伴隨著工信部印發(fā)的《汽車芯片標準體系建設(shè)指南》（簡稱《指南》）,，汽車芯片體系化建設(shè)被提上日程，本期我們將對《指南》涉及到的一些重點芯片與測試領(lǐng)域,，做技術(shù)層面解讀,，以及對汽車和芯片的重要細分領(lǐng)域，功率芯片的測試做更詳細的介紹,，本文主要包含以下內(nèi)容：《汽車芯片標準體系建設(shè)指南》概覽,；汽車芯片類型與功能概述；汽車芯片測試面臨的挑戰(zhàn),；汽車芯片細分領(lǐng)域測試概覽. 功率芯片建模提參,，靜態(tài)與動態(tài)測試。
一,、《汽車芯片標準體系建設(shè)指南》概覽
《指南》根據(jù)汽車芯片技術(shù)現(xiàn)狀,、產(chǎn)業(yè)應用需要及未來發(fā)展趨勢，提出到2025年,，制定30項以上汽車芯片重點標準,，明確環(huán)境及可靠性、電磁兼容,、功能安全及信息安全等基礎(chǔ)性要求,，制定控制、計算、存儲,、功率及通信芯片等重點產(chǎn)品與應用技術(shù)規(guī)范,，形成整車及關(guān)鍵系統(tǒng)匹配試驗方法，滿足汽車芯片產(chǎn)品安全,、可靠應用和試點示范的基本需要,；到2030年，制定70項以上汽車芯片相關(guān)標準,，進一步完善基礎(chǔ)通用,、產(chǎn)品與技術(shù)應用及匹配試驗的通用性要求，實現(xiàn)對于前瞻性,、融合性汽車芯片技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)的有效支撐,，基本完成對汽車芯片典型應用場景及其試驗方法的全覆蓋,，滿足構(gòu)建安全,、開放和可持續(xù)汽車芯片產(chǎn)業(yè)生態(tài)的需要。下圖是汽車芯片標準體系框圖,，其中包括了各個工作組職能,。
圖：汽車芯片標準體系框圖，摘錄自《指南》
二,、汽車芯片類型與功能概述
產(chǎn)品與技術(shù)應用類標準規(guī)范在汽車上應用的各類芯片所應符合的技術(shù)要求及試驗方法,。此類標準涵蓋控制芯片、計算芯片,、傳感芯片,、通信芯片、存儲芯片,、安全芯片,、功率芯片、驅(qū)動芯片,、電源管理芯片和其他類芯片 10 個類別,，如下示意圖：
圖：智能汽車架構(gòu)與所用芯片示意
三、汽車芯片測試面臨的挑戰(zhàn)
標準的建立,，有助于幫助OEM,，Tier 1 及測試機構(gòu)有統(tǒng)一的方案來驗證整車及零部件的性能及可靠性測試。在實際測試過程中,，汽車芯片測試面臨許多挑戰(zhàn),，特別是在當前全球芯片短缺的背景下，包括：
1,、復雜性：現(xiàn)代汽車芯片集成了許多功能,，如處理器、傳感器、通信模塊等,。測試這些復雜的集成電路需要高度專業(yè)的知識和技能,。
2、可靠性：汽車芯片必須在不同條件下運行,，如高溫,、低溫、濕度和振動,。因此,，測試必須確保芯片在各種環(huán)境下都能可靠地工作。
3,、安全性：汽車芯片的安全性至關(guān)重要,，因為它們控制著許多關(guān)鍵系統(tǒng)，如制動,、駕駛輔助和通信,。測試必須檢測潛在的安全漏洞和風險。
4,、時間壓力：汽車制造商通常需要大量芯片,，以滿足市場需求。測試必須在緊迫的時間表下完成,，以確保芯片的及時交付,。
5、成本：測試設(shè)備和人力資源的成本可能很高,。汽車制造商需要在保持質(zhì)量的同時控制測試成本,。
總之，汽車芯片測試需要高度專業(yè)的技術(shù),、嚴格的質(zhì)量控制和靈活的方法,，以應對不斷變化的需求和挑戰(zhàn)。
四,、功率芯片測試概覽
功率芯片是專門設(shè)計用來管理和調(diào)節(jié)高電壓和大電流的半導體設(shè)備,，它們能夠在電力轉(zhuǎn)換、能源管理和動力系統(tǒng)中實現(xiàn)高效率和高性能的要求,。在新能源汽車中,，功率芯片用于電池管理系統(tǒng)（BMS）、逆變器,、充電設(shè)備和驅(qū)動電機控制器等關(guān)鍵部件,，確保電能有效轉(zhuǎn)換和傳輸，提升車輛的行駛里程和性能,；而汽車智能化對功率芯片的需求則主要體現(xiàn)在其特級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）,、車載信息娛樂系統(tǒng),、車載網(wǎng)絡以及自動駕駛技術(shù)中，這些系統(tǒng)需要功率芯片提供穩(wěn)定,、可靠的電力支持,，以保證數(shù)據(jù)處理和通信的高效率。
功率芯片正在向更高的功率密度,、更低的能耗,、更高的可靠性和更長的壽命方向發(fā)展。采用先進材料（如碳化硅SiC和氮化鎵GaN）的功率芯片,，因其在高溫,、高壓和高頻條件下的很好性能，正成為新能源和智能汽車領(lǐng)域的優(yōu)選,。而隨著SiC/GaN技術(shù)的普及,，怎么選擇更適合產(chǎn)品設(shè)計的功率器件，如何分析功率器件的不良原因等都是新能源行業(yè)從業(yè)者較為關(guān)心的問題,，對功率芯片的測試,，主要涉及包括功率器件建模，功率器件電路仿真,，功率器件靜態(tài)參數(shù)測試,，功率器件動態(tài)參數(shù)測試等,，下面分別做一個介紹：
1,、功率器件建模
現(xiàn)在大多數(shù)功率器件都是基于Level 3 MOS管的模型，加上許多非線性方程式結(jié)合而成,。這需要對功率器件及建模有充分的認識才能實現(xiàn),。實際建模的過程，可以基于PD1000A測量到的靜動態(tài)參數(shù),，S參數(shù)直接進行建模,，自動產(chǎn)生對應的模型。
2,、功率器件電路仿真
功率器件的電路仿真可以基于ADS仿真平臺,，在這平臺上直接進行前仿真(pre-layout simulation)及后仿真(post-layout simulation)。在前仿的部分可直接使用PEMG抽取的模型參數(shù),，搭配內(nèi)建的行為級模型,，例如PWM產(chǎn)生器、運算放大器(OPAMP),、非線性磁性元件,，建立關(guān)鍵電路原理圖。接著在同一平臺上,，可以直接進行版圖的設(shè)計,，并抽取版圖的寄生電路,，直接導回原理圖仿真，完成后仿真,。在這整合的設(shè)計環(huán)境下,，使用者可以實現(xiàn)精細化仿真，使用仿真精準的預估電路的特性,，一次完成Z終設(shè)計,，就能達到設(shè)計指標。另外,，ADS仿真平臺還提供一鍵生成EMI測試電路,，使用者可以在ADS上完成EMI的仿真，優(yōu)化EMI的設(shè)計,，以符合EMC的指標,。
3、功率器件靜態(tài)參數(shù)測試
靜態(tài)參數(shù)主要是指本身固有的,，與其工作條件無關(guān)的相關(guān)參數(shù),，主要包括：門極開啟電壓、門極擊穿電壓,，集電極發(fā)射極間耐壓,、集電極發(fā)射極間漏電流、寄生電容（輸入電容,、轉(zhuǎn)移電容,、輸出電容），以及以上參數(shù)的相關(guān)特性曲線的測試,。
碳化硅 (SiC)和氮化鎵 (GaN)等全新寬帶隙材料能夠支持大電壓和高切換速度,。在高電壓直流偏置條件下 (高達 3 kV)，高擊穿電壓 (達 10 kV),、大電流 (數(shù)千安培),、柵極電荷以及連接電容表征和器件溫度特征和 GaN器件電流崩潰效應測量功能十分必要，是推動新器件盡快上市的重要保證,，靜態(tài)參數(shù)測試的器件類型和項目主要包括：
以上靜態(tài)參數(shù)測試,，可以用B1505A和B1506A兩套方案來完成。其中B1506A支持寬泛的電流和電壓工作范圍（1500 A,，3 kV）,，并且支持全自動測試，可以完成功率器件IV,、CV和Qg全參數(shù)測試,，Z終輸出產(chǎn)品Datasheet報告。
圖：B1506A功率器件分析儀/曲線追蹤儀
一個典型的Datasheet測試報告如下所示,，包括IV參數(shù)（擊穿電壓,、漏電,、開啟特性），CV參數(shù)（Rg,、輸入,、輸出和反向傳輸電容）和柵極電荷Qg。
圖：功率器件自動化Datasheet測試結(jié)果
4,、功率器件動態(tài)參數(shù)測試
隨著開關(guān)頻率的不斷增加,，功率器件/芯片的開關(guān)損耗超過靜態(tài)損耗成為主要功耗來源，動態(tài)參數(shù)也成為評估器件性能的重要參數(shù),。相對于器件的靜態(tài)參數(shù),，動態(tài)參數(shù)主要表征的是器件在開啟或關(guān)斷瞬間的電學特性參數(shù)，其主要是寄生電阻和寄生電容在動態(tài)應用中,，會引起充,、放電過程，給電路實際工作帶來一些限制同時也決定的器件的開關(guān)性能,。
JEDEC委員會致力于WBG（寬禁帶）器件特性測試標準化,，DPT（雙脈沖測試）技術(shù)已經(jīng)成為確定功率半導體動態(tài)參數(shù)的標準，主要測試參數(shù)包括：
對功率器件/芯片的DPT測試,，主要采用PD1500A,；而對于需要更高功率的模組，則可以采用PD1550A,，如下圖：
圖：動態(tài)功率器件分析儀/雙脈沖測試儀,，用于功率芯片測試
動態(tài)功率器件分析儀/雙脈沖測試儀，用于功率芯片與模組測試
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