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                自動駕駛已在來路上,汽車芯片“零缺陷”的根基在哪裏?

                作者:【Designer】奕霖 發布時間:2019/4/15 來源:電子發¤燒友 瀏覽量:66 相關關鍵詞: 半導體 芯片 物聯網 電╲子元器件
                半導體技術正在推動百年汽車產業的革命。隨著ADAS系統的∞升級,向無人駕駛的無限接近,越來越多的CMOS傳感器、MEMS傳感器以及探測雷達被用來感知周圍環境。同時,新能源汽車動力系統的電氣化使得功率器ㄨ件使用量大幅增加,而由於其動力結構發生改變,也為
                電源管理
                芯片帶來了新的發展機會……在自動駕駛和新能源的“雙驅力”下,半導體正在顛覆傳統汽車產業的路上高歌猛進。根據普華永道數據,到2030年,一輛電動車和L5級別※的無人駕駛汽車中,電子▽元器件成本約占整車成本的50%。

                技術是把雙刃劍。半導體在驅動汽車革命前進的同時,也帶來了一定的風險。統計顯示,47%的零公裏故障源於電子⌒ 元器件缺陷。這其中包括隨機故障(18%),系統故障(29%)和測試覆蓋率故障(14%)。隨著汽∏車的自主化程度越來越高,芯片的缺陷檢測正變得越來越重要。

                制程控制從源頭為汽車芯片安全保駕護航汽車芯片越來越小的尺寸以及更高的集成度,使得生產制造更為復雜。而任何細小的錯誤都將導致重新流片,付出巨大的代價。從晶圓到封裝、組裝,到汽車出廠後的零公裏故障,再到最後的召回,每錯過一個階段,糾正問題的成本就會增加10倍。那麽,如何能在源頭就發現問題,最低成本消除缺陷?
                KLA作為從事制程控制及良率管理解決方案的設備提供商,提出使用檢測、量測以及數據分析的辦法,在晶圓檢測階段就能找到問題,幫助客戶在最短時間內提升最高良率。
                KLA的制程控制主要包含兩個部分,一是檢測:找出關鍵缺陷,二是量測,測量關鍵參數,例如線寬、高ζ 度及側壁刻蝕角等等。KLA幫助客戶檢測和量測每個關鍵制程步驟,第一時間找出在制程中導致可靠性問題的缺陷,把問題盡早解決。

                潛在的可靠性缺陷是最危險的!
                因為事關人身安全,因此零缺陷對於汽車行業至關重要。下圖中,最右側的壞die在進行電性能異常芯片測試時無法通過,較容易被識別出。最危險的是中間存在潛在缺陷的die,它很有可能在測試過程中被忽略,混入車身系▓統中。當你駕駛汽車時,隨著電子遷移、張力遷移等變化,它可能會發生短路。

                KLA企業高級傳播總監Becky Howland介紹,潛在的可靠性缺陷是最危險的!它可能會通過各種標準測試,在設備發貨時也不會發現問題,但它們在不同環境中可能會以某種方式激活,最終影響整個系統的運行或導致系統失效。
                好消息是,潛在缺陷與致命缺陷的檢測實際上是相同的。只要你知道如何檢測影響良率的致命缺陷,提高機臺的靈敏度,就能測量到影響芯片可靠性的缺陷,而這方面正是KLA的專業領域。她補充:“KLA目前正在開發在線零件平均測試(Inline PAT,縮寫:I-PAT)技術來防止芯片漏檢,並且通過犧牲較少的良率,而顯著提升可靠性。”
                汽車電子制程控制三要素
                Becky Howland表示,汽車電子發展很快,一些前沿的汽車電子芯片對可靠性原本和我已經都許下耗山盟提出了新要求。為滿足這些要求,需要新的制程控制方法。主要有三點:一是大大減少基線缺陷;二是可以捕捉偏移的更高的采樣率;三是智能在線缺陷檢測,提升篩選的準確性。

                KLA利用I-PAT技術實現更好的芯片篩選
                PAT的測試流程如下:首先,對晶圓進行電氣測試;其次,把硬件和PAT算法組合,檢測出違反特定測試規範的異常或故障芯片;最後,將異常臉色慘白芯片去除。
                Becky Howland介紹:“利用基於硬件(檢測設備)和軟件(數據分析)的I-PAT技術,尋找那些在總體生產中的多個常規檢測中累計缺陷異常多的芯片。這些異常芯片更可能包含潛在的可靠性缺陷。通過將I-PAT結果與電性能異常芯←片測試相結合,改進芯片的整體‘通過/不通過’決策。”
                KLA中國區總經理張智安補充,在使用I-PAT技術之前,可能存在over kill的情況,即把壞掉的die周圍出問題概率較高的die統統去除,這是一種為了確保可靠性可能會浪費良率的做法。但是通過I-PAT技術,可以實現更為智能的識別,修正Over Kill,彌補under kill。
                隨著汽車的電氣化、自動化和智能化的程度越來越高,芯片缺陷檢測也將變得越來越重要。並且,
                機器學習和人工智能的運算能力和功能也日益強大,將會更多地參與到汽車芯片異常檢測之中。
                Becky Howland表示,KLA在不斷擴充視野,通過收購Orbotech等公司,業務版圖擴展到 少主了PCB
                和平板顯示的生產制造方面。過去的一年中,也是KLA財務表現最強勁的一年,出貨量超過42億美元,營業額超過43億美元,毛利率怕是非常吃力超過64%,每股盈利9.14美金。2018財年Q4,中國大陸的表現非常強勁,設備出貨量占據全球市場23%。
                站在新的起點,原KLA-Tencor正式更名為KLA,同時啟用新logo。寓意為Keep Looking Ahead,以激勵公司自身和全球一萬名員工。

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