解恩智浦將深入參與到測試、驗證和技術(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 )在目標晶圓廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)上測試產(chǎn)品，界定差異性，根據需要定制工藝，并努力做好必要的工作，以實(shí)現出色的工藝一致性，從而最大程度減少影響MCU質(zhì)量的因素。

溝通與透明

當供應商出現質(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(zhuān)業(yè)知識也會(huì )派上用場(chǎng)。我們與供應商保持密切合作，快速采取行動(dòng)，問(wèn)題一經(jīng)發(fā)生便立刻識別，迅速加以控制并進(jìn)行必要的根本原因分析。當出現問(wèn)題時(shí)，恩智浦擁有完善的處理流程：關(guān)閉對應的生產(chǎn)線(xiàn)，盡可能地將問(wèn)題限制在最小的材料子集內。

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(hù)。當檢測到質(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問(wèn)題，以避免受影響的器件影響到最終客戶(hù)。在這方面，我們借助了一個(gè)非常詳細全面的溯源系統，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。

持續改進(jìn)質(zhì)量

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

恩智浦在所有內部和外部工廠(chǎng)都推行持續質(zhì)量改進(jìn)文化。這體現了我們希望滿(mǎn)足并超越客戶(hù)質(zhì)量預期的決心，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大規模生產(chǎn)以來(lái)，我們的PPM指標已經(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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