什么是车规级？车规级半导体/元器件认证

因为汽车电动化、智能化和网联化的来袭，全球性的汽车芯片缺货，以及国内汽车芯片产业的兴起。汽车芯片产业获得了前所未有的关注度。汽车电子产品的价格普遍比较贵，其中的主要原因之一就是使用了车规级的电子元件，但什么样的电子元件才是车规级的器件呢？ 

 

AEC-Q系列标准是行业公认的车规元器件认证标准。这里的AEC（Automotive Electronics Council）指汽车电子委员会，是一个由通用、福特和克莱斯勒为建立一套通用的零件资质及质量系统标准而设立的组织。而Q则是Qualification的首字母。

 

AEC的成员包括了主机厂OEM，零部件厂商Tire1和元器件厂商等，意味着经过AEC-Q认证的芯片是一个被整个汽车供应链认可的产品。按照认证元器件类型的不同，AEC-Q又可以分为AEC-Q 100、AEC-Q 101、AEC-Q 102、AEC-Q 103、AEC-Q 104和AEC-Q 200等类型。其中AEC-Q 100是面向集成电路、AEC-Q 101面向包括二/三极管和FET在内的分离半导体器件、AEC-Q 102面向分离光电子器件、AEC-Q 103面向MEMS传感器、AEC-Q 104 面向多芯片组建和MCM模组、AEC-Q 200面向如电容、电感和电阻这样的无源器件。

 

 

 

IAFT16949是汽车芯片车规级认证的门槛，是汽车质量管理体系的标准规范；AEC-Q系列则主要是针对车规电子元器件可靠性评估的规范；而ISO 26262是针对电子电气系统功能安全的评估规范。

 

AEC-Q可靠性验证科分为四个步骤，分别是测试前期关于HTOL/HAST/PTC等试验的测试板与socket的设计与制作；器件在送测前需要检查确认外观和功能，根据器件MSL等级进行预处理；环境，寿命，封装和ESD等应力验证试验；可靠性实验完成后进行功能外观检查，最后整理数据出具报告。

 

电子元件在汽车上的应用和一般的消费电子在应用有什么差异呢?

 

环境要求

 

温度：汽车电子对元件的工作温度要求比较宽，根据不同的安装位置等有不同的需求，但一般都要高于民用产品的要求（据说 AEC Q100 在 H 版中删除了 0℃-70℃ 这档温度的要求，因为没有哪个汽车产品要求可以这么低）。

 

举例：

发动机周边：-40℃-150℃；

乘客舱：-40℃-85℃；

民用产品：0℃-70℃。

其它环境要求 湿度，发霉，粉尘，水，EMC 以及有害气体侵蚀等等往往都高于消费电子产品要求。

 

振动，冲击

 

汽车在运动的环境中工作，会相关很多产品来说，遭遇更多的振动和冲击。这种要求可能会比摆放在家里使用的产品要高很多。

 

可靠性

 

为了说明汽车对可靠性的要求，换个其它方式来说明一下：

 

1. 设计寿命：一般的汽车设计寿命都在 15 年 20 万公里左右，远大于消费电子产品寿命要求。

 

2. 在相同的可靠性要求下，系统组成的部件和环节越多，对组成的部件的可靠性要求就越高。目前车上的电子化程度已经非常高了，从动力总成到制动系统，都装配了大量的电子装置，每个装置里面又由很多的电子元件组成。如果就简单的把它们看成串联关系，那么要保证整车达到相当的可靠性，对系统组成的每一个部分要求是非常高的，这也是为什么汽车零部件的要求经常是用 PPM（百万分之一）来描述。

 

一致性要求

 

现在的汽车已经进入到了一个大规模生产的阶段的，一款车 1 年可以生产数十万辆，所以这对产品质量的一致性要求就非常高了。这在早些年对于半导体材料来说，是挺有挑战的。

 

毕竟生产半导体中的扩散等工艺的一致性是很难控制的，生产出来的产品性能易离散，早期只能依靠老化和筛选来完成，现在随着工艺的不断提高，一致性得到极大提高。质量的一致性也是很多本地供应商和国际知名供应商的最大差异。对于组成复杂的汽车产品来说，一致性差的元件导致整车出现安全隐患是肯定不能接受的。