帶您解讀車規(guī)級概念

1、解讀“車規(guī)級”電子產(chǎn)品汽車電子產(chǎn)品的價格普遍比較貴，其中的主要原因之一就是所使用了車規(guī)級的電子元件，但什么樣的電子元件才是車規(guī)級的器件呢？我們先來看看電子元件件在汽車上的應(yīng)用和一般的消費(fèi)電子在應(yīng)用有什么差異。環(huán)境要求溫度汽車電子對元件的工作溫度要求比較寬，根據(jù)不同的安裝位置等有不同的需求，但一般都要高于民用產(chǎn)品的要求據(jù)說AECQ100在H版中刪除了0°C-70°C這檔溫度的要求，因為沒有哪個汽車產(chǎn)品要求可以這么低）舉例：發(fā)動機(jī)周邊：-4C-150C乘客艙：-40°C-85°C民用產(chǎn)品：0°C-70°C其它環(huán)境要求濕度，發(fā)霉，粉塵，水,

2、EMC以及有害氣體侵蝕等等往往都高于消費(fèi)電子產(chǎn)品要求。振動，沖擊等汽車在運(yùn)動的環(huán)境中工作，會相關(guān)很多產(chǎn)品來說，遭遇更多的振動和沖擊。這種要求可能會比擺放在家里使用的產(chǎn)品要高很多?？煽啃詾榱苏f明汽車對可靠性的要求，我來換個其它方式來說明一下：1、設(shè)計壽命一般的汽車設(shè)計壽命都在15年20萬公里左右，遠(yuǎn)大于消費(fèi)電子產(chǎn)品壽命要求。2、在相同的可靠性要求下，系統(tǒng)組成的部件和環(huán)節(jié)多越多，對組成的部件的可靠性要求就越高。目前車上的電子化程度已經(jīng)非常高了，從動力總成到制動系統(tǒng)，都裝配了大量的電子裝置，每個裝置里面又由很多的電子元件組成。如果就簡單的把它們看成串聯(lián)關(guān)系，那么要保證整車達(dá)到相當(dāng)?shù)目煽啃?，對系統(tǒng)組成

3、的每一個部分要求是非常高的，這也是為什么汽車零部件的要求經(jīng)常是用PPM來描述的百萬分之一）一致性要求現(xiàn)在的汽車已經(jīng)進(jìn)入到了一個大規(guī)模生產(chǎn)的階段的，一款車1年可以生產(chǎn)數(shù)十萬輛，所以這對產(chǎn)品的質(zhì)量的一致性要求就非常高了。這在早些年這對于半導(dǎo)體材料來說，是挺有挑戰(zhàn)的。畢竟生產(chǎn)半導(dǎo)體中的擴(kuò)散等工藝的一致性是很難控制的，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品性能易離散，早期只能依靠老化和篩選來完成，現(xiàn)在隨著工藝的不斷提高，一致性得到極大提高。質(zhì)量的一致性也是很多本地供應(yīng)商和國際知名供應(yīng)商的最大差異。對于組成復(fù)雜的汽車產(chǎn)品來說，一致性差的元件導(dǎo)致整車出現(xiàn)安全隱患是肯定不能接受的。再來看幾點(diǎn)其它的需求制造工藝汽車產(chǎn)品制造工藝的要求

4、，雖然汽車的零件也在不斷的向小型化和輕量化發(fā)展，但相對消費(fèi)產(chǎn)品來說，在體積和功耗上還相對可以放松，一般使用的封裝較大，以保證有足夠的機(jī)械強(qiáng)度并符合主要的汽車供應(yīng)商的制造工藝。產(chǎn)品生命周期雖然近些年，汽車產(chǎn)品不斷的降價，但汽車還是一個耐用的大件商品，必須要保持相當(dāng)長的時間的售后配件的供應(yīng)能力。同時開發(fā)一個汽車零件需要投入大量的驗證工作，更換元件帶來的驗證工作也是巨大的，所以也整車制造企業(yè)和零部件供應(yīng)商也需要維持較長時間的穩(wěn)定供貨。標(biāo)準(zhǔn)這樣看來，滿足汽車產(chǎn)品要求的確復(fù)雜，而且以上的要求是針對汽車零件的（對于電子元件來說就是系統(tǒng)了），如何去轉(zhuǎn)換成電子元件的要求就變得很困難，為解決這個問題就自然有一些

5、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)，比較得到公認(rèn)的就是AEC的標(biāo)準(zhǔn)AECQ100針對有源（ActiveDevice元件的要求AECQ200針對無源（PossiveDevice元件的要求當(dāng)然我猜想很多人還會說，還有許多的整車廠的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但這點(diǎn)我也想來說一下我的理解。在我以前工作過的整車廠確實是有相關(guān)的一般可靠性要求的標(biāo)準(zhǔn)，但它考核的是一個完整的汽車組件（由電子元件構(gòu)成的系統(tǒng)），而非是直接針對組成這些組件的電子元件的要求（電阻，電容，三極管，芯片等），雖然它的要求是可以用來參考對下級元件的選型，但作為電子元件測試等來說還是非常的不合適的。當(dāng)然我個人對其它的整車廠的可靠性標(biāo)準(zhǔn)了解也有限，不知道是否有車廠有直接的基本電子

6、元件的標(biāo)準(zhǔn)，歡迎知道的朋友進(jìn)行補(bǔ)充。車規(guī)的驗證在我以前的工作中，難免會使用到一些沒有AECQ100/200認(rèn)證的電子元件，很多車廠的人員都會希望進(jìn)行一些可靠性驗證，來驗證它是否滿足車規(guī)要求。而我個人的看法是，這種方法并不太有效，因為這些測試都只能是必要不充分測試。只能用于否定該器件的可用性，而不能確定其可以使用。原因很簡單，樣本數(shù)量太少測試的項目并不充分。對于半導(dǎo)體這種大批量制造的元件,通過少量的樣本的測試來確定其可靠性，個人認(rèn)為是非常的不靠譜的，這里我們也可以來看看AECQ100進(jìn)行的主要認(rèn)證測試項目，也就可以看出差別。哪個標(biāo)準(zhǔn)要求高?車規(guī)和工規(guī)，誰的要求高。普遍的認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)的高低順序是軍工汽

7、車工業(yè)消費(fèi)電子。但個人卻不能完全接受這個順序。工業(yè)是個很寬的范圍，也遇到的環(huán)境和可靠性需要也是差異巨大的?？梢韵胂蟮玫奖热缫粋€大型工業(yè)設(shè)備的可靠性要求絕對不會比汽車要求低。（比如一個大型電廠的關(guān)鍵設(shè)備），而同時環(huán)境的苛刻度也可能會遠(yuǎn)超汽車的要求，并不能簡單的說工規(guī)要求就比汽車低。使用車規(guī)零件的壞處任何選擇都不可能只有好處沒有壞處,使用車規(guī)電子元件有什么壞處呢？首先就是貴，體系要求高，開發(fā)驗證花費(fèi)大，產(chǎn)量低導(dǎo)致成本高出消費(fèi)電子一大截。相對較高的門檻也使得存在較多的銷售溢價。其次的壞處就是選型困難，玩電子的人都知道發(fā)展到今天，電子元件相當(dāng)?shù)呢S富，做相同功能的產(chǎn)品可以有多種方案，復(fù)雜度可能差異巨大，

8、但有時為達(dá)到車規(guī)的要求，不得不放棄一些集成度高的方案。還有一個比較明顯的壞處就是某些產(chǎn)品技術(shù)落后，大量的驗證工作影響到了新產(chǎn)品的上市速度，同時，芯片廠家一般的投放策略也是希望在消費(fèi)電子市場上成熟后，才將該產(chǎn)品應(yīng)用在到汽車市場上。比如在2013年小編在開發(fā)的一款產(chǎn)品使用的ARMCortexA9的處理器，當(dāng)時在汽車市場已經(jīng)基本上是最好的產(chǎn)品了，但消費(fèi)市場上ARMCortexA57的處理器并不稀奇。使用非車規(guī)電子元件在車上到底有多大的風(fēng)險這個問題真是比較復(fù)雜，得從多個方面來判斷1、僅僅是沒有得到相關(guān)的認(rèn)證，但其實產(chǎn)品的性能和可靠性是滿足要求的，并且也得到過大量的應(yīng)用驗證。如果屬于這種情況風(fēng)險相對較小

9、。2、這點(diǎn)是很重要的一點(diǎn)，就是元件和系統(tǒng)的關(guān)系。系統(tǒng)的性能和可靠性是由下一級的電子元件來構(gòu)成的，所以在同樣的設(shè)計下，使用非車規(guī)的元件產(chǎn)品肯定要差。但好的設(shè)計,可以降低元件的性能要求，一個保護(hù)措施設(shè)計完善并能做到元件失效對系統(tǒng)影響輕微設(shè)計,就有可能使用非車規(guī)元件做出更好的產(chǎn)品。由于當(dāng)前技術(shù)工藝限制的影響,不是每種需要用在汽車上的電子元件都可以達(dá)到所謂的車規(guī)要求。但為了實現(xiàn)汽車上的某些功能，就必須要用到這些元件。這種情況可以分為兩類A.該功能的安全要求高，不能接受偏差。例子：緊急呼叫的E-CALL功能，為保證該功能，需要給設(shè)備安裝上后備電池。而該功能是涉及到生命安全的，按照某些公司的ASILI（IS026262）評級，要求達(dá)到B級。而我們知道電池要做到-40度時保持高性能是很困難的。所以有公司的解決方案就是在電池上包上加熱電阻絲，在低溫時加熱它來保證性能,此時用單個元件的標(biāo)準(zhǔn)來看不合格，但作為零件總成，就可以滿足車廠的標(biāo)準(zhǔn)要求。這也可以看出整車廠的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和元器件標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。B.該功能一般不涉及安全，可以考慮接受偏