作者： 華邦電子 DRAM 技術(shù)經(jīng)理，林修民

日本計劃在東京奧運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前進。而實現(xiàn)此目標的關(guān)鍵因素正是半導(dǎo)體。

目前，先進駕駛輔助系統(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，以達到無人駕駛的最終目標。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負責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、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主要使用在雷達與光達感測，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)，需要通過高速運算來產(chǎn)生實時結(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。相較于消費性電子通過重啟就能解決大部分問題，行進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)境變化的運作狀態(tài)可靠度——遇到高低溫氣候時，仍能保持長期正常運作。

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4266Mbps。其封裝型態(tài)除了良裸晶粒（KGD）外，也提供標準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標準，并長期為車用電子廠商供貨。未來隨著越來越多ADAS功能進到車內(nèi)，在實現(xiàn)無人駕駛車輛目標的過程中，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。