在電子設備中大海撈針

 

現在如果您的汽車有問題，引擎檢查燈會一直亮著，提醒你前往維修店；無視這些問題可能會對您的車或您自己造成傷害。或者，您會收到明信片或電子郵件
，通知您您的汽車需要更換零件。高田（Takata）安全氣囊問題的陰影已經持續了七年

，而且隨著ADAS L4級和L5級駕駛級別的問世，汽車製造商將需要更加積極主動地應對召回和進行預測性維護。

 

召zhao回hui通tong常chang源yuan於yu涉she及ji複fu雜za係xi統tong中zhong單dan個ge組zu件jian的de可ke靠kao性xing問wen題ti。以yi高gao田tian安an全quan氣qi囊nang為wei例li，安an全quan氣qi囊nang中zhong使shi用yong的de氣qi體ti的de性xing質zhi會hui在zai產chan品pin使shi用yong壽shou命ming內nei發fa生sheng變bian化hua。對dui於yu現xian代dai汽qi車che電dian子zi產chan品pin而er言yan
，召zhao回hui可ke能neng涉she及ji非fei常chang多duo細xi微wei的de問wen題ti和he零ling部bu件jian。

 

目前最大的問題與封裝故障和電路板焊錫凸塊有關。但是，鑒於IC製造工藝與汽車所承受的機械應力和溫度應力之間的複雜關係
，故障的確切原因仍然不那麼容易診斷。

 

考慮納米壓痕（機械應力）對CMOS器件特性的影響。大眾汽車公司曾觀察到來自三個不同IC供應商的板級質量問題。在2018年國際可靠性和物理研討會上發表的一項研究中，研究人員展示了28nm CMOS SRAM單元在納米壓痕下晶體管性能的變化。當應力為0時
，晶體管恢複正常。這將機械應力的影響細化到了一個全新的水平。應力一直存在，但是現在它們正在對當前的技術產生影響。

 

隨著半導體技術越來越先進，沒有人知道汽車電子供應鏈會出現什麼新的故障機製。

 

“隨著汽車計算需求進入最新技術，矽片故障將比過去更高。”PDF Solutions（普迪飛半導體）高級解決方案副總裁Dennis Ciplickas說，“生sheng命ming安an全quan是shi一yi回hui事shi，但dan是shi產chan品pin質zhi量liang是shi另ling一yi回hui事shi。你ni可ke能neng會hui有you隨sui時shi壞huai掉diao的de東dong西xi，因yin此ci產chan品pin質zhi量liang可ke能neng是shi整zheng合he各ge生sheng產chan步bu驟zhou數shu據ju的de重zhong要yao短duan期qi驅qu動dong力li。”

 

要滿足汽車領域對質量的嚴格要求，製造過程之後的測試結果反饋將至關重要，因為您不會對不了解的項目進行測試。

 

ciwai，jiezhuqichedexianchangshuju
，ninkeyizhakanbandaotihedianzichanpingongyinglianshuju，genghaodifaxianqianzaiwentidexinhao，bingquedingjianqingfengxiandecuoshi，yonggezhongfangshiquhuoquqichedeshujubingyuqizhizaopuxilianxiqilai，lejieweishenmehuichuxianguzhang，bingbianbieshifoukenengcunzaigengyanzhongdeguzhang。suoyouzhexiedouxuyaokezhuisuxing。

 

追蹤矽器件的製造來源

 

對於向安全關鍵型應用提供芯片或其他電子器件的公司來說，這一切都不會丟失。

 

“對我們所有客戶而言，最大的問題是可追溯性，”yieldHUB首席執行官John O''Donnell說
，“你ni需xu要yao能neng夠gou在zai數shu據ju庫ku中zhong搜sou索suo芯xin片pian，並bing查zha看kan其qi在zai晶jing圓yuan分fen類lei中zhong的de位wei置zhi，在zai模mo塊kuai中zhong的de位wei置zhi
，以yi及ji與yu其qi他ta芯xin片pian相xiang比bi該gai芯xin片pian的de性xing能neng如ru何he。每mei個ge人ren都dou在zai追zhui求qiu這zhe種zhong能neng力li，現xian在zai人ren們men還hai並bing不bu確que定ding自zi己ji應ying該gai具ju體ti怎zen麼me做zuo。但dan是shi他ta們men確que實shi知zhi道dao自zi己ji必bi須xu這zhe麼me做zuo。我wo們men的de數shu據ju在zai模mo塊kuai中zhong
、最(zui)終(zhong)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)中(zhong)和(he)初(chu)始(shi)晶(jing)圓(yuan)保(bao)持(chi)一(yi)致(zhi)性(xing)。我(wo)們(men)的(de)客(ke)戶(hu)可(ke)以(yi)訪(fang)問(wen)模(mo)塊(kuai)數(shu)據(ju)。我(wo)們(men)向(xiang)他(ta)們(men)保(bao)證(zheng)，他(ta)們(men)可(ke)以(yi)在(zai)幾(ji)秒(miao)鍾(zhong)內(nei)追(zhui)蹤(zong)到(dao)從(cong)模(mo)塊(kuai)到(dao)晶(jing)片(pian)分(fen)類(lei)的(de)所(suo)有(you)數(shu)據(ju)。由(you)於(yu)沒(mei)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)測(ce)試(shi)數(shu)據(ju)，可(ke)能(neng)會(hui)出(chu)現(xian)以(yi)前(qian)不(bu)明(ming)顯(xian)的(de)常(chang)見(jian)故(gu)障(zhang)。但(dan)是(shi)現(xian)在(zai)
，如(ru)果(guo)你(ni)知(zhi)道(dao)這(zhe)些(xie)模(mo)塊(kuai)的(de)最(zui)終(zhong)位(wei)置(zhi)

，則(ze)可(ke)以(yi)在(zai)所(suo)有(you)芯(xin)片(pian)之(zhi)間(jian)建(jian)立(li)關(guan)聯(lian)。這(zhe)很(hen)快(kuai)就(jiu)會(hui)實(shi)現(xian)了(le)。所(suo)以(yi)現(xian)在(zai)如(ru)果(guo)有(you)一(yi)個(ge)芯(xin)片(pian)體(ti)現(xian)出(chu)某(mou)種(zhong)性(xing)能(neng)
，而(er)其(qi)他(ta)所(suo)有(you)芯(xin)片(pian)都(dou)是(shi)那(na)樣(yang)的(de)，你(ni)就(jiu)能(neng)夠(gou)分(fen)辨(bian)它(ta)們(men)分(fen)別(bie)進(jin)入(ru)了(le)哪(na)個(ge)模(mo)塊(kuai)。“

 

SEMI追溯標準委員會一直在製定一個跨供應鏈的追溯框架。在SEMI T23標準（2019年批準）中，從晶圓到多芯片設備都需要一個唯一的設備ID，可以通過供應鏈進行傳播。通過區塊鏈技術共享數據，可以增加安全性和防偽保護。這樣
，就可以知道電子設備的供應過程。

 

半導體IDM和代工廠長期以來一直使用芯片ID來跟蹤缺陷測量並為晶圓製造提供反饋機製。他們使用芯片ID將晶圓分類測試數據前饋至組裝步驟和封裝級測試。交付給客戶封裝級ID可以由客戶進一步跟蹤。但是
，不需要將封裝ID鏈接到芯片ID，因為不要求任何人都可以讀取這些ID。

 

如果符合SEMI T23標準，則製造商的設備ID可以在整個供應鏈上共享。

 

對於具有高可靠性要求的芯片終端用戶（例如網絡主幹、醫療植入物和汽車製造商）而言

，這是很有價值的。如果每個供應商都有設備ID，並bing且qie在zai後hou續xu製zhi造zao步bu驟zhou和he最zui終zhong使shi用yong係xi統tong中zhong都dou可ke以yi讀du取qu，就jiu會hui極ji大da地di方fang便bian電dian子zi設she備bei的de分fen析xi。然ran後hou可ke以yi合he並bing供gong應ying商shang之zhi間jian的de數shu據ju
，以yi更geng深shen入ru地di研yan究jiu數shu據ju。

 

SEMI T23標準通過規定最低要求來實現數據融合。為了實現可追溯性
，該標準規定設備供應商必須為每個設備提供唯一的設備ID
，並且該ID必須在外部可讀。另外，它要求來自設備供應商的製造和測試數據能夠連接到設備ID。如(ru)果(guo)所(suo)有(you)與(yu)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)有(you)關(guan)的(de)供(gong)應(ying)商(shang)都(dou)滿(man)足(zu)了(le)該(gai)標(biao)準(zhun)，則(ze)該(gai)標(biao)準(zhun)可(ke)以(yi)識(shi)別(bie)測(ce)試(shi)範(fan)圍(wei)的(de)空(kong)白(bai)，支(zhi)持(chi)有(you)針(zhen)對(dui)性(xing)地(di)召(zhao)回(hui)可(ke)疑(yi)部(bu)分(fen)，並(bing)在(zai)整(zheng)個(ge)供(gong)應(ying)鏈(lian)中(zhong)共(gong)享(xiang)數(shu)據(ju)。

 

該標準與設備ID的實現方式無關。SEMI有各種關於設備ID的具體標準（T7、T9、T19、E142標準）
，IEEE也有關於電子芯片ID的規定1149.1-2013。沒有標準要求必須提供包含設備ID的數據，這可以通過供應商之間的保密協議或第三方解決。

 

那麼，這一切對汽車製造商意味著什麼呢？

 

以汽車製造係統中發生故障的某個零件為例
，在退貨中心，製造商可以讀取所有的設備ID。例如運送到PCB製造商的MCM（Multi-Chip Module
，多芯片模塊）包含以下設備ID：

 

 

圖2：MCM示例

 

此功能使汽車製造商可以對上一個製造步驟聲明“該零件有這些故障”，並指出“這是與每個故障相關的設備ID列表”。這zhe樣yang一yi來lai，他ta們men就jiu可ke以yi繪hui製zhi出chu每mei個ge設she備bei故gu障zhang的de製zhi造zao譜pu係xi。一yi旦dan確que定ding了le共gong同tong點dian
，就jiu可ke以yi將jiang其qi前qian饋kui以yi識shi別bie供gong應ying鏈lian製zhi造zao過guo程cheng中zhong的de設she備bei，從cong而er防fang止zhi有you缺que陷xian的de零ling部bu件jian進jin入ru汽qi車che，或huo者zhe識shi別bie需xu要yao召zhao回hui零ling部bu件jian的de車che輛liang。

 

多家數據分析公司說明了跨供應鏈數據整合的價值
，這些數據有助於識別現場質量和可靠性問題。

 

“1-2級電子產品和新的製造或封裝技術之間存在時間相關性。”PDF Solutions的Ciplickas表示，“隨著封裝變得越來越複雜，芯片數量增加，封裝技術出現問題的可能性也隨之增加。因此，可追溯性和連接晶圓信息、封裝測試數據的能力
，批次級和裝配級缺陷曆史記錄，以及原材料批次等記錄變得很重要。終端商需要這些數據來厘清發生的問題、根本原因以及問題的普遍程度


，以便進行正確的召回。”

 

buguo，zhezhishizhenggenantizhongdeyixiaobufen。duoxinpianmokuaiheduoxinpianfengzhuangyouzengjialelingyigecengcidekezhuisuxingyaoqiu，yinweikenengbingfeisuoyouxinpiandoulaizitongyigongyingshang。

 

“特te別bie是shi汽qi車che業ye，如ru何he使shi用yong電dian子zi技ji術shu方fang麵mian還hai有you很hen多duo需xu要yao考kao慮lv，因yin為wei它ta們men的de價jia值zhi將jiang不bu斷duan上shang升sheng，並bing且qie汽qi車che中zhong的de內nei容rong將jiang在zai未wei來lai幾ji年nian瘋feng狂kuang增zeng長chang
，尤you其qi是shi隨sui著zhe高gao級ji駕jia駛shi輔fu助zhu係xi統tong和he電dian氣qi化hua的de發fa展zhan
，”ASE（日月光半導體）的業務發展高級副總裁Rich Rice說，“因(yin)此(ci)，生(sheng)產(chan)商(shang)不(bu)得(de)不(bu)開(kai)始(shi)考(kao)慮(lv)怎(zen)麼(me)做(zuo)更(geng)好(hao)。我(wo)們(men)開(kai)始(shi)看(kan)到(dao)，現(xian)在(zai)的(de)決(jue)策(ce)通(tong)常(chang)不(bu)是(shi)要(yao)做(zuo)一(yi)些(xie)僅(jin)僅(jin)將(jiang)電(dian)路(lu)連(lian)接(jie)起(qi)來(lai)的(de)低(di)成(cheng)本(ben)產(chan)品(pin)
，而(er)是(shi)更(geng)傾(qing)向(xiang)於(yu)做(zuo)更(geng)加(jia)可(ke)靠(kao)的(de)產(chan)品(pin)，從(cong)而(er)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)故(gu)障(zhang)率(lv)和(he)返(fan)廠(chang)率(lv)。”

 

在各種方法中增加可追溯性同樣越來越有價值。“使用中的數據使汽車製造商感到興奮，因為從根本上講，這意味著再也沒有召回了。”OptimalPlus半導體業務部門副總裁兼總經理Doug Elder提到，“zhedoushiguanyuyucemoxingde。ruguomougexiangjizaimoutianhuaile，nametahuailedeyuanyinshishenme？shengchangongyibuzhoushifouyoubianhua
？ciwai
，shihanxijihaishiceshiyiqichulewenti？womennenggouzuodejiushibasuoyoudewuchadegongchajiaqilai。erqie
，ruguonikeyirangqichezhizaoshangshiyongyigeguanchuanzhenggegongyingliandetongyongpingtai，namenijiukeyijiangsuoyouzhexiedongxilianxizaiyiqi。”

 

可追溯性強製執行

 

作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)嚴(yan)格(ge)管(guan)理(li)其(qi)供(gong)應(ying)鏈(lian)的(de)行(xing)業(ye)，汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)應(ying)該(gai)歡(huan)迎(ying)可(ke)追(zhui)溯(su)性(xing)標(biao)準(zhun)
，能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)對(dui)商(shang)品(pin)及(ji)其(qi)相(xiang)關(guan)數(shu)據(ju)的(de)管(guan)理(li)。盡(jin)管(guan)無(wu)人(ren)駕(jia)駛(shi)汽(qi)車(che)的(de)前(qian)景(jing)可(ke)能(neng)被(bei)視(shi)為(wei)長(chang)期(qi)因(yin)素(su)
，但(dan)目(mu)前(qian)僅(jin)僅(jin)管(guan)理(li)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)質(zhi)量(liang)就(jiu)足(zu)以(yi)推(tui)動(dong)可(ke)追(zhui)溯(su)性(xing)的(de)發(fa)展(zhan)。不(bu)僅(jin)ADAS電子模塊中會用到半導體設備
，整個汽車都會用到，例如燃油噴射和製動係統，這些也都會影響安全性。

 

“合格的汽車產品需要滿足全麵質量管理的審核要求。”Synopsys汽車知識產權市場營銷部門總監Ron DiGiuseppe說，“盡管在汽車16年的使用壽命中
，隻有億分之一的缺陷率，我們仍然需要具備確定故障根源的能力。”

 

麵臨的其他問題

 

軟ruan件jian的de應ying用yong又you增zeng加jia了le另ling一yi層ceng複fu雜za性xing，特te別bie是shi涉she及ji到dao可ke追zhui溯su性xing。汽qi車che中zhong的de軟ruan件jian數shu量liang正zheng在zai急ji劇ju增zeng長chang。但dan是shi
，並bing非fei所suo有you軟ruan件jian都dou是shi開kai放fang的de

，而er且qie並bing非fei所suo有you軟ruan件jian都dou可ke以yi維wei修xiu，幾ji乎hu不bu間jian斷duan地di更geng新xin算suan法fa使shi得de很hen難nan跟gen蹤zong更geng新xin導dao致zhi的de硬ying件jian功gong能neng問wen題ti。到dao目mu前qian為wei止zhi，這zhe已yi經jing超chao出chu了le許xu多duo硬ying件jian行xing業ye的de範fan圍wei。

 

“如果您正在運行軟件並且算法中有錯誤，則可能與其他算法不匹配。”來自西門子Mentor業務部門的AI架構師Rahul Singhal表示，“muqian，weiyidejiejuefangfashitianjiarongyuhexitongjifangfa。zhizaoqichexitongdeyuanshishebeizhizaoshangbixuweicitigongshidangdezhidao。ruguonideruanjianchuxianlecuowu，zekenenglaiziyugebiedeyingyongchengxu。”

 

最重要的是
，即使製定了標準，也並不意味著製造商會實施。要為L4級和L5級ADAS做準備，汽車製造商就需要可追溯性來提高質量。每一個沒有在生產線上及時發現的有缺陷的零件，都會使成本增加約10倍。憑借對供應鏈嚴格控製的曆史以及更多的電子供應商進入該供應鏈，汽車製造商可以要求其供應鏈中的每家供應商都符合SEMI T23標準。汽車製造商已經開始加入SEMI
，這可能預示著需求正在到來。

 

下一步是什麼

？

 

雖(sui)然(ran)從(cong)理(li)論(lun)上(shang)講(jiang)，所(suo)有(you)來(lai)源(yuan)的(de)數(shu)據(ju)都(dou)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)對(dui)電(dian)子(zi)零(ling)件(jian)的(de)性(xing)能(neng)進(jin)行(xing)細(xi)致(zhi)入(ru)微(wei)的(de)洞(dong)察(cha)
，但(dan)實(shi)現(xian)這(zhe)種(zhong)能(neng)力(li)的(de)關(guan)鍵(jian)在(zai)於(yu)實(shi)現(xian)可(ke)追(zhui)溯(su)性(xing)的(de)成(cheng)本(ben)以(yi)及(ji)供(gong)應(ying)商(shang)之(zhi)間(jian)共(gong)享(xiang)數(shu)據(ju)的(de)信(xin)任(ren)度(du)。

 

至少，現在關於可追溯性的討論比過去多得多。“醫療設備長期以來一直有可追溯性的需求動機
，在汽車方麵，它與成本有關，當然肯定也有聲譽的因素，但主要與成本有關。”Ciplickas說，“在什麼情況下實施這些措施才最具有成本效益？”

 

其他人也有類似的觀點
，O''Donnell說：“可靠性和可追溯性對於在雲、區塊鏈、汽車、5G中運行的AI至zhi關guan重zhong要yao。要yao運yun行xing機ji器qi學xue習xi軟ruan件jian
，你ni需xu要yao非fei常chang快kuai速su的de可ke追zhui溯su性xing和he易yi於yu提ti取qu的de能neng力li，並bing且qie還hai要yao具ju備bei將jiang任ren何he可ke能neng存cun在zai的de環huan境jing變bian量liang考kao慮lv在zai內nei的de能neng力li。”

 

在這一點上，供應鏈中供應商之間的數據共享還不是常態。甚至SEMI T23標準都聲明包含設備ID的(de)數(shu)據(ju)不(bu)是(shi)必(bi)需(xu)的(de)，並(bing)承(cheng)認(ren)共(gong)享(xiang)數(shu)據(ju)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)各(ge)個(ge)供(gong)應(ying)商(shang)之(zhi)間(jian)的(de)保(bao)密(mi)協(xie)議(yi)。這(zhe)就(jiu)造(zao)成(cheng)從(cong)晶(jing)圓(yuan)廠(chang)到(dao)現(xian)場(chang)汽(qi)車(che)共(gong)享(xiang)數(shu)據(ju)時(shi)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)官(guan)僚(liao)主(zhu)義(yi)，同(tong)時(shi)也(ye)限(xian)製(zhi)了(le)當(dang)前(qian)的(de)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)生(sheng)態(tai)係(xi)統(tong)。

 

盡管如此，當所有來源的數據彙總時
，汽車供應鏈中的每個環節都有學習、改進、降低成本和生產更高質量產品的潛在可能性。要實現這些，可追溯性是必要的，但僅僅有可追溯性還不夠。

 

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