第四代低功耗動(dòng)態(tài) DRAM 與其延展版的車輛應(yīng)用解決方案

日本計(jì)劃在東京奧運(yùn)會(huì)上展示無(wú)人駕駛技術(shù)，展現(xiàn)了近年來(lái)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(lè)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(wú)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。

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(dòng)式巡航控制、自動(dòng)緊急煞車、盲點(diǎn)偵測(cè)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(dòng)式安全保護(hù)，以達(dá)到無(wú)人駕駛的最終目標(biāo)。因此，越來(lái)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(dòng)車（含油電混合車）所使用的功率半導(dǎo)體、車身與被動(dòng)安全裝置使用的微控制器、數(shù)字信號(hào)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(jì)，整體車用半導(dǎo)體過(guò)去幾年產(chǎn)值平 均以每年約 7%的速度增長(zhǎng)。

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(chǔ)存程序代碼的重要工作，并且在越來(lái)越多通訊功能（包括但不限于個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、行動(dòng)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(lè)系統(tǒng)與 ADAS，兩者幾乎占整個(gè)車用 DRAM產(chǎn)值80%以上。

在信息娛樂(lè)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(cè)，以及鏡頭感測(cè)。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(jì)算帶寬與容量來(lái)處理各個(gè)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(lái)越普遍，其數(shù)據(jù)傳輸率可高達(dá)4266Mbps。由于信息娛樂(lè)系統(tǒng)發(fā)展較早，因而長(zhǎng)年使用 DDR DDR2/DDR3）系列，但隨著汽車對(duì)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(shì)。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(jiàn)的是需要計(jì)算的效能應(yīng)用。如車內(nèi)的各種感測(cè)技術(shù)，需要通過(guò)高速運(yùn)算來(lái)產(chǎn)生實(shí)時(shí)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(duì)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(cuò)誤至關(guān)重要。相較于消費(fèi)性電子通過(guò)重啟就能解決大部分問(wèn)題，行進(jìn)中汽車并無(wú)法用此方式解決故障。因此對(duì)車用電子而言，最重要的不只是出廠時(shí)的質(zhì)量狀態(tài)，還有出 廠后對(duì)環(huán)境變化的運(yùn)作狀態(tài)可靠度 ——遇到高低溫氣候時(shí)，仍能保持長(zhǎng)期正常運(yùn)作。

在半導(dǎo)體組件中，測(cè)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(jiàn)因素是晶粒與封裝的錯(cuò)誤。晶?？赡馨l(fā)生的錯(cuò)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(jiàn)的靜電放電傷害 ESD）等；封裝的錯(cuò)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(huì)做高溫操作壽命測(cè)試（High Temperature Operating Lifetime Test HTOL），來(lái)模擬產(chǎn)品在高溫加速時(shí)的操作狀況；并進(jìn)行早期故障率測(cè)試（ Early Failure Rate, EFR），來(lái)解決翹曲變形問(wèn)題，以提高封裝部分的板級(jí)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(shí)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(duì)車規(guī)內(nèi)存管理的嚴(yán)苛需求，并可提供長(zhǎng)期供貨。通過(guò)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(jì)于今年（ 2020）第三季提升至第一級(jí)車規(guī)溫度規(guī)格 AG1）。

華邦已通過(guò)IATF 16949與 AECQ-100標(biāo)準(zhǔn)，并長(zhǎng)期為車用電子廠商供貨。未來(lái)隨著越來(lái)越多 ADAS功能進(jìn)到車內(nèi)，在實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛車輛目標(biāo)的過(guò)程中，華邦將致力于提供效能優(yōu)良，同時(shí)具有高可靠度的產(chǎn)品，來(lái)支持車用產(chǎn)業(yè)客戶。