類比半導(dǎo)體：國產(chǎn)化浪潮下，高品質(zhì)數(shù)模混合芯片“誕生記”

  ICC訊  近5年來，國產(chǎn)替代的宏觀政策加持與國際形勢、供應(yīng)鏈安全的不確定性影響下，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈力求形成供應(yīng)閉環(huán)能力，上海類比半導(dǎo)體技術(shù)有限公司(以下簡稱“類比半導(dǎo)體”)創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)表示，“當(dāng)前，消費(fèi)類、通訊、泛工業(yè)、汽車電子等領(lǐng)域已形成不同程度的國產(chǎn)化趨勢;而在已有一定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的領(lǐng)域，國產(chǎn)替代正迎來 ‘內(nèi)卷’，產(chǎn)品比肩國際大廠的目標(biāo)被部分芯片企業(yè)提上日程......”

  類比半導(dǎo)體作為模擬及混合信號芯片設(shè)計(jì)公司，經(jīng)多年高速發(fā)展，在工業(yè)、醫(yī)療、通信，汽車等領(lǐng)域形成了高品質(zhì)信號鏈和電源兩類產(chǎn)品方向。當(dāng)前，類比半導(dǎo)體創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)就芯片國產(chǎn)化進(jìn)程中，高品質(zhì)芯片“質(zhì)量、性能、供應(yīng)鏈”等發(fā)展趨勢作分享。

  全球供應(yīng)鏈重構(gòu)浪潮下，走入“深水區(qū)”的芯片國產(chǎn)替代

  首先，走在國產(chǎn)替代最前列的是消費(fèi)類芯片，諸多手機(jī)廠商里較難突破的芯片已完成或初步完成了替代;通信和泛工業(yè)類在2019年前后也加入了這一陣營，“芯片荒”更加劇了這一進(jìn)程;汽車電子市場去年起步，在今年也呈現(xiàn)出“遍地開花”的趨勢，也是國產(chǎn)芯片廠商廣闊的發(fā)展空間。

  當(dāng)前，國產(chǎn)設(shè)備廠商對使用國產(chǎn)芯片大多持開放態(tài)度，但如何選擇并甄別出與自身價(jià)值需求匹配的芯片供應(yīng)商，成為諸多客戶廠商的困惑。尤其在全球供應(yīng)鏈重構(gòu)浪潮下，可靠、高效的合作伙伴，無疑是“大浪淘沙”后的亟待攫取的金粒。

  “從類比半導(dǎo)體視角來看，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了漫長的奮斗后，各行業(yè)迎來交付高品質(zhì)產(chǎn)品時(shí)期。接下來，我們從類比半導(dǎo)體的視角以及近年來的實(shí)踐，具體談一談高品質(zhì)芯片?！?

  類比半導(dǎo)體如何理解并踐行“高品質(zhì)芯片”?

  高品質(zhì)芯片應(yīng)用廣泛，在高端消費(fèi)領(lǐng)域、泛工業(yè)領(lǐng)域和汽車電子領(lǐng)域，均有著高滲透率，類比半導(dǎo)體創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)告訴集微網(wǎng)：“2019年前，市場會(huì)用‘高端芯片’進(jìn)行代指。而隨著認(rèn)識的進(jìn)一步加深，業(yè)內(nèi)覺得‘高品質(zhì)芯片’或許更貼切?！?

  高品質(zhì)芯片涉及到3項(xiàng)重要的客戶訴求：

  1)面臨各種復(fù)雜且惡劣的應(yīng)用場景下，芯片的可靠性、魯棒性要經(jīng)得起考驗(yàn)(不壞，有效);

  2)芯片在客戶設(shè)備中運(yùn)行5年、10年，甚至20年后，要保證質(zhì)量的穩(wěn)定性和批次的一致性;

  3)芯片的基礎(chǔ)功能和性能在初期客戶驗(yàn)證時(shí)清晰明了，這是高品質(zhì)芯片的“基礎(chǔ)功”。

  上述幾點(diǎn)在類比半導(dǎo)體成立之初，糅合在了公司的產(chǎn)品基因里，被視作生命線，并身體力行地向外界輸出高品質(zhì)芯片的企業(yè)價(jià)值和品牌觀念。眾所周知，類比半導(dǎo)體從新能源領(lǐng)域的鋰電池生產(chǎn)設(shè)備市場起步，定制了一款集成AFE(ASSP/AISC/SOC)芯片，并在鋰電池生產(chǎn)工廠得到廣泛應(yīng)用，其中囊括ABC – ATL、比亞迪、寧德時(shí)代、LSS – LG、SK、三星SDI等。

  以該AFE芯片為例，類比半導(dǎo)體從產(chǎn)品定義的那一刻起，已全面考慮客戶設(shè)備在鋰電池工廠使用的復(fù)雜工況，在選擇晶圓和封裝時(shí)“優(yōu)中選優(yōu)”;同時(shí)，結(jié)合自身豐富強(qiáng)大的模擬數(shù)?；旌显O(shè)計(jì)能力，確保設(shè)計(jì)的可靠性、可測性的同時(shí)保證設(shè)備冗余度，及完善的5大測試環(huán)節(jié)保證：

  1)芯片內(nèi)部系統(tǒng)的功能、性能和寄存器等遍歷，確保功能全面滿足設(shè)計(jì)指標(biāo);

  2)嚴(yán)苛的可靠性測試(采用高于國際大廠的標(biāo)準(zhǔn)：采用150℃/600hrs或125℃/2000hr的相當(dāng)2倍于標(biāo)準(zhǔn)的老化測試，確保芯片的超長壽命裕量;封裝可靠性上，Temp Cycling采用-65-150℃ 500 cycles 確保產(chǎn)品長期可靠穩(wěn)定一致);

  3)超百次的芯片性能bench測試，充分驗(yàn)證類比芯片在不同溫度、電壓等條件下的一致性;

  4)客戶系統(tǒng)視角下，幾十項(xiàng)工況用例測試及超極限測試，可明確獲悉產(chǎn)品在一切潛在異常情況下，芯片能否正常工作;其次，芯片在何種條件下會(huì)失效損壞，得到極限數(shù)據(jù);

  5)覆蓋率接近100%的量產(chǎn)測試。從設(shè)計(jì)階段DFT開始，到量產(chǎn)測試用例的構(gòu)建優(yōu)選，測試限值卡控的規(guī)范，到測試工序的嚴(yán)格流程管理。這部分類比有強(qiáng)悍的測試算法架構(gòu)，保證在測試成本增加有限前提下，量產(chǎn)測試覆蓋率接近100%，對交付的每顆芯片進(jìn)行保障。

  類比半導(dǎo)體堅(jiān)持將各個(gè)環(huán)節(jié)做到極致——經(jīng)驗(yàn)、時(shí)間、資金的大力投入，獲得符合客戶實(shí)際需求的產(chǎn)品，也是再樸素不過的產(chǎn)品理念。只有這些都做到位了，芯片的可靠性，一致性和性能才可以比肩甚至超過國際大廠，“3年來，類比半導(dǎo)體在鋰電設(shè)備市場累計(jì)發(fā)貨產(chǎn)品達(dá)“10kk”量級，迄今'0客訴0客退'，最大失效率顆粒度僅0.1ppm?！?

  “體系保障”為高品質(zhì)芯片保駕護(hù)航

  誠如上文所述，高品質(zhì)芯片是各環(huán)節(jié)追求極致的必然結(jié)果。而類比半導(dǎo)體高效、可靠的“體系”，是保障每個(gè)環(huán)節(jié)精準(zhǔn)落地的關(guān)鍵與底線，“類比半導(dǎo)體的質(zhì)量流程體系有如一株大樹，社會(huì)和市場環(huán)境仿佛樹木賴以生存的大地。”

  1)根系：企業(yè)價(jià)值觀、文化理念如同樹木之根，源源不斷地汲取大地養(yǎng)分，滋養(yǎng)企業(yè)發(fā)展。

  “當(dāng)一家企業(yè)立志為市場提供高品質(zhì)芯片的那一刻，巨大的挑戰(zhàn)即刻將臨，其必然不會(huì)因芯片發(fā)布時(shí)間點(diǎn)RTM和芯片成本COST而輕易妥協(xié)。健康有力的根系力量，才能在樹木成長過程中‘不忘初心 牢記使命’，不受外界干擾把持自己?！?

  2)樹干：芯片核心的開發(fā)過程。

  長期以來，類比半導(dǎo)體將研發(fā)視作質(zhì)量管理的“根基”，從ISO9001、IATF16949、IPD到ISO26262，質(zhì)量體系演變的過程就是研發(fā)不斷細(xì)化的縮影。此外，類比半導(dǎo)體建立了NPD控制程序，涵蓋“需求跟蹤管理、研發(fā)工具和資料配置管理、DFT和測試覆蓋率控制、可靠性前置設(shè)計(jì)、明確的評審檢查細(xì)則、器件和高可靠性BOM選型、嚴(yán)苛的產(chǎn)品驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)、有效的風(fēng)險(xiǎn)/問題跟蹤和總結(jié)”等。

  而真正能影響產(chǎn)品質(zhì)量的，是研發(fā)流程和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。研發(fā)流程上，類比半導(dǎo)體觀摩國際大廠經(jīng)驗(yàn)，細(xì)化濃縮為36個(gè)內(nèi)部評審節(jié)點(diǎn);研發(fā)芯片測試標(biāo)準(zhǔn)上，類比半導(dǎo)體制定了全面且嚴(yán)格的測試流程和標(biāo)準(zhǔn)，“6西格瑪”或“CPK>=2.0”都是基本要求。在量產(chǎn)測試100%覆蓋率目標(biāo)下，要求獨(dú)立的設(shè)計(jì)質(zhì)量審核員對所有測試數(shù)據(jù)進(jìn)行審核并存檔，進(jìn)而將研發(fā)過程的有機(jī)控制最大化。

  3)樹枝：質(zhì)量體系管理的過程方法。

  在類比半導(dǎo)體理念中，“樹枝”是由研發(fā)流程延伸出來的子流程組成，包括——采購管理、供應(yīng)商管理、測試程序管理、實(shí)驗(yàn)室管理等。以供應(yīng)商管理為例，類比半導(dǎo)體傾向選擇相對成熟度較高的供應(yīng)商，以確保制程的穩(wěn)定;其次，依據(jù)產(chǎn)品特性、特殊管控點(diǎn)、累積問題等，持續(xù)規(guī)范供應(yīng)商生產(chǎn)流程很重要，“核心就是‘細(xì)’，盯得越細(xì)，越能及早發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)，越有機(jī)會(huì)避免潛在問題發(fā)生?！?

  最后

  “類比半導(dǎo)體的英文寫作——AnalogYSemi。Analog是傳統(tǒng)模擬(中國臺灣省譯作類比)的意思，數(shù)?；旌闲酒苍诖烁拍钪?Semi有半導(dǎo)體的意思;更為有趣的是兩者間的‘Y’很像一顆小樹苗。

  《孟子》云：天下之不助苗長者，寡矣?！苯陙?，類比半導(dǎo)體步伐穩(wěn)健，為產(chǎn)業(yè)持續(xù)輸出高品質(zhì)芯片，日漸成為品質(zhì)可比肩國際大廠的模擬和數(shù)模混合芯片“森林”中一棵樹木。類比半導(dǎo)體堅(jiān)信，隨著產(chǎn)業(yè)“日拱一卒無有盡”，國產(chǎn)高品質(zhì)芯片供應(yīng)商茁壯成林、遍布神州大地。