聊聊消费级和车规级校长说的非常专业,我也有一些想分享,同时也有个问题。首

德鲁大叔的车 2025-07-04 14:16:00

聊聊 消费级 和 车规级

校长说的非常专业,我也有一些想分享,同时也有个问题。

首先,我非常相信雷布斯的技术团队,一定是用了一些创新技术让这块芯片有了非常可靠的性能和安全保障。

所以这条微博的讨论,我们聚焦在 消费级 和 车规级 这个视角上,并且是针对行业性讨论。

关于芯片的技术很多,我们讲几个主流的影响要素,核心的几个关键词是:制程、功耗、集成度。 

这三者影响着一款芯片的性能与可靠性。

三者的关系是:「先进的制程可以影响功耗,先进的制程又可以影响集成度(单位面积的晶圆里放更多晶体管);而功耗则影响可靠性,集成度影响性能。」 

从经验值来看,如果同一个芯片,用 7 nm 制程去做,功耗大约是 14 nm 的一半。

我们都知道,先进的制程工艺带来的好处就是,芯片内的晶体管也变小了,逻辑单元上面电路长度也变短了,这样可以用更低的电压,更低的电压意味着晶体管通电后的总功耗降低。 

目前,采用先进制程的芯片都是高集成度芯片,一般是低电压相对大电流,可以把功耗控制在合理范围内。

而功耗为什么这么重要?

因为功耗直接影响可靠性,芯片在车规级里的标准是,AEC - Q100 要求芯片能在环境温度为 - 40 - 85 度,而消费级只有 0 - 50 度。

低功耗芯片拥有发热低的特性,可以在高温环境温度为 85 度的时候有更低的升温,芯片也会更加稳定。 

如果功耗太大,在环境温度 105 度的情况下,也就是芯片不加电已经 85 度,那么加电后的芯片温升假设是 40 度,这时芯片的核心温度就会达到 125 度,以现有的半导体材料,这样的高温下会大大增加漏电流,最后最导致烧毁。 

讲到这,你会发现,我是不是讲的和 消费级、车规级 没关系。

显然不是,之所以会有 消费级 和 车规级,本质上是利用一个 性能指标,来约束工程开发对芯片的定义,从而满足车用复杂场景下,提高芯片的可靠性、耐久性,降低失效概率。

车规一般要求环境温度85度还能正常工作,如果考虑升温的话,这个要求更高。

但其实,想要过这个标准在芯片行业已经不是啥高深技术了,但这里面考量的是 耐久性。

车规芯片要求更多安全边际以达到更低的平均失效率,更长的MTBF,手机芯片为了节能会尽量减小安全边际,所以如果手机芯片用于汽车,应该降低主频降低运行性能,以换取更大的安全边际。

如果安全边际不够,老化测试长期压力测试和工作中会加速老化,可能跑三年就废了。

比如设计允许芯片核心最高2GHz, 消费类一般跑1.8GHz,车规可能就跑1.5GHz,比如绝缘材料的最高耐压要远超于工作电压。

刚才我也去请教了两个芯片大神,其中一个的分享:

我做芯片快18年了,虽然有很多芯片的复用性极高,但工程开发标准里,消费级就是消费级,车归级就是车归级。

所谓分级广义上是指,芯片设计的安全边际。以温度举个例子,人到北极,你穿短袖有可能也能在室外生存3个小时,但超过3小时,你的身体就到极限了。所以科考队员需要开发专有的御寒衣物,机械也需要专有的防冻油。那你说我能不能把在上海的常用油拿过去做一些重新的配方添加后,在北极也可以用,理论上可以,但是 可能还是会有长期性问题。

还有就是,设计满足车归级,但不叫车归级,没有道理啊。哈哈

另一个大神说了另一个很有价值的话(电话聊的,我转述一下):

可靠性其实也一样 它广义上是指,在芯片工作要求里降低事件发生概率。

而且降低概率不会应为规模而增加。

比如 手机主板设计要求不要失效,但其实到目前还是有新手机用一天就失效了,但你会发现全球每年这么多亿部手机,它的概率可能还是 1%。

比较抽象对吧,就是手机全球出货 8000 万台,和几亿台,它主板的失效概率可能都是 0.1-1 之间。

那到车也是一样。

消费级 和 车规级 有明确的设计要求,还是那句话,芯片可以服用,但是什么就是什么。

新能源大牛说

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