智能网联新能源汽车快速发展，对车规芯片的性能、可靠性及安全性提出更高要求。国产化替代加速，需构建覆盖芯片全生命周期的质量保障体系。

2025年9月12日，中国汽车工程研究院有限公司芯片测评研究中心主任周昕在2025第五届汽车芯片产业大会上表示，随着智能网联新能源汽车被赋予"移动第三空间"的角色，市场需求不断变化，汽车芯片作为底层硬件支撑正呈现高性能化、高可靠性及与汽车技术深度融合等新趋势，同时也面临性能验证难度增大、技术要求高及测评标准需不断完善等诸多挑战。中国汽研正致力于构建"芯片-系统-整车"全维度测评验证体系，打造全方位、多层次的芯片测评生态系统，为汽车芯片产业高质量发展保驾护航。在失效分析方面，依托缺陷定位-样品制备-材料表征一体化能力，精准识别微观失效根源，助力形成质量闭环。创新提出“三原则 四机制”安全体系，通过芯片与整车双层验证、双目录动态管理及全链路数据监控，推动国产芯片安全落地。

中国汽研芯片测评中心具备“芯片-系统-整车”全维度测评能力，参与多项国家标准制定，完成多款国产芯片验证，并搭建国产芯片标杆验证平台，提供一站式测评服务。周昕强调，中国汽研将重点推进仿真预测、新材料分析等技术创新，强化产学研协同，完善标准与安全应用机制，支撑国产芯片高质量发展。

 

周昕 | 中国汽车工程研究院有限公司芯片测评研究中心主任

新需求与新挑战并存

在汽车电动化、智能化、网联化趋势下，芯片测评正朝着更精准、高效、多元化的方向发展。电动化领域对高耐压、大功率SiC、IGBT功率器件、电池管理芯片、高端驱动及隔离芯片需满足高可靠、高效率及高集成度要求；智能化领域舱驾融合需应对大算力车载AI芯片、存储芯片及新型传感类芯片的高算力、高性能挑战；网联化领域则要求以太网芯片、GNSS导航芯片、C-V2X芯片满足高安全、低时延、抗干扰等严苛标准。

与此同时，先进制程、材料升级与封装创新带来新的可靠性挑战。更先进的制程节点进入汽车领域，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料逐渐兴起，通过优化组合装配和连接技术提高芯片集成度，但器件的功耗随着整车运行时长的增大，其寿命风险和热失效风险也逐步增加。传统的浴盆曲线模型需适应新要求新应用场景下的可靠性评估需求，随机失效率可能大幅提升，寿命到期失效率也将提前。

在此背景下，国家标准体系建设指南正引领汽车芯片产业发展。综合各类汽车芯片在汽车不同应用场景下的性能要求、功能要求和试验方法，标准框架划分为基础、通用要求、产品与技术应用、匹配试验四个部分，全面覆盖不同应用场景下芯片从器件到模块到系统到整车的技术标准，完美匹配"三横二纵"的智能网联汽车标准体系技术架构。

 

图源：演讲嘉宾素材

系统化应对思路与方案

面对新的挑战，中国汽研提出系统性应对方案，旨在通过可靠性测试中发现失效问题并及时反馈给研发端，促进设计和工艺改进，形成从系统设计、电路设计、调试验证、可靠性试验、失效分析到研发反馈的完整质量管理闭环流程。

车规工况环境下的测试分析面临多重挑战，需要引入新的应用手段进行深入研究。通过失效分析进行失效根因查找，并给设计端和制造端提供反馈，从而提升芯片设计和制造能力。可靠性加速模型包括工作寿命老化（热载流子注入HCI、负偏置温度不稳定性NBTI、经时介质击穿TDDB等）、加速环境测试（分层、桥接、电迁移等）以及静电放电模型（充电器件模型、人体模型、闩锁模型等）。失效分析技术则涵盖无损检测、电性失效分析、样品制备、显微分析和材料分析等技术。

新制程发展方向也带来了失效分析新技术的需求。在高端工艺和制造领域中，台积电积极布局先进制程工艺，英特尔发展3D、多维先进封装技术，这些布局与发展也对芯片失效分析提出了更高要求。

图源：演讲嘉宾素材

高可靠测评策略及实践案例

中国汽研通过寿命模拟、环境应力、静电等可靠性测评手段守护芯片全生命周期可靠性。寿命模拟通过HTOL、HTRB、HTGB、IOL、PC测试及多态加速老化试验，通过工作应力加速技术模拟芯片长期运行状态；环境应力通过高低温、恒温恒湿、冷热冲击试验及温度循环试验，精准模拟极宽温度范围各类极端工况，实现车规芯片在严苛环境下的可靠性极限验证；ESD&EMC通过ESD&闩锁测试系统实现微秒级静电放电模拟，精确复现静电防护各种场景，搭配芯片级EMC测试满足车规级AEC-Q/IEC等严苛标准。

芯片电性测评是筑牢芯片质量根基的关键环节，包括ATE测试、系统级测试和数据监控三个层面。ATE测试作为可靠性实验前后的回测判定准则，确认芯片是否满足设计规格和应用场景需求；系统级测试针对智驾和智舱等高算力Soc，评估其实际工况、算力性能、图像处理能力和能效比；数据监控则通过全流程数据管控，精准把握芯片动态变化过程，确保量产批次和工艺稳定性。

失效剖析与材料表征方面，面向车规芯片先进制程、先进封装、温度等级等发展需求，需要高低温电参数分析平台以及电性缺陷定位系统，覆盖板级、封装、晶圆以及器件的分析能力。通过缺陷定位、样品制备和材料表征等手段，实现芯片可靠性的深度透视，赋能芯片设计优化与良率提升。

中国汽研创新性地提出了车规芯片金字塔管理分析流程，以失效背景为基础、自顶向下的金字塔式失效分析管理方法，精准定位缺陷来源，深入解析异常根源。高质量样品制备技术结合先进检测设备，逼近物性分析尺度极限，应对新工艺新架构中技术挑战，为智驾芯片安全性和可靠性保驾护航。

实践案例表明，多尺度协同仿真、芯片寿命预测和材料科学等方面的研究取得了显著成效。通过构建从原子级到系统级的多尺度协同仿真体系，赋能汽车芯片全场景验证，加速芯片设计-制造-应用闭环迭代；构建从芯片微观缺陷演化到系统功能衰退的全生命周期管理系统，实现车规芯片在极端多场耦合工况下的寿命预测与失效预防；构建从材料设计、材料制备、性能表征到可靠应用的芯片材料科学体系，推动新材料-新工艺-新器件的协同创新。

构建汽车芯片安全应用体系

面对系统性的产业链问题，中国汽研创新性地提出关键汽车芯片安全应用体系，主要遵从三个原则、围绕四个机制展开。三个原则包括分步推进和目标导向、基线思维和数据为王、生态协同和定期复盘长期监控；四个机制包括双轨验证、双目录管理，准入目录 观察目录、分级分类和数据监控。

该体系的运行框架采用"两层级"联动运行，芯片层和整车层通过中间产品系统、模组或者零部件相连，实现"正向验证链、逆向追溯链、跨层设计调节链"的芯片全链路闭环验证。芯片层验证芯片本身的安全和可靠性，整车应用层验证芯片应用的安全性和可靠性。

以智驾芯片为例，芯片企业可以通过芯片厂商单独或联合零部件厂、车企等方式，通过仿车仿真验证和实物验证双层验证芯片可靠性。通过仿真缺陷率、参数漂移、测试覆盖率等指标，形成准入目录和观察目录，实现芯片安全的全生命周期闭环监控。

核心目标是通过双目录共同构成监督的"安全筛网"，以芯片唯一ID为纽带实现全生命周期数据闭环监控。具体步骤包括芯片ID全域注册、测试数据动态锚定、风险芯片实时拦截和可信数据输出，最终实现问题精准拦截、批次风险提前预警和供应链透明化。

 

图源：演讲嘉宾素材

未来展望与挑战

随着汽车芯片技术的不断发展和应用场景的持续扩展，高可靠测评体系仍需不断完善和创新。中国汽研芯片测评研究中心作为国家汽车芯片质量与可靠性研究的重要科技平台，将继续构建"芯片-系统-整车"全维度测评验证体系，覆盖可靠性验证、失效分析、功能安全、电性测评、前沿技术研究等五大技术方向。

未来工作中，需要继续加强先进制程和先进封装条件下的失效分析技术研究，发展更高精度、更高效率的测评方法；需要持续完善汽车芯片标准体系，推动行业共识和技术规范的形成；需要深化产业链协同合作，促进芯片企业与整车企业的深度融合，共同提升汽车芯片的可靠性和安全性。

同时，随着国产化趋势的加速推进，需要加强对国产汽车芯片的测评技术支撑，构建自主可控的测评体系和技术标准，助力国产芯片实现高质量规模化上车应用。通过持续的技术创新和实践探索，中国汽研将继续为汽车芯片产业高质量发展提供有力支撑，为汽车安全保驾护航。

（以上内容来自于中国汽车工程研究院有限公司芯片测评研究中心主任周昕于2025年9月12日在2025第五届汽车芯片产业大会上进行的发表的《车规芯片高可靠测评范式及行业实践》主题演讲。）