自動駕駛芯片是指可實現高級別自動駕駛的 SoC 芯片。CPU作為通用處理器，適用于處理數量適中的復雜運算。控制類芯片主要就是指MCU（Microcontroller Unit），即微控制器，又叫單片機，是把CPU的主頻與規格做適當縮減，并將存儲器、定時器、A/D轉換、時鐘、I/O端口及串行通訊等多種功能模塊和接口集成在單個芯片上，實現終端控制的功能，具有性能高、功耗低、可編程、靈活度高等優點。
汽車是MCU的一個非常重要的應用領域，據IC Insights數據，2019年全球MCU應用于汽車電子的占比約為33%。高端車型中每輛車用到的MCU數量接近100個，從行車電腦、液晶儀表，到發動機、底盤，汽車中大大小小的組件都需要MCU進行把控。早期，汽車中應用的主要是8位和16位MCU，但隨著汽車電子化和智能化不斷加強，所需要的MCU數量與質量也不斷提高。當前，32位MCU在汽車MCU中的占比已經達到了約60%，其中ARM公司的Cortex系列內核，因其成本低廉，功耗控制優異，是各汽車MCU廠商的主流選擇。汽車MCU的主要參數包括工作電壓、運行主頻、Flash和RAM容量、定時器模塊和通道數量、ADC模塊和通道數量、串行通訊接口種類和數量、輸入輸出I/O口數量、工作溫度、封裝形式及功能安全等級等。按CPU位數劃分，汽車MCU主要可分為8位、16位和32位。隨著工藝升級，32位MCU成本不斷下降，目前已經成為主流，正在逐漸替代過去由8/16位MCU主導的應用和市場。如果按應用領域劃分，汽車MCU又可以分為車身域、動力域、底盤域、座艙域和智駕域。其中，對于座艙域和智駕域來說，MCU需要有較高的運算能力，并具有高速的外部通訊接口，比如CAN FD和以太網，車身域同樣要求有較多的外部通訊接口數量，但對MCU的算力要求相對較低，而動力域和底盤域則要求更高的工作溫度和功能安全等級。底盤域是與汽車行駛相關，由傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統共同構成，有五大子系統構成，分別為轉向、制動、換擋、油門、懸掛系統，隨著汽車智能化發展，智能汽車的感知識別、決策規劃、控制執行為底盤域核心系統，線控轉向和線控制動是面向自動駕駛執行端的核心零部件。底盤域ECU采用高性能、可升級的功能安全性平臺，并支持傳感器群集及多軸慣性傳感器。基于這種應用場景，對底盤域MCU提出如下需求：· 高主頻和高算力要求，主頻不低于200MHz且算力不低于300DMIPS· Flash存儲空間不低于2MB，具有代碼Flash和數據Flash物理分區；· 高功能安全等級要求，可以達到ASIL-D等級；I.內核主頻：即內核工作時的時鐘頻率，用于表示內核數字脈沖信號震蕩的速度，主頻不能直接代表內核的運算速度。內核的運算速度還和內核的流水線、緩存、指令集等有關系；II.算力：通常可以使用DMIPS來進行評估。DMIPS是指測量MCU綜合的基準程序的測試程序時表現出來的相對性能高低的一個單位。由于不同車廠采用的電子電氣架構會有所區別，對底盤域的零部件需求會有所不同。同一車廠的不同車型由于高低配置不同，對底盤域的ECU選擇也會不一樣。這些區分都會造成對底盤域的MCU需求量會有所不同。例如本田雅閣的底盤域MCU芯片使用了3顆，奧迪Q7采用了大約11顆底盤域的MCU芯片。2021年中國品牌乘用車產量約為1000萬輛，其中單車底盤域MCU平均需求量為5顆，整個市場總量就達到了約5000萬顆。整個底盤域MCU的主要供貨商為英飛凌、恩智浦、瑞薩、Microchip、TI和ST。這五家國際半導體廠商在底盤域MCU的市場占比超過了99%。關鍵技術角度，EPS、EPB、ESC等底盤域的零部件均與駕駛員的生命安全息息相關，因此對底盤域MCU的功能安全等級要求非常高，基本上都是ASIL-D等級的要求。這個功能安全等級的MCU國內屬于空白。除了功能安全等級，底盤域零部件的應用場景對MCU的主頻、算力、存儲器容量、外設性能、外設精度等方面均有非常高的要求。底盤域MCU形成了非常高的行業壁壘，需要國產MCU廠商去挑戰和攻破。供應鏈方面，由于底盤域零部件需要控制芯片具有高主頻、高算力的要求，這對晶圓生產的工藝和制程方面提出了比較高的要求。目前看來至少需要55nm以上的工藝才能滿足200MHz以上的MCU主頻要求。在這個方面國內的車規MCU產線尚不完備，沒有達到量產級別。國際半導體廠商基本上都采用了IDM模式，在晶圓代工廠方面，目前只有臺積電、聯華電子和格芯具備相應能力。國內芯片廠商均為Fabless公司，在晶圓制造和產能保證上面具有挑戰和一定的風險。在自動駕駛等核心計算場景中，傳統通用CPU由于計算效率低，難以適應AI計算要求，GPU、FPGA以及ASIC等AI芯片憑借著自身特點，在邊緣端和云端有著優異表現，應用更廣。從技術趨勢看，短期內GPU仍將是AI芯片主導，長期來看，ASIC是終極方向。從市場趨勢看，全球AI芯片需求將保持較快增長勢頭，云端、邊緣芯片均具備較大增長潛力，預計未來5年市場增速將接近50%；國內芯片技術雖然基礎較弱，但隨著AI應用的快速落地，AI芯片需求快速放量為本土芯片企業技術和能力成長創造機遇。自動駕駛對算力、時延和可靠性要求嚴苛，目前多使用GPU+FPGA的解決方案，后續隨著算法的穩定以及數據驅動，ASIC有望獲得市場空間。CPU芯片上需要很多空間來進行分支預測與優化，保存各種狀態以降低任務切換時的延時。這也使得其更適合邏輯控制、串行運算與通用類型數據運算。以GPU與CPU進行比較為例，與CPU相比，GPU 采用了數量眾多的計算單元和超長的流水線，只有非常簡單的控制邏輯并省去了 Cache。而 CPU 不僅被 Cache 占據了大量空間，而且還有復雜的控制邏輯和諸多優化電路，相比之下計算能力只是很小的一部分。動力域控制器是一種智能化的動力總成管理單元。借助CAN/FLEXRAY實現變速器管理，電池管理，監控交流發電機調節，主要用于動力總成的優化與控制，同時兼具電氣智能故障診斷智能節電、總線通信等功能。動力域控制MCU可支持BMS等動力方面的主要應用，其要求如下：· 高功能安全等級要求，可以達到ASIL-D等級；高性能：產品集成了ARM Cortex R5雙核鎖步CPU和4MB片內SRAM以支撐汽車應用對于算力和內存日益增長的需求。ARM Cortex-R5F CPU主頻高達800MHz。高安全：車規可靠性標準AEC-Q100達到Grade 1級別，ISO26262功能安全等級達到ASIL D。采用的雙核鎖步CPU，可以實現高達99%的診斷覆蓋率。內置的信息安全模塊集成真隨機數生成器、AES、RSA、ECC、SHA以及符合國密商密相關標準的硬件加速器。這些信息安全功能的集成可以滿足安全啟動、安全通信、安全固件更新升級等應用的需求。車身域主要負責車身各種功能的控制。隨著整車發展，車身域控制器也越來越多，為了降低控制器成本，降低整車重量，集成化需要把所有的功能器件，從車頭的部分、車中間的部分和車尾部的部分如后剎車燈、后位置燈、尾門鎖、甚至雙撐桿統一集成到一個總的控制器里面。車身域控制器一般集成BCM、PEPS、TPMS、Gateway等功能，也可拓展增加座椅調節、后視鏡控制、空調控制等功能，綜合統一管理各執行器，合理有效地分配系統資源。車身域控制器的功能眾多，如下圖所示，但不限于在此列舉的功能。
汽車電子對MCU控制芯片的主要訴求為更好的穩定性、可靠性、安全性、實時性等技術特性要求，以及更高的計算性能和存儲容量，更低的功耗指標要求。車身域控制器從分散化的功能部署，逐漸過渡到集成所有車身電子的基礎驅動、鑰匙功能、車燈、車門、車窗等的大控制器，車身域控制系統設計綜合了燈光、雨刮洗滌、中控門鎖、車窗等控制，PEPS智能鑰匙、電源管理等，以及網關CAN、可擴展CANFD和FLEXRAY、LIN網絡、以太網等接口和模塊等多方面的開發設計技術。在總體上講，車身域上述各種控制功能對MCU主控芯片的工作要求主要體現在運算處理性能、功能集成度和通信接口，以及可靠性等方面。具體要求方面由于車身域不同功能應用場景的功能差異性較大，例如電動車窗、自動座椅、電動尾門等車身應用還存在高效電機控制方面的需求，這類車身應用要求MCU集成有FOC電控算法等功能。此外，車身域不同應用場景對芯片的接口配置需求也不盡相同。因此，通常需要根據具體應用場景的功能和性能要求，并在此基礎上綜合衡量產品性價比、供貨能力與技術服務等因素進行車身域MCU選型。· 性能：ARM Cortex-M4F @144MHz，180DMIPS，內置8KB指令Cache緩存，支持Flash加速單元執行程序0等待。· 大容量加密存儲器：高達512K Bytes eFlash，支持加密存儲、分區管理及數據保護，支持ECC校驗，10萬次擦寫次數，10年數據保持；144K Bytes SRAM，支持硬件奇偶校驗。· 集成豐富的通信接口：支持多路GPIO、USART、UART、SPI、QSPI、I2C、SDIO、USB2.0、CAN 2.0B、EMAC、DVP等接口。· 集成高性能模擬器件：支持12bit 5Msps高速ADC、軌到軌獨立運算放大器、高速模擬比較器、12bit 1Msps DAC；支持外部輸入獨立參考電壓源，多通道電容式觸摸按鍵；高速DMA控制器。· 支持內部RC或外部晶體時鐘輸入、高可靠性復位。· 內置可校準的RTC實時時鐘，支持閏年萬年歷，鬧鐘事件，周期性喚醒。· 硬件級安全特性：密碼算法硬件加速引擎，支持AES、DES、TDES、SHA1/224/256，SM1、SM3、SM4、SM7、MD5算法；Flash存儲加密，多用戶分區管理（MMU），TRNG真隨機數發生器，CRC16/32運算；支持寫保護（WRP），多種讀保護（RDP）等級（L0/L1/L2）；支持安全啟動，程序加密下載，安全更新。· 高可靠工作環境：1.8V～3.6V/-40℃～105℃。車身域電子系統不論是對國外企業還是國內企業都處于成長初期。國外企業在如BCM、PEPS、門窗、座椅控制器等單功能產品上有深厚的技術積累，同時各大外企的產品線覆蓋面較廣，為他們做系統集成產品奠定了基礎。而國內企業新能源車車身應用上具有一定優勢。以BYD為例，在BYD的新能源車上，將車身域分為左右后三個域，重新布局和定義系統集成的產品。但是在車身域控制芯片方面，MCU的主要供貨商為仍然為英飛凌、恩智浦、瑞薩、Microchip、ST等國際芯片廠商，國產芯片廠商目前市場占有率低。從通信角度來看，存在傳統架構-混合架構-最終的Vehicle Computer Platform的演變過程。這里面通信速度的變化，還有帶高功能安全的基礎算力的價格降低是關鍵，未來有可能逐步實現在基礎控制器的電子層面兼容不同的功能。例如車身域控制器能夠集成傳統BCM、PEPS、紋波防夾等功能。相對來說，車身域控制芯片的技術壁壘要低于動力域、駕艙域等，國產芯片有望率先在車身域取得較大突破并逐步實現國產替代。近年來，國產MCU在車身域前后裝市場已經有了非常良好的發展勢頭。電動化、智能化、網聯化加快了汽車電子電氣架構向域控方向發展，座艙域也在從車載影音娛樂系統到智能座艙快速發展。座艙以人機交互界面呈現出來，但不管是之前的信息娛樂系統還是現在的智能座艙，除了有一顆運算速度強大的SOC，還需要一顆實時性高的MCU來處理與整車的數據交互。軟件定義汽車、OTA、Autosar在智能座艙域的逐漸普及，使得對座艙域MCU資源要求也越來越高。具體體現在FLASH、RAM容量需求越來越大，PIN Count需求也在增多，更復雜的功能需要更強的程序執行能力，同時還要有更豐富的總線接口。MCU在座艙域主要實現系統電源管理、上電時序管理、網絡管理、診斷、整車數據交互、按鍵、背光管理、音頻DSP/FM模塊管理、系統時間管理等功能。· 對主頻和算力有一定要求，主頻不低于100MHz且算力不低于200DMIPS；· Flash存儲空間不低于1MB，具有代碼Flash和數據Flash物理分區；· 高功能安全等級要求，可以達到ASIL-B等級；· 支持在線升級（OTA），Flash支持雙Bank；· 需要有SHE/HSM-light等級及以上信息加密引擎，支持安全啟動；· IO支持寬電壓供電（5.5v~2.7v），IO口支持過壓使用；很多信號輸入根據供電電池電壓波動，存在過壓輸入情況，IO口支持過壓使用能提升系統穩定、可靠性。汽車生命周期長達10年以上，因此汽車MCU程序存儲、數據存儲需要有更長的壽命。程序存儲和數據存儲需要有單獨物理分區，其中程序存儲擦寫次數較少，因此Endurance>10K即可，數據存儲需要頻繁擦寫，需要有更大的擦寫次數，參考data flash指標Endurance>100K, 15年(<1K),10年(<100K)。汽車上總線通信負荷量越來越高，因此傳統CAN已不能滿足通信需求，高速CAN-FD總線需求越來越高，支持CAN-FD逐漸成為MCU標配。目前國產智能座艙MCU占比還很低，主要供應商仍然是NXP、 Renesas、Infineon、ST、Microchip等國際MCU廠商。國內有多家MCU廠商已在布局，市場表現還有待觀察。智能座艙車規等級、功能安全等級相對不算太高，主要是know how方面的積累，需要不斷的產品迭代和完善。同時由于國內晶圓廠有車規MCU產線的不多，制程也相對落后一些，若要實現全國產供應鏈需要一段時間的磨合，同時可能還存在成本更高的情況，與國際廠商競爭壓力更大。6、汽車芯片封裝清洗：
合明科技研發的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。
水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。
這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。
合明科技運用自身原創的產品技術，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求，打破國外廠商在行業中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產自主提供強有力的支持。
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