12月5日-6日，2024全球汽车芯片创新大会在无锡滨湖举办。本届大会以“芯智驱动，协力前行”为主题，由中国汽车工业协会主办，中国汽车工业经济技术信息研究所有限公司联合主办，共设置1场高层峰会、1场大会主旨论坛、3场平行专业论坛、1场定向交流会和1场车芯对接活动，围绕汽车芯片生态建设、市场环境分析、竞争合作及技术创新等方面展开分享和交流，凝聚发展经验和集体智慧，探索解决方案。其中，在12月6日下午举办的“专业论坛三：汽车芯片功能安全及可靠性保障发展论坛”上，安世半导体IC解决方案业务部质量总监石磊发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录：
我的演讲题目是《安世半导体车规级模拟芯片产品全面质量管理》，下面副标题就是我要提到的各个方面，首先对安世半导体做一个基本的介绍。安世半导体总部位于荷兰，是在欧洲拥有悠久发展历史的全球性半导体公司，目前在欧洲、亚洲、美国拥有超过14000名员工。作为基础半导体器件开发和生产的领跑者，安世器件被广泛应用于汽车、工业、移动和消费等多个应用领域，几乎为世界上所有电子设计的基本功能提供支持。
安世为全球客户提供服务，每年产品出货量超过1000亿只，这些产品在效率、工艺、尺寸、功率及性能方面成为行业的基准，获得广泛的认可。同时安世还拥有丰富的IP产品组合和持续扩充的产品范围，并获得了IATF16949、ISO9001、ISO 14001和ISO 45001标准认证，充分体现了公司对于创新、高效和满足行业严苛要求的坚定承诺。
这张全球地图，红色的是我们全球总部荷兰奈梅亨，安世的晶圆工厂位于英国的曼彻斯特和德国汉堡，封测工厂位于广东东莞，菲律宾和马来西亚，浅灰色的像上海、深圳、香港、马来西亚槟城和新加坡都有研发力量，还有美国达拉斯，它是我们业务部的全球行销中心。
车规级模拟芯片产品全面质量管理，首先是以质量管理体系作为领头和纲要。 在这个质量管理体系下，我们说全面质量管理体系牵涉哪些方面，对于半导体芯片产品主要涵盖三个方面，产品设计：产品研发项目管理、适用通用模型以及在半导体产品研发方面的应用。研发完毕以后，投放产品制造，我们产品制造既有对制造商的制造管理要求，也有对上游供应链的质量要求。 产品制造出来，我们跟客户要维持一个长期的量产供应，这是要达成IATF16949的核心要诣，以客户为中心，实时、有效供应及售后服务。
质量管理体系是一个纲要，质量管理体系的演进在2002年以前是QS9000, 是北美三大车厂统一制定的，并向供应链体系推广普及，供应链是指主机厂往下Tier1以及Tier2。到2002年，当时是16949认证标准被国际标准化组织公布，英文是ISO/TS16949，这是质量管理体系应用于整个汽车全产业链的质量管理标准体系的演进。
汽车产业链的产品研发的项目管理，其通用模型其实就是APQP，通常分为五期，我会在半导体产品研发相应的应用要点进行展示和说明。
第一期就是产品概念提出及策划。在这一期，我们要聆听客户声音要进行应用工况定义互动，产生或接受使用客户Mission profile（任务剖面），像安波福、博世等他们都是在控制板级产品开发的时候，也是从头开始定义Mission profile。我们作为芯片供应商，在板极提供主要的控制器，如果客户已经定义他们的Mission profile，我们就要先接收过来，进行翻译，翻译到我们IC级的Mission profile。当产品规格确定时，Mission profile会把我们理解到的板极要求的应用工况内嵌进去，通过数学模型、可靠性模型内嵌公式，参照产品规格生命周期的定义要求，作为一个设计目标确定。 并由此确定产品认证计划，产品认证计划主要对于可靠性的认证的模式、时间、模型等等做一个定义。
第二期产品设计和开发。对于模拟芯片来讲，先从硅晶片的底层开始，我们先要解决晶体管选型，对于车用芯片来讲，首先我们说工程余量是需要尽可能地提高。在设计阶段，我们通过以下各个方面来提高设计余量。一是通过晶体管选型提高设计余量，如果对模拟芯片来讲，晶体管选型搭配相应的电路设计以后，会形成IP，基于成本考量，我们基本上要考虑复用IP，当然也是为了获得市场上已有的反馈信息，对于同功能的IP和功能模块尽量能够复用，集成电路IP的复用历史，是否已经被其他汽车级产品认证过，这是非常重要的指标，这个跟后面提到的ISO26262你使用EDA工具，是否也被工具的安全等级认证过是类似的道理。
两类产品设计是指一个是分立器件，一个是集成电路，封装设计要被AEC-Q100通过，历史上我看到的塑封胶选型也是被其他汽车产品通过的，载片台表面处理都要考虑。在产品设计和开发阶段，尤其是对车规级芯片，我们要求输出DFMEA及控制计划，这个控制计划对制造工艺，不管是前段的晶圆制造厂和后段封测厂都提出了相应的制造要求。
第三期是制造工艺或者叫制造过程的设计开发。这里面的要点就是目前来讲，应该说近五年是新能源车发展比较快的五年。油车一般是要求电子部件尽量采用成熟工艺，通过市场的反馈调整制造工艺，提高工艺的稳定度，为达成零失效的目的，所以一般要求制造工艺成熟度比较高，至少在开发阶段PpK是大于等于1.67的。制程质量控制强度提高，制造机具，所有工艺的机器要选择比较优秀的，运行比较稳定的，或者采用的工艺技术、机器结构、运转效率都是比较先进的，比较稳定的。人是指直接的制造员工、操作员要进行相应的培训和持续的认证，不是说一次考试就结束了。检验是说工艺制造过程中，半程的检验测试和最终的终检，检验标准要比非车品失效模式的范围提高，抽样率要提高等等加强性行为。在制造工艺的设计开发阶段，我们要求的输出是工艺特性化研究计划书，我们对工艺应该产生什么样的绩效，提出一个要求，抽多少样，哪些失效模式、检验标准进行通行的定义，形成一个计划书。
第四期是产品及工艺认证（产品和过程确认）。车规级集成电路产品的认证应采用AEC-Q100，这是全球汽车业通行的可靠性和认证标准。车规分立器件产品的产品认证应采用AEC-Q101，哪怕小批量的确认之后，可以认定工艺特性化研究报告，关键工艺步骤的参数窗口进行确认和固定化，一般来说产品方会拿着认证后的确认报告、研究报告进行上线审核，要求固化，不可以随意更动，只要更动，必须通知我产品方、客户方，甚至变更也要通知下游的客户，比如说Tier1，如果牵扯到整车受影响，Tier1会进一步申报给主机厂。在这个阶段，一般在确认这一期，我们的可靠性是走到了中程，没有全部完成，这个时候输出的就是产品认证中期报告。
第五期是产品释放及投产。产品认证的两大可靠性标准，AEC-Q100、AEC-Q101，这都有相应的确认，我们在开发产品之初，聆听客户声音的时候，都会专门向汽车客户进行一个再确认，有没有对AEC-Q100哪些测试项特别强调或者增加。我们会实施一个试生产和安全投放程序，这个也是我们质量部比较着重进行的控制点，尤其是产品研发是作为一个项目组向生产制造部双方进行握手的联合控制点，这个时候是要参照可靠性和特性化测试过程中出现任何异常，在制造过程中是否特别加以关注，在程序里要特别定义，控制计划一般是特版，抽样量是否要增加，增加几倍，检测项目是否要增加，目标失效模式是否要增加，统统要看每一个产品的开发历史，异常点的排查。尤其是对汽车电子客户，至少是Tier1，我们要输出我们的PPAP文件。PPAP表征主要是原材料和制造过程。在制造工艺开发过程要求的，工艺工程的余量PpK大于等于1.67，PPAP要专门提供证据，哪怕是部分证据，向客户证明我做了相应的监控、数据收集以及测算。
这是传统五期的APQP项目管理模式，这个项目管理模型一直到主机厂都是使用一样的术语和控制逻辑，只不过多年以来，我看到的现状是在半导体产业芯片研发工程师的技术背景，他的专业在理解APQP例子的时候会产生一些概念差，因为我恰好有一个跨界的历史，我大学学的是汽车设计机械系统的，有幸工作第一天就是半导体封装。
近几年，新能源领域的产品设计发展比较迅速，提出了产品设计阶段的特别要求，就是功能安全与安全，我们也在积极考虑和引入，我们的前期研究是功能与安全，我们希望在我们的芯片产品研发的流程BCaMX，就是APQP的翻版，把功能安全和APQP做一个融合。 APQB仍然是一个基本模型，功能安全的要求是要求安全机制的嵌入，我们认为对于半导体芯片产品来讲，安全机制嵌入实现是对产品设计进行一个附加要求，并且达成机制嵌入，当然参考标准这边，就是2018版之后，首先要参考的就是Part11，截止到现在为止，作为基础元器件的专业制造商，安世半导体参照的（还有）是part5硬件开发。ISO 26262对半导体芯片产品研发具体实施有一些要点，(EDA工具) 采用已经做过ISO 26262 TCL工具置信度认证的模块，或已支持提供安全相关功能的（产品设计）模块。目前在于我们跟晶圆厂拿IP库的时候，对EDA工具提供商提出这些要求，（发现）这都属于早期阶段。功能验证我刚才提到了一点在EDA功能验证是仿真阶段执行故障注入检测，在我们研发阶段同属APQP的产品开发阶段，这里面有一个细分步骤，就是初期样品回来之后做的验证，这个时候做，但是这个跟通常硬件基础上做验证不一样，它是在软件阶段做的故障注入检测。
另外一个附加要求，这个是相对于IATF16949阶段的控制来讲，ISO 26262对规模制造和供应来讲，相对于IATF16949无附加要求。
相对研发阶段来讲，我们更强调什么叫全面质量管理，这就谈到第二期（方面）产品制造。产品制造是对上游制造供应链的要求，还有对制造质量的管理要求。对上游供应链关键要材料供应商至少要通过IATF16949。如果有代工制造供应商要求IATF16949+VDA6.3 grade A，如果有Tier1对制造商有过使用的历史，我们可以做一个参考引用，过去的审核历史和得分状况我们做一个参考。
对规模制造质量管理来讲，新产品引入到制造环节，不管是晶圆制造工厂还是后道封测工厂，这个产品都要符合APQP，只不过产品开发变成了纯粹的工艺设计开发。在制造质量管理特别强调制造工艺稳定度的长期有效监控。SPC要引入，CpK大于1.67，如果出现超出工艺控制线的反应计划，比较完整，要有相应的高中低的控制模式。MRB是指不确定货品的处置和控制机制，如果货品或者半制成品在厂内没有出工厂门的时候，发生连续重大的异常，制造工厂本身内部要有相应的评判、处置机制和控制机制。再就是变更管理，在VDA6.3里面都有相应的问题，评判标准总的来讲，主要是对主要原材料、主要工艺步骤要分门别类的，有的需要Tier1同意，有的（只）是通知Tier1。
对可靠性的持续监控在量产阶段要有ORT。定期对于生产线的0小时货品的抽样，进入可靠性测试，拿到结果，如果出现异常启动MRB不确定品的控制机制，要通知客户就通知客户，不可以出货就不可以出货，要销毁就销毁。
质量项目的持续改进也是IATF16949要求的CIP的部分，我只是强调一下质量项目的持续改进来源输入是大概四个来源。最主要的就是客户投诉，客户在应用现场零公里或者多少公里之内出现了field return，大部分情况下是制造环节出现纰漏，有一些修正行动不是短期能够见效的，或者限于现在的工艺能力不能马上实施，只能先做一个初期实施的，中后期的实施行动就进入持续改进。二是没出门的内部的大宗质量事故MRB，我们对内部质量事故出现的异常，一样进行8D report分析，有的是马上见效的就赶快实施，确定其有效性。中长期的就进入持续改进。三是良率改进，我们希望制造成本能持续有效地降低，一个有效的手段，尤其是终测的良率提高，良率提高一般都是归入到质量的持续改进里面，都会提出一些工程行为的变化。（另外）有一些是工艺技术的改进本身，有一些新机台，新的材料引入，新的工艺技术进行升级，对质量指标也要进行持续改进。
第三部分是对于制造质量管理的特别强调和提升，也就是AEC系列标准里面的零缺陷文化，比如说电测加强尤其是对分立器件，在电测之前要做一些早期的可靠性冲击。研发阶段的可靠性保证计划工程，我们要求硅晶片的设计余量提高、封装设计余量提高，工艺工程的工程余量提高，这都是为了保证最后的可靠性。制造工艺全面的防错防呆、全自动化，尽管说晶圆工厂已经实现了高度自动化，或者有能力实现高度自动化，但是在封装层面来讲，目前还不太可能达到晶圆工厂那样的高度自动化，这时候人工的大量的参与，一般来说都会引起错误的执行，我们要通过一些装夹具，或者工艺技术的在线检测进行防错防呆，这是一套控制逻辑。零缺陷最后一个工程实现就是持续研究高可靠性绩效和能力，包括工艺技术，这些都是要求长期追踪材料技术的先进程度，工艺技术的先进程度，尽管说长期供应使用的是成熟工艺技术，但是并不排除先进工艺、高性能材料的持续引入。
对于量产供应环节，强调的是供应和售后服务。作为供应的初级阶段，我们说新产品导入结束，证明了可制造性，（也）都知道了初期验证（结果），我们向Tier1进行产品推广，作为质量向客户做的邀约保障是我们作为供方接受并支持Tier1的现场审核，目前我知道欧美的Tier1通常是使用VDA6.3或者是MCA，制造能力的评估表。我也看过那个表，就是VDA6.3的翻版，使用调查表每个问题的细节来讲，基本上是VDA6.3的逻辑。
中间特别提出长期稳定供应，，一个芯片要用10-15年，保证长期供应，我们要做到什么，如果稳定供应，首先在终站，最后一个电测站至少要符合SYL/SBL，这是我们作为芯片生产商的基本认知，如果（也有可能）客户提出其他的，（如）应用自动光检机对于半成品晶圆做扫描，做早期缺陷的目视筛查代替人工目检。再就是ORT，ORT作为长期监测工具，对于汽车电子产品来讲，一般是强制要求必须抽到，对于非车产品不一定。（有可能）按照产品家族、产品技术分类和封装家族的分类进行选择，不一定会抽到你的目标产品，但是对汽车电子产品一般是必须抽到。其他同意的KPI只（就）是说这些约定项目，包括变更管理特别要求，审核的要求，都是我们作为供方通过销售团队跟客户达成的GQA(质量保证协议)。如果各个Tier1都有自己的格式合同，甚至对是否可修理、是否可以重工进行了具体的界定，MRB控制、变更管理的分级，如果内部重大事故如何通报，如何获得Tier1的同意或者不同意，货品怎么处理，跟客户的沟通在GQA里都进行了详细的定义。
售后服务部分是指通行的客户投诉的处理，客户投诉应对周期一般是24小时反应是否收到投诉，48小时提供3D问题描述，10天提供所有的改正行动方案，不一定有改正行动方案结果，因为时效性达不到，有一些事实和制造工艺流程的周期要求，10天之后不是所有的数据，甚至早期数据都没有。目前国内汽车客户甚至主机厂已经要求有一个趋势是整个应对周期要求压缩到七天。我们对客户投诉调查是采用8D格式，分析要求使用5 why，这是基本认知。如果对某些客户特别要求，我们也会进行相应的应用和支持，售后服务部分刚才也提到了有变更管理和重大内部质量事故的通报和处置制度，整个量产供应是IATF16949有要求的以客户为中心。
量产供应的绩效，根据我们的统计数字，安世半导体每生产10亿颗产品，只收到和解决小于两件客户投诉案件。这些一些案例的分享，主要是和国内汽车电子厂商Tier1的合作，（这）跟我们销售团队的努力分不开的。我在最右边展示了博世，博世是我们在汽车电子领域非常重要的客户，他们是每季度给我们打分，2024年全年博世给安世半导体全球的打分是顶级的优秀供应商之一。
这是我演讲的最后一页，安世半导体车规级模拟芯片产品系列介绍，我们把整车，包括有一些特别标识的EV、HEV新能源车、电池管理系统、三电系统和传统油车的车身控制、辅助驾驶、座舱及娱乐系统、车灯、照明系统进行了分类，里面都有。以车灯照明系统为例，LED的驱动控制器已经开始了功能安全的设计嵌入以及与第三方合作准备获得ASIL B级的产品安全等级认证证书，在此基础上，目前我们也是通过内部人才培养，建立了功能安全经理的队伍，由质量作为接入部门，跟第三方合作获得咨询支持，准备做ISO 26262（体系）的引入开发和认证项目，预计一年以后获得体系证书。据我所知ISO 26262体系认证的逻辑跟IATF16949类似，是按照一站一站授予的，我负责的是模拟芯片产品系列，我们是深圳（研发）中心是第一个受邀进行认证和建立这个体系的研发中心。至于说电平转换和电池管理系统里面的多通道数字隔离，都在积极的研发和认证中，跟隔离驱动相配套的转换器产品已经发布了，是车规级的。
综上所述，模拟芯片产品系列对于安世以往的传统产品技术家族来讲，是一个新家族，这就要求我们拥有更多的工程能力的开发和积淀。我们也同时有信心把更多符合车规级的高质量、高可靠性的产品推向全球，也更好地服务中国市场。
谢谢大家！