国产芯片应用新能源汽车VCU，功能与EOL测试技术实现突破

国产芯片应用新能源汽车VCU，功能与EOL测试技术实现突破

随着新能源汽车的快速发展，国产芯片在整车控制器（VCU）中的应用越来越广泛。然而，由于芯片自主可控的重要性以及全球性芯片短缺的影响，国产芯片的质量控制变得尤为关键。为此，研究人员开展了针对国产芯片方案整车控制器的生产质量控制关键技术研究，包括功能测试和EOL测试技术的研发，并成功研制了相应的测试设备。这些措施不仅提高了国产芯片方案在整车控制器中的应用稳定性，还保障了驾驶安全，推动了新能源汽车产业的发展。

近年来，新能源汽车的智能化和电动化趋势日益明显，车载芯片作为其核心部件，其重要性不言而喻。然而，当前中国在车载芯片领域的自主生产能力仍显不足。根据盖世汽车的数据显示，控制电流以及影响纯电动汽车性能的功率半导体中，中国的国产比例仅为15%左右，而用于支持自动驾驶等尖端应用的芯片比例更是不足5%。这无疑反映出中国在一系列关键芯片技术上的缺乏，至今仍不得不依赖日、美、欧等地的大型企业满足市场需求。

这一现象引起了业内广泛关注，尤其是在全球新能源汽车迅速发展的背景下，车载芯片的短缺问题可能直接影响到整个行业的进步和安全。面对这一困境，行业专家呼吁，加大对自主研发和生产的投资，以提高国内车载芯片的自给自足率。

VCU（Vehicle Control Unit）是新能源汽车的电控系统，相当于汽车的大脑，是新能源汽车的核心部件。VCU不仅可以控制新能源汽车的电动机工作，还可以控制车辆上其他电子设备的运行，实现整车控制。

作为新能源车中央控制单元，VCU是整个控制系统的核心，它采集电机及电池状态、加速踏板信号、制动踏板信号、执行器及传感器信号等多种信息，并根据驾驶员的意图综合分析做出相应判定。同时，VCU还负责监控下层各部件控制器的动作，确保汽车正常行驶、制动能量回馈、整车发动机及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等。VCU的作用相当于协调各个系统的工作，确保整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的工作。因此，VCU的性能好坏直接决定了新能源汽车整车性能的好坏，是新能源汽车不可或缺的重要部件。

芯片的质量管理是确保其可靠性、性能和寿命的关键方面。这一过程涵盖了多个方面，包括设计验证、生产过程控制、测试和检验、以及故障分析。这些因素相辅相成，共同确保了最终产品的质量。

设计验证

设计验证环节是确保芯片达到预期性能和可靠性要求的第一道关卡。这一阶段通常涉及到对设计的评审、仿真测试和原型评估。设计评审确保设计满足所有规范和需求，仿真测试模拟芯片在各种工作环境下的性能，而原型评估则通过实际制作芯片原型来检验设计在实际应用中的表现。

设计验证环节的成功，对于预防后续生产过程中可能出现的成本增加和时间延误具有重要意义。通过这一阶段的深度验证，可以及早发现设计缺陷，并在产品进入量产之前进行修正。

生产过程控制

生产过程控制致力于实现和维持生产过程中的稳定性和效率。这一阶段的控制策略包含过程监控、质量控制圈和持续改进等多个方面。过程监控通过实时数据收集来监测生产线的状态，确保生产活动按照既定参数运行。质量控制圈则是一个团队协作的过程，目的是通过持续的、系统的改进措施来提高产品质量与生产效率。

生产过程的精细管理，能够有效降低生产成本，提高产品一致性，减少废品率。维持生产过程的稳定性是确保芯片质量的关键，因此生产过程控制对于实现高效生产与高质量标准至关重要。

测试和检验

测试和检验是芯片质量管理中不可或缺的环节。这一阶段的目的是通过一系列的测试程序来验证芯片是否满足所要求的性能标准和可靠性指标。测试过程包括但不限于功能测试、性能测试、环境适用性测试等。功能测试主要是验证芯片是否能正常工作，性能测试则进一步评估其在极限条件下的工作性能，而环境适用性测试则是确保芯片能在各种环境条件下稳定运行。

对于检验过程，它包括对芯片生产过程中的中间产品和最终产品的检查。这一环节不仅涉及到视觉检查来发现显而易见的缺陷，还包括对芯片包装和标记的核查，确保它们符合标准要求。

故障分析

故障分析是芯片质量管理中的关键环节，它涉及到对失败芯片的系统分析，旨在找出失败的根本原因并采取适当的纠正措施。这个过程不仅有助于解决当前的质量问题，还能通过积累的经验和知识来预防未来可能出现的问题。

故障分析过程通常开始于对芯片故障模式的识别，随后通过一系列的实验室分析技术，如扫描电子显微镜（SEM）、X射线显微分析、电学特性测试等来诊断故障。这种深入的分析不仅能帮助理解故障发生的物理或化学原因，还能够提供改进产品设计和生产工艺的依据。

汽车EOL测试是指在汽车电子产品下线前进行的功能检测。简单来说，EOL测试使用专用的EOL设备，并注入EOL测试软件，将产品连接到设备上进行检测，以确保产品功能正常。EOL测试是产品开发过程中的一个工艺流程，涉及到软件和设备的开发调试。未来，EOL测试系统将在电子产品工艺方面有更广阔的发展前景。

汽车EOL测试系统具有以下特点：

• 可提供座舱系统所需的激励信号；
• 具有汽车模块诊断功能；
• 通过多种物理参量的测量，可以判断座舱内电器连接情况；
• 提供快速有效的接插件与汽车座舱线束的连接；
• 软件可以直观地指示测试流程，并显示每一步的测试结果；
• 数据存储在数据库中，系统数据安全可靠；
• 基于通用的PXI总线构架，系统扩展性强。

通过EOL测试，可以确保汽车电子产品的功能正常，提高产品质量。

国产芯片在新能源汽车VCU中的应用，不仅关系到汽车产业的自主可控，也直接影响到整车的性能和安全性。通过开展针对国产芯片方案整车控制器的生产质量控制关键技术研究，包括功能测试和EOL测试技术的研发，可以有效提高国产芯片方案在整车控制器中的应用稳定性，保障驾驶安全，推动新能源汽车产业的发展。未来，随着国产芯片技术的不断进步和质量控制体系的不断完善，中国有望在车载芯片领域实现突破，进一步推动汽车行业的竞争力与可持续发展。