什么是“车规级”？全球首款“车规级”激光器件的发布

随着汽车电动化及智能化的发展，以及这几年特斯拉、比亚迪及国内造车新势力的强势崛起，自动驾驶技术的发展，同时随着国产化替代的推进，“车规级”这个词也越来越多的出现在了大家的视野中。

但是 “车规级”到底意味着什么？为什么需要 “车规级”？相关的很多问题想必大家都比较懵懂，笔者就根据个人对AEC标准的理解，结合最近查阅的大量相关资料，给出了一些分析，算是抛砖引玉。

本书将以“车规级”激光雷达为切入点，从针对激光器件的AEC-Q102标准开始解读，逐步回答“什么是车规级？”这个问题。然后从自动驾驶技术对车规级标准的推动开始，看车规级标准为适应新技术和应用的需求是如何一步步发展的。

因AEC标准文档数量很多，信息量极大，笔者的解读难免有所偏颇及遗漏，所以欢迎业内专家一起交流讨论，共同推进国产汽车电子元器件及零部件的发展。

什么是“车规级”？

但凡是汽车行业的，大都听说过一个词，叫“车规级”或“汽车级”。就像苹果推出“视网膜屏”后，大家都说自己是“视网膜屏”，否则都不好意思和别人打招呼。车企喜欢说自己车上用的是 “车规级”零部件，Tier 1喜欢说自己用的是“车规级”芯片，仿佛谁用了非“车规级”的就落了下乘。

已经有越来越多的国产器件供应商真正开始着手对器件进行AEC-Q认证，并自建试验室了。然而，目前国产“车规级”元器件种类及数量都还比较少，某些声称的所谓“车规级”器件，实际上根本没有通过AEC-Q认证。此外，虽然通过了就是“车规级”，但“车规级”确远远不止于AEC-Q。

以激光雷达为例，车企宣称某款车是全球首款搭载“车规级”激光雷达的车，激光雷达供应商也在宣传自家的产品是率先实现量产的 “车规级”产品。外行看个热闹，内行却会觉得“车规级”这个词被“滥用”了。下面，我们结合激光雷达的例子来看看“车规级”这个概念是如何被“滥用”的。

第一项关于激光雷达器件的车规标准

我们先不谈什么是“车规级”，先普及一个常识：行业标准通常是落后于行业技术发展的。就像法律的制定，也一定是滞后于社会发展的。那么我问你，激光雷达作为新生事物，其使用的激光器件现在有行业标准了吗？

答案是：已经有了。

AEC-Q102 REV A中加入了激光器件（来源：aecouncil.com）

AEC-Q102“Optoelectronic 

Semiconductors 光电子半导体”在2020年4月份发布的A版本中加入了Laser激光器件，并在4.5章节中专门规定了针对Laser的测试注意事项和要求。

AEC-Q102 REV A中对激光器件的规定（来源：aecouncil.com）

并且，AEC-Q102还专门规定了针对激光器件的以下部分：

4.5章测试注意事项（Notes for Testing Laser Components）；

流程变更指南（Process Change Guideline for Laser Components）；

最小参数测试要求和失效标准（Minimum Parametric Test Requirements and Failure Criteria）；

Table 3认证测试方法（Qualification Test Methods）；

Table 3某些专门针对Laser的测试要求（Required only for laser components.）

通过以上信息可以得到哪些结论呢？

(1) AEC-Q102正式发布时间是2020年4月6日；

(2) 在此之前没有针对Laser器件的AEC标准。

那么问题来了，在此之前发布的宣称达到了“车规级”的激光器件还是“车规级”吗？

虽然AEC-Q102草案早就出来了（2017年已经是ready to be published状态了），在最理想的情况下，假如标准从草案到正式发布期间并无任何更新，而某款立项于2018年的激光雷达是参照草案的标准找的零部件，那么，这款激光雷达就算是达到了车规标准。

然而，在通常情况下，上述假设并不成立。如果你声称通过了AEC—Q认证，客户问你要AEC—Q报告，你总不能说是依据草稿出的报告吧?此外，AEC-Q测试周期很长，成本也很高，一般也不会用草稿去作测试，因为标准正式实施后，如果有更新，有些测试项目你还得再做一遍。

全球首款“车规级”激光器件的发布及量产“上车”

我们再换个角度看一下。熟悉AEC—Q标准的小伙伴们应该了解，耐久类测试要求起步通常是1000小时，但在AEC-Q102中，除常规测试项目外还专门规定了一个可靠性验证Reliability Validation，时间从最低1000小时到最高10000小时。

大家估计对10000小时没有直观概念，这么说吧，一年只有8760小时，而AEC-Q102要求超长寿命的Laser器件HTOL（High Temperature Operating Life高温使用寿命）测试时间要达到10000小时。

AEC-Q102 REV A中对可靠性验证的规定（来源：aecouncil.com）

好，现在结论来了：AEC-Q102正式发布时间是2020年4月，可靠性测试起步1000小时，一般不会做这么短，长寿命至少4000小时，就是5.5个月，那么符合标准的激光器件量产你猜会在什么时间？

欧司朗宣布世界上首款符合AEC-Q102的四通道激光器（来源：osram.com）

欧司朗作为全球光电器件的巨头，在2019年9月宣布了其符合AEC-Q102的四通道激光器。注意，这只是宣布，离实际量产能用，还有很长的时间。

这一点没做过工程设计的小伙伴们可能不太有感觉，就比如新闻上发布了某项新技术，大家可能就认为马上就能用上了，其实上还差得远呢。这中间大概的关系是这样的：实验室àTier 2企业à Tier 1企业àOEMà用户，大家可以看到，从实验室到用户，中间还隔着很多道，其中还有Tier n企业，产业链很长且很复杂。

回到欧司朗这颗激光器件SPL S1L90A_3，我们看下它的datasheet信息。

欧司朗SPL S1L90A_3激光器手册（来源：osram.com）

其中有几个关键信息：

(1) 此激光器可以用于激光雷达；

(2) 通过了AEC-Q102认证；

(3) SPL S1L90A_3器件手册初版发布时间是2022年2月。

做过汽车电子产品设计的小伙伴们应该都了解上面的信息意味着什么，但我在这里还是科普一下：汽车电子产品的设计，是极少在量产项目中直接采用全新器件的。

一是为了保证产品的可靠性，毕竟从来没用过，技术实力不够；二是为了降低BOM成本，毕竟新东西刚量产都贵，因为还没上量呢；三是降低技术风险，新技术谁家都没摸索过，出点问题项目可能就得延期，用之前大家都得“掂量掂量”。

接下来我就从一颗芯片开始，讲一下一个新技术从发布到量产的流程：

芯片供应商Tier 2制定芯片规划（Roadmap），各Tier 1及OEM调研；

芯片供应商确定芯片开发时间；

Tier 2提供免费工程样片，Tier 1预研（advance）项目设计导入；

Tier 2提供量产芯片，Tier 1采用量产芯片进行DV（Design validation设计验证）；

采用新器件的Tier 1的项目SOP，产品量产；

OEM采用此Tier 1产品的车型量产。

新器件导入项目流程（来源：左成钢）

从上面的新器件导入流程我们可以看到，一款新器件从设计到量产需要1年以上时间，Tier 1设计好还需要1年时间，这差不多就需要2年或3年时间。这已经算是比较快的了，要知道一般的汽车电子零部件，一个项目从立项到SOP就是3年左右。如果从芯片供应商做推广开始算，期间少说也得3年时间了。

从欧司朗的那颗激光器的量产时间我们也能看出来，器件从发布到量产，期间经过了2年零5个月的时间，并且器件发布时间还稍早于AEC-Q102标准发布时间。

那么能不能再快一点呢？可以！

芯片在工程样片阶段就导入量产项目，如图中红色虚线箭头所示，跳过验证阶段。待芯片一量产，马上进入DV，少则三个月，多则半年就可以达到临近SOP状态（指产品硬件冻结，软件大概率还在更新）。

那么这样能有多快呢？这就取决于芯片供应商和项目本身了，顺利的话，说不定1年就SOP了，但还真没怎么见过这么玩的，尤其是涉及到安全功能的零部件，OEM敢，Tier 1估计也不敢，因为出问题是要负责的。

AEC-Q强制性标准码？

理论上，AEC-Q只是一个汽车行业标准，并不是法律，也没有强制性的认证制度，做与不做，“各凭心意”。但实践中，汽车行业对电子零部件中采用的元器件的基本要求就是“车规级”，而AEC-Q已成为汽车行业事实上的电子零部件通用测试标准,只有通过了AEC-Q认证，大家才认为是车规级元器件。

即使OEM不去审核，Tier 1也不会偷偷地用“非车规”的器件，原因大概有以下几点：

(1) 无“非车规”器件可用。一般大的Tier 1都很规范，物料库是全球共用的，有专门的团队维护，物料库中基本不会存在“非车规”物料；

(2) 新器件导入、器件变更、老器件废止等有专门团队负责，研发工程师一般没有权限进行操作，只能“有什么用什么”，基本不可能用到“非车规”器件；

(3) Tier 1和OEM差不多，为保证可靠性和项目进度，也喜欢沿用老设计，专业名词叫“carry over”，也就是一般量产项目很少采用新器件做全新设计，这个前面也讲过。

那有没有可能存在一种情况，非得用“非车规”器件呢？基本没有。Tier 1没有理由去使用“非车规”的器件，除非这个器件不在AECQ范围内，如开关、电机、继电器等机电器件，还有连接器、电线、PCB等，但这些物料都有其相应的行业标准。

因此，对想要进入汽车行业的Tier 2来说，AEC-Q标准就是个门槛。

激光雷达器件过“车规”，

不等于激光雷达也过了“车规”

讲了半天，小伙伴发现一个问题没有，我最初提的问题是“激光器件Laser Components”有“车规级”标准吗？而不是问“激光雷达”，为什么？

AEC-Q102 REV A规定的器件范围（来源：aecouncil.com）

来回顾一下AEC-Q102规定的范围：应用于车内或车外的光电子半导体optoelectronic semiconductors，如：LED，光电二极管，激光器件，从晶圆Wafer Fab技术讲，还有光电晶体管。其中有激光雷达吗？AEC-Q102标准中还真出现了一次Lidar这个词，不过是说Laser的应用。

AEC-Q102 REV A4.5章节（来源：aecouncil.com）

另外，我们从标准中AEC下面的一行字“Component Technical Committee”中也能来，他是管器件Component的，不是管零部件的。

AEC器件技术委员会（来源：aecouncil.com）

所以说，AEC-Q102标准不是用于激光雷达的，是用于激光雷达中用到的元器件的。这么说吧，所有的AEC—Q102标准，全部都是规定电子元器件的，而非电子零部件。因此，元器件通过了ACE-Q102标准下的“车规”，不代表激光雷达也通过了。

有“车规级”的激光雷达吗？

在回答这个问题前，我们先科普一下电子零部件标准。对于业内具体做设计的小伙伴们来讲，这些标准可能是耳熟能详的，但对于Tier 2或者OEM，大多数人还真不一定能讲清楚。

下面是笔者总结的汽车行业电子零部件相关标准，有国标也有相应的国际标准，可能不全，但基本上就这么多，基于这些行业标准，电子零部件通过相应测试项目及等级，就可以认为满足了车载应用标准。

汽车行业电子零部件相关标准（来源：左成钢）

当然了，大多数车企会要求按照自己的标准来，国内的一般都参考国际标准，或其合资伙伴的标准，外资品牌都有其自有标准，某些测试项目是ISO/IEC标准中是没有的，比如福特、大众的不少标准都是高于ISO/IEC标准的，各家标准的对比这个事情比较复杂，写出来估计大家也看不下去，也看不懂，在此略过不谈。

但有一点大家要记住，ISO/IEC等国际标准可以看做是所有标准的元标准，无论国标、企标等其他标准，都可以看作其衍生标准。对初入行或想了解汽车行业标准的小伙伴们，建议从ISO/IEC等国际标准入手，建议读英文原文，并且要多读，反复读。不要试图一次从头读到尾，一般人做也不到。可以跳着读，也可以先挑自己需要的部分读，或者感兴趣的章节去读。

对汽车电子零部件来讲，比如VCU模块，ECU模块等，其首先需要选用符合AEC标准的电子元器件，再以电子零部件总成的方式，依据相关行业标准，在合规试验室，通过OEM规定的相关测试项目及等级，拿到测试报告，然后才可以装车量产。至于具体测试计划、测试项目、周期、测试工装、费用等，掰开讲内容非常多。

汽车行业相关标准（来源：左成钢）

前面已讲过，这里再重申一下：汽车电子零部件的试验标准，也是非强制性标准。

好，回到小标题，有“车规级”的激光雷达吗？答案是：有，也没有。此话怎讲？

广义上来讲，“车规级”的激光雷达可以指采用了“车规级”激光器及光电探测器 (SiPM)的激光雷达，并且，激光雷达产品本身通过了相应的汽车行业零部件标准测试要求。Tier 1具有IATF 16949等汽车行业认证，这时才可以讲这个激光雷达是“车规级”的。

但这并不准确，甚至显得很业余。在汽车行业内部，大家一般并不这么讲，因为听起来、不专业，大企业根本不屑于讲自己的零部件是“车规级”的，你啥时候见过博世宣传自己的ESP或iBooster是“车规级”的？

“车规级”要点总结

注意，敲黑板了，下面是结论，以后要考的：

(1) AECQ是器件级标准，一般讲的“车规级”是指某些种类的电子元器件，而电子零部件没有特定的“车规级”标准，不存在所谓的“车规级”零部件（严格意义上，可以说芯片、激光器或探测器达到了“车规级”，但不能说域控制器或激光雷达达到了“车规级”）；

(2) 如果只说满足车规级标准，或者说温度范围满足车载应用，而不说具体通过了哪个AEC-Q标准，都是假的“车规级”；

(3) 只有器件手册datasheet上注明了“AEC-Q*** Qualified”，才表明此器件通过了车规级器件测试标准认证，是“车规级”的，此时器件供应商是能够提供合规测试报告的。

记住这三点，以后就不会被“无良商家”的广告忽悠了，或者遇到满嘴跑火车的人，你也可以把这篇文章甩给他，让他好好学习学习。

技术的发展与“车规”标准的进化

最近在外网看了一篇关于AEC标准的文章，写得挺好的，原文较长，我大概给大家翻译一下，下面是部分原文：

汽车级标准的进化（来源：microcontrollertips.com）

我大概总结一下：

车规级认证意味着元器件的生产制造和性能是符合特定的行业标准的；

车规级认证标准不是一成不变的，它是鲜活的，是不断进化的；

新标准是为应对新技术而制定的；

现有标准也会因新技术和新的应用而不断地更新和进化；

车规级测试标准不期望涵盖电子元件的所有使用场景和所有可能的故障模式。

“进化中”的AEC标准

AEC-Q100、AEC-Q101和AEC-Q200这三个标准是最早制订的、也最常被引用的AEC-Q标准。在AEC网站上的“文档”页面列出了37个标准和子标准，其中七个被列为“新New”或“初始版本Initial release”。所以说AEC-Q标准是在不断进化的，特别是随着高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶等新技术的发展，标准还将保持这种持续更新的状态，以适应新技术和应用的需求。

比如，专门为光电半导体optoelectronics, MEMS传感器, 以及模组multichip modules制定的标准：

AEC-Q102：汽车应用的光电半导体应力测试标准

AEC-Q103：MEMS压力传感器应力测试标准

AEC-Q104：汽车应用的多芯片模块（MCM）应力测试标准

AEC-Q102标准解读

AEC-Q102上面我们在前面已经讲得比较多了，现在专门讲一下这个标准的发展和进化。

AEC-Q102最初专注于光电二极管photodiodes，于2016年修订后增加了LED，适用于所有汽车内外部照明应用。随着新技术和应用的发展，标准也在不断发展。

AEC-Q102于2020年4月再次修订，为激光雷达系统应用添加了激光器。标准定义了光电子半导体认证的最低应力测试要求和参考测试条件，同时它结合了各种测试标准，如JEDEC，IEC，MIL-STD，及各种制造商资格标准，对器件提出了最高水准的测试要求。

比如，对于光电半导体而言，使用寿命在很大程度上取决于应用。内部照明的要求就不那么严格，而用于车辆外部（比如前大灯和激光雷达）时，对可靠性的要求就要大幅度提高。另外，与乘用车相比，在卡车上的应用对长寿命的要求可能就要更高一些，这些在新标准中均有体现，而这些内容在之前的标准中是没有的。

AEC-Q102 REV A中对LED可靠性验证的规定（来源：aecouncil.com）

另外，对比AEC-Q101的新旧版本，也能更明显地看出来这种变化。光电半导体原来是涵盖在《AEC-Q101分立半导体元件的应力测试标准》中的，在版本从D更新到E后，光电半导体相关内容全部转到了新的AEC-Q102标准中去。

AEC-Q101 REV D规定的器件范围（来源：aecouncil.com）

AEC-Q101 REV E规定的器件范围（来源：aecouncil.com）

然后再对比一下AEC-Q102的范围，专门增加了激光器件Laser components：

AEC-Q102 REV A规定的器件范围（来源：aecouncil.com）

另外，标准的诞生离不开众多相关领域的专家和公司，他们做出了极其重要的贡献。这从另一方面也能看出，AEC始终与业内专家和公司保持着紧密联系，AEC也会周期地的召开会议讨论标准问题，这个后面单独讲。

AEC-Q102标准制定的参与者（来源：Hella）

QEC-Q102标准能带来哪些好处？这个Hella总结了一下，我们直接搬过来，最后一条算是Hella加的吧，毕竟主业是做车灯的：

有法可依；

标准汇集了超过60家公司的知识经验；

专注汽车级行业需求，并覆盖了所有汽车级应用范围；

对所有电子元器件的平等性要求；

推动新的车辆照明技术的应用。AEC-Q102标准的优点（来源：Hella）

AEC-Q103标准解读

AEC-Q103是专门为MEMS压力传感器测试制定的标准。

对自动驾驶技术来讲，车辆定位（GPS）、车辆的加减速（多轴加速度传感器）、车辆的姿态（陀螺仪）等应用，包括未来的飞行汽车，基于对安全的自动驾驶的需求，MEMS器件都是必不可少的。

MEMS器件对自动驾驶技术的重要性（来源：Bosch.com）

其实在AEC-Q100里面是涵盖了MEMS传感器的，但是没用细分到压力传感器。在MEMS家族中，压力传感器是个特例。这也很好理解，你想一下，要想测气体压力，你就得开个孔，让需要测量的气体进来，这样才能进行测量，而其他用途，比如温度、磁场、加速度等就可以间接进行测量。

我们来看下用于TPMS胎压监测的芯片：

用于TPMS的压力传感器芯片（来源：Infineon）

在标准的Scope中也明确了，这个标准要和AEC-100结合使用，也就是说，AEC-Q103是专门针对压力传感器制定了一些额外的测试要求。

AEC-Q103标准范围（来源：aecouncil.com）

除了大家熟知的胎压监测应用外，发动机管理系统、车辆稳定性、乘客安全系统和排放控制等方面的都有压力传感器的应用，这个我们后面再讲。

AEC-Q103对压力传感器的应用并没有给出很详细的说明，仅从机械等级角度进行了两类区分，M1是通用传感器，M2是用于TPMS的。

AEC-Q103标准规定的机械等级（来源：aecouncil.com）

AEC-Q104标准解读

AEC-Q104是专门为Multichip Modules (MCM)多芯片模组制定的标准，这个标准很特殊。

前面我们讲过，AEC-Q全是规定电子元器件的，而MCM是由多个元器件组成的一个模组，从某种意义上来讲，它算是一个小型零部件了（其实MEMS也算是MCM，实际上AEC-Q104也包含了），只不过MCM是把一些芯片加器件做成了一个独立封装Package的形式，对外连接可以是焊盘，或者是连接器，我们来看下标准定义：

AEC-Q104标准范围（来源：aecouncil.com）

目前标准仅适用于那些设计出来是可以直接焊接在PCB (Printed Circuit Board) 印刷电路板上的MCM的，这一点大家注意。

AEC-Q104是2017年initial release的，目前还没有版本号，和AEC-Q103一样，还没有定稿。AEC-Q104标准本身的范围并没有规定得很宽，明确的范围包括LED模组、MEMs、SSD（Solid State Drives）以及带连接器的MCMs。因为可能需要一些专门的规定和测试程序，AECQ-104明确了不包括大家熟知的IGBT和Power MOSFET模组。

MCM模组外观

比如下面这个英飞凌的IGBT模组芯片手册，AEC-Q104就仅写了汽车应用， 没有给出测试标准。

IGBT模组（来源：Infineon）

另外，还有一个比较特别的地方，AEC-Q103和AEC-Q104在参考标准里面分别引入了ISO 16750-4（气候负荷）及ISO 16750-5（化学负荷），在这其他的AEC标准里是没有过的。前面我们讲过，ISO 16750是汽车行业电子零部件标准，这就有意思了，所以说从某种意义上来讲，MCM算是一个小型零部件了。

除MCM外，AEC-Q104对SIP（System in Package，系统级封装）也有指导意义。

SIP跟我们经常谈到的SOC（System on chip）类似，SOC是在一个chip上做了个系统，而SIP是一个Package。当然了，SOC是芯片供应商直接做好了，以一个芯片的形式提供给Tier 1使用，而SIP既可以是芯片供应商来做，也可以是和Tier 1或OEM基于具体应用来定制开发的产品。

这个AEC-104中已清晰地规定了哪些产品可以做成SIP形式，以在做成SIP时，哪些由芯片厂商做、哪些由Tier 1做、哪些由Tier 1.5做。（关于这个，我们后面会再单独发文章解析）

AEC-Q104标准范围（来源：aecouncil.com）

那么，AEC-Q104标准意味着什么呢？

AEC-Q104是首个针对BLR测试的行业标准（来源：ctimes.com）

AEC-Q104是AEC与Intel、Infineon、Microchip, NXP, OnSemi、TI等公司一起制定的，是行业首个适用于MCM和SIP、定义了BLR（Board Level Reliability板级可靠性）测试的标准。这解决了什么问题呢？

随着车辆电动化智能化及辅助驾驶技术的发展，原来元器件级采用AEC标准，零部件级采用ISO/IEC标准（前文分析过零部件标准，ctimes.com只写了ISO16750），而对MCM和SIP，没有适用标准。怎么进行可靠性测试，这是长期以来困扰芯片供应商及Tier 1的一个问题。

MCM/SIP是由多个芯片及器件组成的一个封装，那这其中用到的芯片和器件还需要相应的AEC-Q测试吗？这是个很好的问题，所以标准中也给出了建议——可以使用MCM中相应器件的AEC-Q100, AEC-Q101,或AEC-Q200认证原始数据去简化AEC-Q104认证。

AEC-Q104标准范围（来源：aecouncil.com）

ctimes.com对这个问题解释得比较清楚，我们可以参考一下。就是说不管你用到了哪些器件，在你把这些器件封装起来之前，最好已经过了相应的AEC-Q100, AEC-Q101,或AEC-Q200认证测试。

AEC-Q104解读（来源：ctimes.com）

上述内容是强烈建议你去使用全部符合AEC-Q认证的器件去做MCM，但是如果你真的要说我就是任性，我就“偏不用”，行不行？答案是“也可以”。标准原文是这么写的：考虑到成本及客户可能同意你这么干，AEC不要求每个sub-component（子器件）必须通过认证，但是鼓励MCM制造商采用AEC标准去认证子器件，从而使MCM达到最高的质量水平（promote best MCM quality）。

这里面的用词非常讲究，大家细品一下，包括括“address”、“encouraged”、“available”、“promote”等。所以我前面说过，推荐大家一定要去看标准原文，而不是翻译过来的，原文才能咂摸出来那个欲说还羞、欲言又止，但又心有不甘的那种感觉，你品，你细品。

AEC-Q104标准测试方法（来源：aecouncil.com）

老外说话比较绕，不直来直去，我用汉语再给大家翻译一下，可以指导大家未来的工作，大家记住了： 

(1) MCM要全部采用AEC认证的器件；

(2) 然后只用进行Group H测试即可；

(3) 否则的话你就得把所有测试项全来一遍；

关于（1），对那些声称达到 “车规级”的LTE模组、5G模组、WiFi-BLE模组等，我们要区分一下看它们有没有通过AEC-Q测试。如果仅仅只是核心芯片有AEC-Q，或声称温度范围达到了车载应用的最低85度要求，有个IATF16949或PPAP，然后就敢说自己是 “车规级”的，大家就要擦亮眼睛。

某通信模组的 “车规级”

关于（3），如果你说全做太花钱了，客户同意你“可以不做”，那也行；但你拿标准原文去给客户看看，我就不信哪个客户会说“不用做”。

下面这个测试流程很清楚地写明了认证测试怎么做，大家可以细看一下，很有意思。

AEC-Q104标准测试流程（来源：aecouncil.com）

“新四化”相关技术对元器件车规标准的推动

除原来就有的三个AEC标准外（Q100，Q101和Q200），我们已经把最新的三个标准都分析了一遍，现在我们再看一下主动及被动安全、电动化、智能化与网联化对车规级标准的推动。

前面我们讲过，AEC标准是一个鲜活的，一直在进化的标准。

AEC-Q102标准在汽车

“新四化”中的应用

随着技术的发展，车辆用LED做照明的越来越多，大家买车也要看前大灯是不是LED的，有没有AFS自动转向功能，最后要这个配置还得加钱，就是因为照明作为一种主动安全及被动安全（比如日间行车灯DRL daytime running lamps）措施，大家都意识到了它的重要性。

BMW已经量产了激光大灯，从最早的卤素灯，氙气大灯，LED大灯，进化到现在的激光大灯，能耗比LED降低了30%，反正就是很亮、很贵，具体有多贵，咱也不知道，咱也不敢问。

BMW Laserlight技术（来源：BMW）

LED用于屏幕背光，质量的可靠性靠什么来保证？只能靠器件的行业标准。

AEC-Q102的应用范围（来源：Hella）

还有就是现在火热的激光雷达，其核心就是激光器，前面我们讲过了，但有一点大家注意到没有，激光发射出去了，反射回来谁来接收？这就要用到光电探测器Photomultipliers(SiPM)了。

用于激光雷达符合AEC-Q102认证的SiPm（来源：Onsemi）

激光器和探测器都过了AEC-102认证，这个激光雷达才有了车载应用的基础，用起来质量才有保证，自动驾驶车辆的安全才有保障。

AEC-Q103标准在汽车

“新四化”中的应用

前面讲过，除了大家熟知的胎压监测应用外，MEMS压力传感器广泛应用于传动系统和安全系统。乘客安全系统一个典型的安全相关的应用估计一般人不是很了解，比如侧面碰撞和行人保护应用。

用于被动安全的压力传感器应用（来源：ijert）

还有就是用于电动车锂电池的压力检测，这也是一个安全需求。研究表明，测量电池组内部的压力能够很好地提前对电池热失控进行预警。如果电池漏气，加上温度的突然上升，就会增加电池组内部的压力，从而产生压力脉冲。MEMS压力传感器会持续地监测电池包内部的压力，并实时发给BMS。即使在停车状态，电池包的任何压力异常都可以通过MEMS压力传感器进行监测。 

下面是NXP的一颗专用于电池压力检测的传感器芯片手册，可以看到还是AEC-100认证。

用于电池包的压力传感器应用（来源：NXP）

还有就是现在很火的，用于自动驾驶的线控制动、线控转向等应用，都需要用到MEMS压力传感器。

用于制动的压力传感器应用（来源：ijert）

基于这些和车辆安全相关的应用需求，AEC-Q100已经无法满足，于是AEC-Q103应运而生。另外，这个标准是2019年才发布的，目前还是initial release初版状态，还没有版本号，所以现在看的压力传感器芯片手册上面写的还是依据AEC-100，这也是正常的。

AEC-Q104标准在汽车

“新四化”中的应用

目前能看到的直接采用AEC-Q104认证的MCM较少，不过我还是找到了一个，刚好是和自动驾驶技术相关的。

下面这个MCM可以用于802.11p DSRC、C-V2X应用，里面集成了一个5 GHz单刀双掷收发开关，一个5 GHz高增益LNA（low-noise amplifier低噪放），一个5 GHz的PA（power amplifier功放）。

用于DSRC及C-V2X应用的MCM（来源：Skyworks）

技术的发展及标准的进化

基于目前汽车行业的技术发展趋势，AEC-Q标准并未包含某些器件及技术应用的认证测试，包括我们前面提到的Power MCM。

还有，目前摄像头的图像传感器（image sensor）和图像信号处理器(ISP)适用的是AEC-Q100集成电路认证，而摄像头模组是按照零部件来算的。但从某种意义上讲，摄像头模组也许可以参考AEC-Q104的MCM测试要求，然后摄像头总成按零部件？这个笔者并没有找到相关参考资料。

另外就是车载触摸屏及显示器，目前也没有相应的AEC-Q标准，但是据说启动会议在2017年已经开过了。

车载触摸屏及显示器的车规级标准

其实显示器和摄像头很接近，结构上都是玻璃加一部分集成电路，对外接口也都是一样的FPC连接器，但这目前是不符合AEC-Q104中对MCM范围及接口部分描述的。

在此顺便提一下另外一个标准。为了解决基于人类和计算机视觉的汽车成像系统在图像质量测量方面存在的相当大的模糊性，IEEE‐SA（IEEE标准协会）专门成立了IEEE-SA P2020汽车成像标准工作组，并已开始着手开发新标准，目标是指定用于测量和测试汽车系统中图像质量的方法和指标（不同于AEC-Q专注于器件级别）。

IEEE-SA P2020于2016年7月召开了初次电话会议，并且每年都会有几次会议，最近的一次是2022年2月，类似于AEC的周期性会议模式。

多摄像头汽车系统架构（来源：IEEE)

HMI和计算机视觉系统是智能座舱、ADAS和自动驾驶功能不可或缺的一部分，而IEEE的这个标准未来将对这些领域的技术应用产生重要的指导作用。

最后，我们引用microcontrollertips.com的一段话作为结束：“车规级”认证是一个不断进化的、涵盖了多种器件范围的标准，AEC组织也在一直不断地根据现有技术发展审视现有标准，并不断地开发新的标准，以满足如ADAS、自动驾驶、计算机视觉和激光雷达等新应用的需求。符合AEC-Q认证（AEC-Q qualified）是产品系统设计及硬件选型中的重要因素。”

AEC的历史及基本概念

前面我们着重介绍了AEC的最新标准，以及顺带介绍了已有标准，但并没有直接从AEC的前世今生来介绍，这多少有点不太符合我们一贯的风格。没关系，接下来我们就开始正式介绍，大家搬好小板凳，泡上茶，我要开课了。

AEC历史及简介

AEC的全称是Automotive Electronics Council Component Technical Committee，汽车电子委员会元器件技术委员会，不过大家一般都简称AEC汽车电子委员会，从其后面的“Component”能看出来，AEC是专注于元器件级别的，这个我们前面讲过。

AEC成立的目的就是为了器件通用化。最早的时候行业是这样的，比如福特要用一家芯片/器件供应商的A芯片/器件，供应商就要按照福特的要求进行测试，通过后福特才会采用；但是如果克莱斯勒也要用，他是不是不认可福特的测试的，供应商就要再按克莱斯勒的要求再测一遍，才能用于克莱斯勒。福特和克莱斯勒提议建立AEC就是为了通用化，大家可以一起用，降低测试成本。

创建AEC的想法发生在1992年夏天的JEDEC会议上。GM （通用汽车）的德科电子（Delco Electronics）的Servais会见了Chrysler（克莱斯勒）的Jennings，随后他们俩聊了在电子零件资格认证领域遇到的一些共同困难，随后提到了“通用资格规范”的想法，这是改善这种情况的一种可能的方法。

在1993 德科电子的一次会议上，讨论了每家公司使用的各种资格认证方法。会议决定，“通用认证规范”的想法是可行的，此后不久就开始了Q100（集成电路应力测试认证）的工作，主要IC供应商都参与了标准的制定。AEC-Q100的初始版本（最初叫CDF-AEC Q100）在 1994 年 6 月提交给了所有的 IC 供应商，这个文件代表了克莱斯勒，德尔科电子和福特的首选资格证书。

这个文件鼓励交换资格数据，并指出，如果一个部件符合该文件，则该部件对所有三家公司都具有资格。该文件不涉及定价问题，也不阻止三家公司使用其他资格要求作为特殊条件。

此后AEC又陆续制定了其他零件类别的认证规范：如用于分立半导体器件的AEC-Q101和用于被动器件的AEC-Q200。

AEC每年举办一次可靠性研讨会。在1995年印第安纳波利斯的研讨会上，拍摄了以下AEC创始人的照片，来，我们膜拜一下大神：

AEC会员

汽车电子委员会（AEC）最初由克莱斯勒，福特和通用汽车成立，最初AEC由质量体系委员会和组件技术委员会两个委员会组成，现在的委员是由一些企业的固定会员（Sustaining Members）及其他技术会员（Technical members）、准会员（Associate  members）及特邀会员（Guest  members）的代表组成。

固定会员主要来自Tier 1供应商及器件制造商，包括：Aptiv安波福、Bosch博世, Bose博士、Continental大陆、Cummins康明斯、Denso电装、Gentex、Harman哈曼、Hella海拉、John Deere、Kostal科世达、Lear李尔、Magna麦格纳、Sirius XM,、Valeo法雷奥、Veoneer、Visteon伟世通、ZF采埃孚。

怎么样，业内小伙伴们对这些公司是不是都很熟？他们如今在汽车行业依然是大名鼎鼎，如雷贯耳。

在AEC官网上这些公司（包括Tier 1与Tier 2）的名字及商标都有展示，不过是一个列表，我给整理成了一张图片，方便大家查看。大家看下有没有自己公司，看到了也可以心里小小的傲娇一下不是。

AEC成员公司（来源：aecouncil.com）

有一点大家发现没有，就是这里面几乎没有国内公司，收购而来的Nexperia和ISSI勉强算两个。所以国内的Tier 1及国产汽车电子器件/芯片供应商还需要继续努力。

AEC-Q标准是免费的

官网有段话挺有意思的：AEC组件技术委员会是为可靠、高质量的电子元器件建立标准的标准化机构。符合这些规范的组件适用于恶劣的汽车环境，无需额外的元器件级认证测试。本网站提供AEC组件技术委员会制定的技术文件。这些文档可以直接下载。

AEC官网声明（来源：aecouncil.com）

行业小伙伴们发现什么问题没有？AECQ标准竟然是免费的，还是可以直接下载来使用的，惊不惊喜，意不意外？AEC是不是很良心？是不是打破了我们的认知？

可能会有小伙伴们说，我就从来没买过标准啊？那我只能呵呵了。抛开盗版的标准不谈，很少有标准是免费的，包括大家常见的ISO、SAE等国际标准，GB国标也是要购买的，就是要便宜的多。笔者曾经购买过一个SAE标准，花了700多。大家在公司用的标准，其实是公司买的，都不是免费得来的。

制定标准需要组织，需要人，就一定需要资金。虽然这些组织基本都是非营利性组织，但组织运转也是需要资金支持的。另外，工业标准本身就是市场的产物，本身就是商品，制定标准的成本实际上就是分摊给那些从标准中获益的机构。比如DIN（德国工业标准）的60％的工作是通过标准的收费来支撑的。

我们来看一下这个SAEJ3018和自动驾驶道路测试相关的标准，价格是87美金。

AEC 年度研讨会Annual Workshops

前面讲AEC历史时提过，AEC组织每年都有固定的可靠性研讨会，2019年因为还没有疫情，研讨会是正常举办了的。

关于2019年的会议，官网信息如下：2019欧洲AEC年度可靠性研讨会，暨第二届欧洲汽车电子可靠性研讨会于10月15日至16日在德国慕尼黑喜来登酒店举行，参加会议的有：汽车电子Tier 1用户,Tier 2供应商以及欧洲OEM公司的与会代表。会议讨论了影响汽车电子元件的18个各种主题的报告。欧洲研讨会的会议形式与美国类似，包括了7个开放论坛小组讨论，各种AEC文件的讨论，以及对未来AEC-Q规范的开发和改进的建议。

原定于2020年举行的年度会议，因疫情改期到了2021年春，结果最后还是取消了。

2021年研讨会因疫情取消（来源：aecouncil.com）

2022年的AEC可靠性研讨会的计划目前还没有定下来。关于2022年研讨会活动的更多细节，包括演讲议题和主要研讨会日期，届时会在AEC官网公布。

我放几个AEC研讨会的议题小伙伴们感受下：

一个人体静电放电的调查

电热导致的寄生栅极泄漏

邦线工艺的评估和改进

CMOS器件不同ESD模型失效特征的比较

制定一个IC因瞬态传导干扰导致闩锁的标准

另外，除了年度的可靠性研讨会外，还有定期的技术委员会会议（Technical Committee Meetings），比如每周、每月及年度。另外，年度的技术委员会会议是和年度可靠性研讨会同时间举行的。

AEC章程

2. Functional Safety Quality-Managed：Ti提供一系列文档来帮助Tier 1设计人员进行功能安全设计，降低产品认证的工作量及认证难度，提供的文档包括器件的功能安全FIT值计算，FMEDA及功能安全手册等。器件不是根据功能安全标准要求的流程开发的，而是根据Ti通用质量管理流程。

3. Functional Safety-Compliant：有证书，采用了功能安全开发流程，文档多了FTA（故障树分析），有功能安全证书。

我们解释一下：

第一类产品：不属于功能安全器件产品类别。此类器件通常没有集成安全相关功能，但是开发功能安全系统时又离不开此类器件的参与。Ti 提供的FIT和FMD将有助于进行安全分析。其实这已经很好了，因为很多器件，比如被动器件和分立半导体器件（因为Ti不怎么做这类器件，就没涉及），设计时又离不开，用的又多（比起芯片数量要多得多，不是一个数量级的），供应商一般也不提供FIT和FMD，你需要自己找数据。

第二类产品：属于功能安全器件产品类别。此类器件通常已集成了复杂的内部监控及诊断功能，同时TI又提供了相当多的支持文档，用于功能安全产品设计时，可以大幅降低产品认证的工作量及认证难度。

第三类产品：功能安全合规产品。此类器件通常是集成了安全特性的复杂器件，如MCU、处理器、电机驱动芯片、电源管理芯片等。此类产品是在Ti通用质量管理流程的基础上，采用Ti的功能安全流程开发的。可以提供FTA（故障树分析），有功能安全认证证书。采用此类器件可大幅降低功能安全产品的设计难度及认证难度，或者说，是设计功能安全产品的唯一高效途径。

编辑：黄飞