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Analysis on the Quality Management of Chip Products

Time:2021-07-27 Reading times:2727

为了保证产品顺利产品化、市场化,芯片设计公司不但要关注芯片技术,芯片应用,市场和销售,生产运作,财务和会计,还要重视芯片品质管理。

 如何对芯片品质进行管理,需要关注到三点:

1、有正确的芯片质量理念

2、有完整的芯片质量体系思维

3、有专业的芯片质量知识


一、有正确的芯片质量理念

 质量是企业的生命,质量是品牌的基础。正确的芯片质量理念有助于芯片质量管理。

产品质量首先是设计出来的,其次才是制造出来的,质量控制应该从制造阶段进一步提前到设计阶段。——田口玄一

对于产品质量来说,不是100分就是0分。——松下幸之助

在芯片行业,体会最深的是芯片产品质量首先是设计出来的,其次才是制造出来的。设计是对性能和质量的定位,定位不同,标准不同。好和坏,是最原始的质量定位;好和优,是对客户和市场的质量定位。我们交付给客户的芯片产品一定是好的产品和有质量保障的产品,对质量的要求不同,对芯片设计的要求也就不同。

芯片质量不只是功能上的好和坏,芯片质量有一系列的标准和要求,有些客户需要,有些客户不需要,在规划和定义产品的时候就要认识到产品要对应的目标客户和市场。一般来说,质量要求的提高意味着成本的提升和研发难度的增加,以及对供应链的要求更高。

二、有完整的芯片质量体系思维

质量体系包含一套专门的组织机构,具备了保证产品或服务质量的人力、物力,还要明确有关部门和人员的职责和权力,以及规定完成任务所必需的各项程序和活动。因此质量体系是一个组织落实有物质保障和有具体工作内容的有机整体。

芯片设计公司一般申请ISO9001。ISO9000质量体系认证是由国家或政府认可的组织以ISO9000系列质量体系标准为依据进行的第三方认证活动,以绝对的权力和威信保证公开、公正、公平及相互间的充分信任。

TS16949是国际汽车行业的技术规范,是基于ISO9001的基础,加进了汽车行业的技术规范。此规范和ISO9000保持一致,但更着重于缺陷防范、减少在汽车零部件供应链中容易产生的质量波动和浪费。

质量管理贯穿整个过程,从芯片定义和设计,到芯片生产,最后到芯片交付。整个过程也涉及到质量的落实和保障,所以必须具备完整的芯片质量体系思维,并要关注到每个节点的质量管理,落实和保障质量。


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为了匹配到对应的质量标准和要求,PDCA成为质量控制的管控思路,项目一开始就应该建立质量策划及质量保证计划并展开定期审计确保各个环节管控落实,确保需求明确,准确评估,设计前有完整方案及风险评估,研发过程中建立必要仿真(Verilog A、电路前仿、版图后仿、OCEAN仿真、TCAD仿真等),设计完成也应该有完整的设计报告。定期的审计和项目完成的复盘工作既能监控研发过程质量,又能及时汲取有效经验,形成公司的知识库。

在芯片产品设计之初,测试方案的落实也是质量管理的保障的关键。测试大纲、测试用例也应该成为芯片研发活动的关键过程。芯片DFT设计会有效助力研发过程中的DEBUG。避免设计出来发现可测性差,关键指标无法确认,让研发和测试人员陷于困境,为了快速推出产品,有时会容忍质量隐患去获得量产机会的情况发生。

(三)有专业的芯片质量知识

对于芯片初创公司,每一步都很难。好不容易做出产品,要先跟竞品比性能;性能优于竞品,接下来要比价格;价格又有优势,客户却会担心产品供货能力;当拍着胸脯说服客户和保证供货没问题,客户又会担心产品可靠性有问题。

性能、价格、交货,这些都是看得见的。那么可靠性呢,看得见还是看不见?

可靠性是芯片质量的重要部分,也是大客户最关心和最重视的部分。一般的芯片客户判断产品可靠性是基于市场有哪些客户在量产,有多少出货量,有没有出现品质问题。

大客户判断芯片产品可靠性是基于芯片质量知识,是基于自己的经验和科学的可靠性测试结果。

芯片测试包括IC性能指标测试和IC可靠性测试。为了更好的理解芯片品质管理,引入三个名词:品质、质量、可靠性。

品质属于定性分析,主要是主观的因素,评价标准或判断是主观的,可以用于人和物。

质量(Quality)就是产品性能的测量,它回答了一个产品是否合乎规格(SPEC)的要求,是否符合各项性能指标的问题。

可靠性(Reliability)则是对产品耐久力和耐环境条件的测量,它回答了一个产品生命周期有多长和能经受怎么样的环境考验。

因此,做个定义:IC品质=IC质量+IC可靠性

公司对芯片品质的定位,也是对芯片质量和可靠性的定位。在定义和设计产品之前,要考虑到性能指标的测试范围,既要考虑一致性,也要考虑生产良率,同时要兼顾可靠性测试要求。最终对应到目标市场和目标客户。

可靠性(Reliability)的问题相对而言比较棘手,产品能用多久?能适用什么样的工作环境?

芯片可靠性测试主要分为环境测试和寿命测试两个大项:

环境测试包含:

1、机械测试(振动测试、冲击测试、离心加速测试、引出线抗拉强度测试和引出线弯曲测试)

2、引出线易焊性测试

3、温度测试(低温、高温和温度交变测试)

4、湿热测试(恒定湿度和交变湿热)

5、特殊测试(盐雾测试、霉菌测试、低气压测试、静电耐受力测试、超高真空测试、核辐射测试,浪涌测试)

寿命测试包含:

1、长期寿命测试(长期储存寿命和长期工作寿命)

2、加速寿命测试(恒定应力加速寿命、步进应力加速寿命和序进应力加速寿命)

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车载芯片可靠性认证

下面从消费级和车规级两个方面来介绍芯片产品可靠性等级测试项目。

(一)消费级可靠性标准

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(二)车规级可靠性标准

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总而言之,建立在正确的质量观念之上,依托完善的质量体系,规范化管理,持续改进优化设计、生产出来的产品就天然的具备了高品质的基因,再经过行业标准的考验,即可提供客户满意、质量可靠的产品。