第四代低功耗動態(tài) DRAM 與其延展版的車輛應(yīng)用解決方案
日本計劃在東京奧運(yùn)會上展示無人駕駛技術(shù),展現(xiàn)了近年來汽車智能化的成果。隨著5G技術(shù)與人工智能( AI)的發(fā)展,車載通訊技術(shù)已慢慢從早期的娛樂影音播放以及導(dǎo)航系統(tǒng),發(fā)展到現(xiàn)在的深度學(xué)習(xí)與車聯(lián)網(wǎng)( V2X),并朝著無人駕駛的目標(biāo)前進(jìn)。而實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的關(guān)鍵因素正是半導(dǎo)體。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/202007/416382.htm目前,先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)是車載通訊中最普遍的應(yīng)用之一,它包含不同的子功能主動式巡航控制、自動緊急煞車、盲點(diǎn)偵測以及駕駛?cè)吮O(jiān)控系統(tǒng)等。車輛制造商一直試著添加更多主動式安全保護(hù),以達(dá)到無人駕駛的最終目標(biāo)。因此,越來越多的半導(dǎo)體產(chǎn)商與車輛制造商合作,以提高裝置的可靠度。
許多半導(dǎo)體已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用于汽車內(nèi),如電動車(含油電混合車)所使用的功率半導(dǎo)體、車身與被動安全裝置使用的微控制器、數(shù)字信號處理器、半導(dǎo)體傳感器、不同種類的內(nèi)存(包括NOR與 DRAM),以及影音播放與整合系統(tǒng)等。根據(jù) IHS Markit統(tǒng)計,整體車用半導(dǎo)體過去幾年產(chǎn)值平 均以每年約 7%的速度增長。
隨機(jī)存取內(nèi)存
(DRAM)在車輛內(nèi)的應(yīng)用作為處理器重要的零組件,DRAM負(fù)責(zé)儲存程序代碼的重要工作,并且在越來越多通訊功能(包括但不限于個人計算機(jī)、服務(wù)器、行動裝置)與車輛應(yīng)用中,扮演著重要的角色。目前主要使用內(nèi)存的車內(nèi)應(yīng)用包括與息娛樂系統(tǒng)與 ADAS,兩者幾乎占整個車用 DRAM產(chǎn)值80%以上。
在信息娛樂系統(tǒng)方面,座艙Cockpit 控制器、車載通訊 Telematics 是 DRAM的主要應(yīng)用。而在 ADAS應(yīng)用中, DRAM主要使用在雷達(dá)與光達(dá)感測,以及鏡頭感測。此外,它也有許多與域 Domain 控制器搭配的應(yīng)用。
域控制器應(yīng)用要求計算帶寬與容量來處理各個傳感器上的信息,因此隨著傳感器分辨率的提升, DRAM在容量以及帶寬上也需要有相應(yīng)提升。為了符合這一需求,第四代低功耗隨機(jī)存取內(nèi)存( LPDDR4)及其延展版 LPDDR4x)變得越來越普遍,其數(shù)據(jù)傳輸率可高達(dá)4266Mbps。由于信息娛樂系統(tǒng)發(fā)展較早,因而長年使用 DDR DDR2/DDR3)系列,但隨著汽車對省電的需求逐漸增加,低功耗內(nèi)存( LPDDR)也慢慢有了取代 DDR的趨勢。除了容量以外,效能也是
DRAM最主要的應(yīng)用原因之一。雖然車內(nèi)應(yīng)用種類廣泛,但并非每種應(yīng)用都需要使用大容量 DRAM,更常見的是需要計算的效能應(yīng)用。如車內(nèi)的各種感測技術(shù),需要通過高速運(yùn)算來產(chǎn)生實(shí)時結(jié)果,以提供車用電子服務(wù)。因此小容量的 LPDDR4x將在車用 DRAM中扮演重要角色。
DRAM對于車載通訊可靠度的重要性
由于車用安全性的極高要求,避免發(fā)生錯誤至關(guān)重要。相較于消費(fèi)性電子通過重啟就能解決大部分問題,行進(jìn)中汽車并無法用此方式解決故障。因此對車用電子而言,最重要的不只是出廠時的質(zhì)量狀態(tài),還有出 廠后對環(huán)境變化的運(yùn)作狀態(tài)可靠度 ——遇到高低溫氣候時,仍能保持長期正常運(yùn)作。
在半導(dǎo)體組件中,測量硬件可靠度故障率的單位為Failures In Time FIT)。影響硬件可靠度的常見因素是晶粒與封裝的錯誤。晶??赡馨l(fā)生的錯誤有晶體管的不穩(wěn)定,如離子污染、金屬導(dǎo)體的電遷移( EM),以及常見的靜電放電傷害 ESD)等;封裝的錯誤如封裝的翹曲變形( Warpage)等。
為了提高硬件的可靠性,一般在產(chǎn)品量產(chǎn)前會做高溫操作壽命測試(High Temperature Operating Lifetime Test HTOL),來模擬產(chǎn)品在高溫加速時的操作狀況;并進(jìn)行早期故障率測試( Early Failure Rate, EFR),來解決翹曲變形問題,以提高封裝部分的板級可靠度Board Level Reliability)。
華邦電子擁有自建晶圓制造廠,是全球前四大同時提供DRAM與 NOR/NAND FLASH整合組件的制造商。旗下車用 DRAM產(chǎn)品線包含 SDRAM、 DDR/2/3以及 LPDDR/2/4/4x,容量涵蓋 64Mb至 1Gb,可滿足客戶對車規(guī)內(nèi)存管理的嚴(yán)苛需求,并可提供長期供貨。通過使用自有的 25納 米技術(shù),華邦可制造 1Gb~8Gb容量的 LPDDR4 / DRAM4x,數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá) 4266Mbps。其封裝型態(tài)除了良裸晶粒( KGD)外,也提供標(biāo)準(zhǔn) 200球柵陣列封裝( BGA供客戶選擇,并預(yù)計于今年( 2020)第三季提升至第一級車規(guī)溫度規(guī)格 AG1)。
華邦已通過IATF 16949與 AECQ-100標(biāo)準(zhǔn),并長期為車用電子廠商供貨。未來隨著越來越多 ADAS功能進(jìn)到車內(nèi),在實(shí)現(xiàn)無人駕駛車輛目標(biāo)的過程中,華邦將致力于提供效能優(yōu)良,同時具有高可靠度的產(chǎn)品,來支持車用產(chǎn)業(yè)客戶。
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