类比半导体：国产化浪潮下，高品质数模混合芯片“诞生记”

来源:天天IC发布时间:2022-09-14486浏览

类比半导体作为模拟及混合信号芯片设计公司，经多年高速发展，在工业、医疗、通信，汽车等领域形成了高品质信号链和电源两类产品方向。当前，类比半导体创始团队就芯片国产化进程中，高品质芯片“质量、性能、供应链”等发展趋势作分享。

作者｜姜羽桐校对｜萨米

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集微网消息，近5年来，国产替代的宏观政策加持与国际形势、供应链安全的不确定性影响下，我国半导体产业链力求形成供应闭环能力，上海类比半导体技术有限公司（以下简称“类比半导体”）创始团队表示，“当前，消费类、通讯、泛工业、汽车电子等领域已形成不同程度的国产化趋势；而在已有一定产业基础的领域，国产替代正迎来 ‘内卷’，产品比肩国际大厂的目标被部分芯片企业提上日程......”

全球供应链重构浪潮下，走入“深水区”的芯片国产替代

首先，走在国产替代最前列的是消费类芯片，诸多手机厂商里较难突破的芯片已完成或初步完成了替代；通信和泛工业类在2019年前后也加入了这一阵营，“芯片荒”更加剧了这一进程；汽车电子市场去年起步，在今年也呈现出“遍地开花”的趋势，也是国产芯片厂商广阔的发展空间。

当前，国产设备厂商对使用国产芯片大多持开放态度，但如何选择并甄别出与自身价值需求匹配的芯片供应商，成为诸多客户厂商的困惑。尤其在全球供应链重构浪潮下，可靠、高效的合作伙伴，无疑是“大浪淘沙”后的亟待攫取的金粒。

“从类比半导体视角来看，我国半导体产业在经历了漫长的奋斗后，各行业迎来交付高品质产品时期。接下来，我们从类比半导体的视角以及近年来的实践，具体谈一谈高品质芯片。”

类比半导体如何理解并践行“高品质芯片”？

高品质芯片应用广泛，在高端消费领域、泛工业领域和汽车电子领域，均有着高渗透率，类比半导体创始团队告诉集微网：“2019年前，市场会用‘高端芯片’进行代指。而随着认识的进一步加深，业内觉得‘高品质芯片’或许更贴切。”

高品质芯片涉及到3项重要的客户诉求：

1）面临各种复杂且恶劣的应用场景下，芯片的可靠性、鲁棒性要经得起考验（不坏，有效）；

2）芯片在客户设备中运行5年、10年，甚至20年后，要保证质量的稳定性和批次的一致性；

3）芯片的基础功能和性能在初期客户验证时清晰明了，这是高品质芯片的“基础功”。

上述几点在类比半导体成立之初，糅合在了公司的产品基因里，被视作生命线，并身体力行地向外界输出高品质芯片的企业价值和品牌观念。众所周知，类比半导体从新能源领域的锂电池生产设备市场起步，定制了一款集成AFE(ASSP/AISC/SOC)芯片，并在锂电池生产工厂得到广泛应用，其中囊括ABC – ATL、比亚迪、宁德时代、LSS – LG、SK、三星SDI等。

以该AFE芯片为例，类比半导体从产品定义的那一刻起，已全面考虑客户设备在锂电池工厂使用的复杂工况，在选择晶圆和封装时“优中选优”；同时，结合自身丰富强大的模拟数模混合设计能力，确保设计的可靠性、可测性的同时保证设备冗余度，及完善的5大测试环节保证：

1）芯片内部系统的功能、性能和寄存器等遍历，确保功能全面满足设计指标；

2）严苛的可靠性测试（采用高于国际大厂的标准：采用150℃/600hrs或125℃/2000hr的相当2倍于标准的老化测试，确保芯片的超长寿命裕量；封装可靠性上，Temp Cycling采用-65-150℃ 500 cycles 确保产品长期可靠稳定一致）；

3）超百次的芯片性能bench测试，充分验证类比芯片在不同温度、电压等条件下的一致性；

4）客户系统视角下，几十项工况用例测试及超极限测试，可明确获悉产品在一切潜在异常情况下，芯片能否正常工作；其次，芯片在何种条件下会失效损坏，得到极限数据；

5）覆盖率接近100%的量产测试。从设计阶段DFT开始，到量产测试用例的构建优选，测试限值卡控的规范，到测试工序的严格流程管理。这部分类比有强悍的测试算法架构，保证在测试成本增加有限前提下，量产测试覆盖率接近100%，对交付的每颗芯片进行保障。

类比半导体坚持将各个环节做到极致——经验、时间、资金的大力投入，获得符合客户实际需求的产品，也是再朴素不过的产品理念。只有这些都做到位了，芯片的可靠性，一致性和性能才可以比肩甚至超过国际大厂，“3年来，类比半导体在锂电设备市场累计发货产品达“10kk”量级，迄今'0客诉0客退'，最大失效率颗粒度仅0.1ppm。”

“体系保障”为高品质芯片保驾护航

诚如上文所述，高品质芯片是各环节追求极致的必然结果。而类比半导体高效、可靠的“体系”，是保障每个环节精准落地的关键与底线，“类比半导体的质量流程体系有如一株大树，社会和市场环境仿佛树木赖以生存的大地。”

1）根系：企业价值观、文化理念如同树木之根，源源不断地汲取大地养分，滋养企业发展。

“当一家企业立志为市场提供高品质芯片的那一刻，巨大的挑战即刻将临，其必然不会因芯片发布时间点RTM和芯片成本COST而轻易妥协。健康有力的根系力量，才能在树木成长过程中‘不忘初心牢记使命’，不受外界干扰把持自己。”

2）树干：芯片核心的开发过程。

长期以来，类比半导体将研发视作质量管理的“根基”，从ISO9001、IATF16949、IPD到ISO26262，质量体系演变的过程就是研发不断细化的缩影。此外，类比半导体建立了NPD控制程序，涵盖“需求跟踪管理、研发工具和资料配置管理、DFT和测试覆盖率控制、可靠性前置设计、明确的评审检查细则、器件和高可靠性BOM选型、严苛的产品验证标准、有效的风险/问题跟踪和总结”等。

而真正能影响产品质量的，是研发流程和执行标准。研发流程上，类比半导体观摩国际大厂经验，细化浓缩为36个内部评审节点；研发芯片测试标准上，类比半导体制定了全面且严格的测试流程和标准，“6西格玛”或“CPK>=2.0”都是基本要求。在量产测试100%覆盖率目标下，要求独立的设计质量审核员对所有测试数据进行审核并存档，进而将研发过程的有机控制最大化。

3）树枝：质量体系管理的过程方法。

在类比半导体理念中，“树枝”是由研发流程延伸出来的子流程组成，包括——采购管理、供应商管理、测试程序管理、实验室管理等。以供应商管理为例，类比半导体倾向选择相对成熟度较高的供应商，以确保制程的稳定；其次，依据产品特性、特殊管控点、累积问题等，持续规范供应商生产流程很重要，“核心就是‘细’，盯得越细，越能及早发现潜在风险，越有机会避免潜在问题发生。”