高級駕駛輔助系統（ADAS）和自主駕駛汽車對可靠性的要求更加嚴苛。ADAS涉及汽車中的各種安全功能，如自動緊急制動、車道檢測和后方物體警告。
例如，全球最大的汽車芯片制造商恩智浦最近宣布推出了一款用于汽車應用的高分辨率雷達芯片。該芯片被稱為MR3003雷達收發器，是一款77GHz雷達器件。該器件基于硅鍺（SiGe）工藝，適用于需要高分辨率和遠距離功能的自動駕駛系統的前端或轉角雷達應用。
這種雷達技術能夠同時跟蹤數千個目標，能夠實時感測周圍環境，這正是L4／L5級別的自動駕駛所必需的。“這些類型的應用對我們和芯片本身都提出了較高的要求。我們非常謹慎地設計了系統內部的安全協議和一系列Hook，以便傳感器和汽車能夠在某些情況下進行自我診斷，”恩智浦ADAS調制解調器產品線副總裁兼總經理PatrickMorgan在最近的一次采訪中表示。“當我們開始銷售這些芯片時，我們需要付出很大的努力來保證每個芯片符合規格。我們對缺陷絕對抱有一種零容忍的心態。安全攸關，不容任何錯誤的出現。”
恩智浦半導體ADAS技術副總裁兼總經理KamalKhouri補充說：“我們在這里所做的一切都必須滿足非常非常嚴格的汽車安全性和可靠性標準。為了確保我們推薦的所有產品和方案都安全可靠，需要做大量的工作。”
安全確實非常關鍵。例如，根據Optimal＋提供的數據，奧迪的高檔汽車中擁有7，000個芯片。假設，每個芯片的故障率都達到百萬分之一，那么奧迪每生產1000輛汽車就會有7個故障車。如果奧迪每天制造4，000輛汽車，這就意味著，它每個小時都會生產出一臺故障車。
因此，汽車行業正在努力實現零缺陷和其他質量計劃，但是隨著系統、芯片甚至軟件變得越來越復雜，這個目標很難實現。
在其最新的車輛可靠性研究工作中，J．D．Power對過去12個月2015年款車型和2017年款車型每100輛車遇到的問題數量進行了統計調查，結果發現，2017年款汽車整體可靠性提高了9％，但是各種電子系統依然存在問題。據調查，音頻／通訊／娛樂／導航系統仍然是業主遇到麻煩最多的產品類別，業主的投訴數量也最多，其中，內置語音識別和藍牙連接是最大的問題。
這些問題可能與采用最新的半導體器件有關，這就是為什么異常檢測至關重要的原因所在。在異常檢測中，在晶圓廠處理完晶圓后，首先進行一些電氣測試，然后把它們送到測試部門進行評估。
這種方法只能解決一部分潛在的問題。“你不可能測試器件的每一條執行路徑，因此不可能覆蓋完整的場景。不過，現在可以運行許多不同的測試。有時候，測試結果也不是很明確。我們只是知道，目前的方法還不夠好。”KLA－Tencor戰略合作高級主管JayRathert說。
另外，測試可能會發現，也可能不會發現可怕的潛在可靠性缺陷。“潛在的可靠性缺陷是指離開了晶圓廠才暴露出來的缺陷，它們在某種程度上是通過環境激活的，包括振動、濕度、電流、電遷移或者熱量。隨著時間的推移，它們可能暴露出來。”Rathert說。
既然這樣，那么，為什么不在這些芯片離開晶圓廠之前就檢測出來這些缺陷呢？
在晶圓廠測試
根據加州大學伯克利分校的統計，理論上來講，一個月產5萬片晶圓的晶圓廠需要以下設備：
50臺掃描儀／步進器和晶圓軌道；
10個高電流離子注入器和8個中等電流離子注入器；
40臺蝕刻機；
30個CVD工具。
此外，300毫米晶圓廠也是自動化工廠，使用各種自動化材料處理系統和晶圓傳輸機制，使用各種設備分步驟地在晶圓廠中處理晶圓。一個先進工藝的晶圓制造過程可能有多達600－1000個步驟，甚至更多，相比之下，成熟工藝的步驟更少。
在先進工藝節點中，半導體設備必須處理更小且更加精確的特征，隨著工藝尺寸的縮減，缺陷也變得越來越難找到。
每種應用都有各自不同的缺陷要求。一般來說，面向消費者的OEM廠商對缺陷的控制要求不是太嚴格，但是，在汽車領域，芯片制造商們必須在其器件的制造工藝中實施更加嚴苛的控制措施，并部署持續的缺陷改進計劃。
“有一些先決條件（在汽車領域），”聯電副總裁溫文婷說。“你必須有一個管理良好的工廠和維護良好的工具。最重要的是，您需要一個強大的質量體系，并貫徹高質量的理念，這將使您能夠獲得制造汽車產品所需的認證。這些很復雜。在汽車行業里，質量控制始于工藝設計和工廠規劃，并一直延伸到實際生產芯片的時候。”
在晶圓廠中，人們使用檢測系統定位晶圓缺陷。一般來講，芯片制造商不會檢查每一片晶圓，因為那樣需要很長時間，而且成本高昂，他們會抽樣檢測某些晶圓或者部分芯片。
對于消費級芯片來說，這個過程很簡單。“當我們開發一項技術時，我們會認證它，通常來講，抽樣的樣本數量總是有限的。”溫文婷說。
汽車級芯片要求就不同了。“你必須測試大量的樣本才能得出故障率，這個過程的成本非常高。”她說。“人們正在考慮如何在成本可承受的程度下實現這一目標，每個方面都有很多挑戰。”