在本屆高峰論壇的產業報告環節中，工業和信息化部電子第五研究所總工程師恩云飛發表了《面向集成電路產業鏈的質量保障技術》的主題演講。

近年來，隨著本土集成電路產業的快速發展，產業鏈上下游協同合作欠缺的局面已得到改變，整機企業采用國產集成電路的意愿也在增加，但我國每年進口的集成電路市場規模仍高達 3000 多億美元。

根據中國半導體行業協會數據，2020 年我國集成電路自給率僅為 26.6%，依賴進口的局面并未得到根本改變。以汽車芯片為例，國內汽車芯片進口率高達 95%，動力系統、底盤控制、高級駕駛輔助系統等關鍵芯片也被國外巨頭壟斷。

那么，是什么原因造成我國芯片被國外企業所壟斷？在恩云飛看來，芯片的質量可靠性是重要影響因素之一。

根據使用環境，芯片的等級指標主要有消費級、工業級、車規級三個等級劃分。其中，車規級對芯片的要求最高，如實驗溫度，要求適應-45℃-150℃的寬溫范圍，而消費級只要求 0℃-40℃；在使用壽命方面，車規級芯片要求滿足 15-20 年的無故障應用，而消費級芯片只要求 1-3 年，工業級也僅需要滿足 5-10 年的穩定工作需求；而在失效率等級上，車規級要求 PPB 級，而工業級、消費級要求均為較低等級的 PPM 級，嚴格性不在一個量級上。

恩云飛認為，車規級芯片除了指標要求高外，還擁有一套完整的認證體系，如可靠性認證標準 AEC-Q100、質量管理認證標準 IATF16949、功能安全認證標準 ISO26262，且認證周期長、認證成本高，確保車規級芯片的質量可靠性。

而國產芯片，存在質量問題還比較嚴峻，有部分芯片甚至沒有經過驗證就上市，尤其是對質量要求相對沒有那么嚴格的消費級領域。

恩云飛結合其實踐工作進一步表示，目前國內集成電路質量檢測不合格項統計中，物理試驗不合格占比約為 30%，電性能檢測不合格比重約為 25%，問題最嚴重的當屬環境試驗不合格，占比達到 45%，“車規級產品存在質量可靠性問題，都有可能導致產品不合格；國產芯片在質量可靠性上還有很大的提升空間?！?/p>

為此，恩云飛提出“質量保障技術貫穿集成電路產品‘設計、制造、封測、應用’全生命周期”的觀點，她認為，芯片生產的任意環節都不可忽視，從上游 IC 設計/晶圓制造到中游封測，再到下游的產品應用，都要給予重視。恩云飛指出，應用環節往往是最容易被忽視的質量問題環節，事實上，應用場景不恰當，也會引發芯片的質量問題，特別是我國幅員遼闊，芯片產品需要滿足各種氣候、環境條件，當無法滿足時，就有可能引發質量問題。恩云飛舉例說明道，工信部電子五所曾將一款產品拿到高原驗證，僅僅是因為“高原”這一因素，測試產品就出現了質量問題。

那么，本土企業該如何提升集成電路產品的質量？

恩云飛也給出了解決方案：“從設計階段的 DFR、晶圓階段的 WLR，到封裝的 PLR、上板的 BLR，以及裝配到系統的 SLR，是一系列的可靠性構成了產品的質量可靠性，當芯片出現問題，大家需要慎重考慮，科學地分析和判斷，究竟是芯片的問題，還是裝板的問題，還是其他環節的問題?！?/p>

面向芯片設計的質量保障技術，恩云飛要求從 3 個方面進行提升。一是需求定義，當生產的規模越來越大的時候，不可能沒有工藝缺陷，也不可能沒有缺陷造成的問題，那么需要定義冗余、備份，識別可靠性關鍵節點；二是測試性設計，要定位故障點，設計故障隔離電路；三是版圖設計，需要采用模塊化與冗余設計思維，在硬件上能夠快速對有問題的部位進行屏蔽。

面向芯片制造和封測過程的質量保障技術，恩云飛認為，要經歷從來料的檢驗、前段和后段的制成、晶圓的驗收、晶圓的測試，到封測、上板測試，再到系統級測試的全產業鏈質量可靠性驗證鏈條。

恩云飛特別強調，還需要具備面向整機應用的質量保障技術體系。

最后，恩云飛分享了近年才發展起來的集成電路電磁兼容問題。據其介紹，隨著元器件尺寸越來越小，電壓隨之越來越小，同時電壓抗干擾的閾值也越來越小，而芯片電磁逐步向高頻范圍延伸，如 1GHz~10GHz；不巧的是，該頻率范圍又是無線通訊的關鍵頻段，將會給實際應用帶來電磁兼容性的問題。

為解決這一問題，國際 IEC 制定了 27 份標準，國標也在做轉化工作，工信部電子五所就該類標準的實驗驗證，開發了一系列實驗平臺，具有全面的 IEC/SAE 相關 IC EMC 測試評價能力，其中，強電磁脈沖的峰值場強可做到 350kV/m 的國際水平。