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
，“shengminganquanshiyihuishi，danshichanpinzhiliangshilingyihuishi。nikenenghuiyousuishihuaidiaodedongxi
，yincichanpinzhiliangkenengshizhenghegeshengchanbuzhoushujudezhongyaoduanqiqudongli。”

 

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。ruguosuoyouyudianzishebeiyouguandegongyingshangdoumanzulegaibiaozhun，zegaibiaozhunkeyishibieceshifanweidekongbai，zhichiyouzhenduixingdizhaohuikeyibufen，bingzaizhenggegongyinglianzhonggongxiangshuju。

 

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。”

 

不(bu)過(guo)

，這(zhe)隻(zhi)是(shi)整(zheng)個(ge)難(nan)題(ti)中(zhong)的(de)一(yi)小(xiao)部(bu)分(fen)。多(duo)芯(xin)片(pian)模(mo)塊(kuai)和(he)多(duo)芯(xin)片(pian)封(feng)裝(zhuang)又(you)增(zeng)加(jia)了(le)另(ling)一(yi)個(ge)層(ceng)次(ci)的(de)可(ke)追(zhui)溯(su)性(xing)要(yao)求(qiu)，因(yin)為(wei)可(ke)能(neng)並(bing)非(fei)所(suo)有(you)芯(xin)片(pian)都(dou)來(lai)自(zi)同(tong)一(yi)供(gong)應(ying)商(shang)。

 

“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

 

zuoweiyigeyangeguanliqigongyingliandexingye，qichezhizaoshangyinggaihuanyingkezhuisuxingbiaozhun，nenggoushixianduishangpinjiqixiangguanshujudeguanli。jinguanwurenjiashiqichedeqianjingkenengbeishiweichangqiyinsu，danmuqianjinjinguanlilingbujiandezhiliangjiuzuyituidongkezhuisuxingdefazhan。bujinADAS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，“目mu前qian
，唯wei一yi的de解jie決jue方fang法fa是shi添tian加jia冗rong餘yu和he係xi統tong級ji方fang法fa。製zhi造zao汽qi車che係xi統tong的de原yuan始shi設she備bei製zhi造zao商shang必bi須xu為wei此ci提ti供gong適shi當dang的de指zhi導dao。如ru果guo你ni的de軟ruan件jian出chu現xian了le錯cuo誤wu，則ze可ke能neng來lai自zi於yu個ge別bie的de應ying用yong程cheng序xu。”

 

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AIzhiguanzhongyao。yaoyunxingjiqixuexiruanjian，nixuyaofeichangkuaisudekezhuisuxingheyiyutiqudenengli
，bingqiehaiyaojubeijiangrenhekenengcunzaidehuanjingbianliangkaolvzaineidenengli。”

 

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IDdeshujubushibixude，bingchengrengongxiangshujukenengxuyaogegegongyingshangzhijiandebaomixieyi。zhejiuzaochengcongjingyuanchangdaoxianchangqichegongxiangshujushikenengchanshengguanliaozhuyi，tongshiyexianzhiledangqiandeshujufenxishengtaixitong。

 

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。

 

PDF Solutions（普迪飛半導體技術有限公司）是一家為集成電路整個生命周期提供良率提升技術服務的領先供應商，同時也是業內頂級的半導體大數據解決方案專家。在公司成立近30年時間裏，持續為全球客戶提供良率提升和數據分析方麵的專業經驗和技術服務。針對中國大陸的半導體市場，PDF Solutions公司推出了基於雲端部署的Exensio-Hosted半導體數據分析平台。Exensio–Hosted是一款不需要任何IT維(wei)護(hu)的(de)企(qi)業(ye)級(ji)的(de)雲(yun)端(duan)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)係(xi)統(tong)，它(ta)可(ke)以(yi)讓(rang)我(wo)們(men)隨(sui)時(shi)隨(sui)地(di)去(qu)訪(fang)問(wen)數(shu)據(ju)，並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)做(zuo)一(yi)些(xie)定(ding)製(zhi)化(hua)的(de)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)，快(kuai)速(su)的(de)查(zha)找(zhao)問(wen)題(ti)的(de)根(gen)源(yuan)。該(gai)平(ping)台(tai)目(mu)前(qian)提(ti)供(gong)免(mian)費(fei)賬(zhang)號(hao)的(de)注(zhu)冊(ce)申(shen)請(qing)，方(fang)便(bian)芯(xin)片(pian)設(she)計(ji)企(qi)業(ye)迅(xun)速(su)掌(zhang)握(wo)先(xian)進(jin)的(de)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)手(shou)段(duan)。