什么是車規級？車規級半導體/元器件認證

行業資訊|Industry News|

2023-02-16 09:59:17 745

因為汽車電動化、智能化和網聯化的來襲，全球性的汽車芯片缺貨，以及國內汽車芯片產業的興起。汽車芯片產業獲得了前所未有的關注度。汽車電子產品的價格普遍比較貴，其中的主要原因之一就是使用了車規級的電子元件，但什么樣的電子元件才是車規級的器件呢？

AEC-Q系列標準是行業公認的車規元器件認證標準。這里的AEC（Automotive Electronics Council）指汽車電子委員會，是一個由通用、福特和克萊斯勒為建立一套通用的零件資質及質量系統標準而設立的組織。而Q則是Qualification的首字母。

AEC的成員包括了主機廠OEM，零部件廠商Tire1和元器件廠商等，意味著經過AEC-Q認證的芯片是一個被整個汽車供應鏈認可的產品。按照認證元器件類型的不同，AEC-Q又可以分為AEC-Q 100、AEC-Q 101、AEC-Q 102、AEC-Q 103、AEC-Q 104和AEC-Q 200等類型。其中AEC-Q 100是面向集成電路、AEC-Q 101面向包括二/三極管和FET在內的分離半導體器件、AEC-Q 102面向分離光電子器件、AEC-Q 103面向MEMS傳感器、AEC-Q 104 面向多芯片組建和MCM模組、AEC-Q 200面向如電容、電感和電阻這樣的無源器件。

IAFT16949是汽車芯片車規級認證的門檻，是汽車質量管理體系的標準規范；AEC-Q系列則主要是針對車規電子元器件可靠性評估的規范；而ISO 26262是針對電子電氣系統功能安全的評估規范。

AEC-Q可靠性驗證科分為四個步驟，分別是測試前期關于HTOL/HAST/PTC等試驗的測試板與socket的設計與制作；器件在送測前需要檢查確認外觀和功能，根據器件MSL等級進行預處理；環境，壽命，封裝和ESD等應力驗證試驗；可靠性實驗完成后進行功能外觀檢查，最后整理數據出具報告。

電子元件在汽車上的應用和一般的消費電子在應用有什么差異呢?

環境要求

溫度：汽車電子對元件的工作溫度要求比較寬，根據不同的安裝位置等有不同的需求，但一般都要高于民用產品的要求（據說 AEC Q100 在 H 版中刪除了 0℃-70℃ 這檔溫度的要求，因為沒有哪個汽車產品要求可以這么低）。

舉例：

發動機周邊：-40℃-150℃；

乘客艙：-40℃-85℃；

民用產品：0℃-70℃。

其它環境要求濕度，發霉，粉塵，水，EMC 以及有害氣體侵蝕等等往往都高于消費電子產品要求。

振動，沖擊

汽車在運動的環境中工作，會相關很多產品來說，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品要高很多。

可靠性

為了說明汽車對可靠性的要求，換個其它方式來說明一下：

1. 設計壽命：一般的汽車設計壽命都在 15 年 20 萬公里左右，遠大于消費電子產品壽命要求。

2. 在相同的可靠性要求下，系統組成的部件和環節越多，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非常高了，從動力總成到制動系統，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關系，那么要保證整車達到相當的可靠性，對系統組成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常是用 PPM（百萬分之一）來描述。

一致性要求

現在的汽車已經進入到了一個大規模生產的階段的，一款車 1 年可以生產數十萬輛，所以這對產品質量的一致性要求就非常高了。這在早些年對于半導體材料來說，是挺有挑戰的。

畢竟生產半導體中的擴散等工藝的一致性是很難控制的，生產出來的產品性能易離散，早期只能依靠老化和篩選來完成，現在隨著工藝的不斷提高，一致性得到極大提高。質量的一致性也是很多本地供應商和國際知名供應商的最大差異。對于組成復雜的汽車產品來說，一致性差的元件導致整車出現安全隱患是肯定不能接受的。

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