什么是@@「车规级@@@@」,看完这一@@篇就够了@@!

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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@@@@的电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ ,但什么样的电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 才是车规级@@@@的器件呢@@? 我们先来看看电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 在@@汽车@@上的应用和@@一@@般的消费电子@@在@@应用有什么差异@@。

环境要求@@

温度@@:汽车@@电子@@对金宝博@@手机登录@@@@@@ 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@@@@,我来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金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 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@@致性差的金宝博@@手机登录@@@@@@ 导致整车出现安全隐患是肯定不能接受的@@。

再来看几点其它的需求@@:

制造工艺@@

汽车@@产品制造工艺@@的要求@@@@,虽然汽车@@的零件也在@@不断的向小型化和@@轻量化发展@@,但相对消费产品来说@@,在@@体积和@@功耗上还相对可以放松@@,一@@般使用的封装较大@@,以保证有足够的机械强度并符合主要的汽车@@供应商的制造工艺@@@@。

产品生命周期@@

虽然近些年@@@@,汽车@@产品不断的降价@@,但汽车@@还是@@一@@个耐用的大件商品@@,必须要保持相当长的时间的售后配件的供应能力@@。同时@@开发一@@个汽车@@零件需要投入大量的验证工作@@,更换金宝博@@手机登录@@@@@@ 带来的验证工作也是巨大的@@,所以整车制造企业和@@零部件供应商也需要维持较长时间的稳定供货@@。

标准@@

这样看来@@,满足汽车@@产品要求的确复杂@@,而且以上的要求@@是针对汽车@@零件的@@(对于电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 来说就是系统了@@),如何去转换成电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 的要求@@就变得很困难@@,为解决这个问题就自然有一@@些@@规范标准@@出现@@,比较得到公认的就是@@ AEC 的标准@@@@:

  • AEC Q100 针对有源@@(Active Device)金宝博@@手机登录@@@@ 的要求@@

  • AEC Q200 针对无源@@(Possive Device)金宝博@@手机登录@@@@ 的要求@@

当然我猜想很多人还会说@@,还有许多的整车厂的企业标准@@@@。但这点我也想来说一@@下我的理解@@。在@@我以前工作过的整车厂确实是有相关的一@@般可靠性@@要求的标准@@@@@@,但它考核的是一@@个完整的汽车@@组件@@(由电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 构成的系统@@),而非直接针对组成@@这些组件的电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 的要求@@(电阻@@,电容@@,三极管@@,芯片等@@),虽然它的要求@@是可以用来参考对下级@@金宝博@@手机登录@@@@@@ 的选型@@,但作为电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 测试等来说还是@@非常的不合适的@@。

车规的验证@@

在@@我以前的工作中@@,难免会使用到一@@些@@没有@@ AEC Q100/200 认证的电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ ,很多车厂的人员都会希望进行一@@些@@可靠性@@验证@@,来验证它是否满足车规要求@@。

而我个人的看法是@@,这种方法并不太有效@@,因为这些测试都只能是必要不充分测试@@。只能用于否定该器件的可用性@@,而不能确定其可以使用@@。

原因很简单@@,样本数量太少测试的项目并不充分@@。对于半导体这种大批量制造的金宝博@@手机登录@@@@@@ ,通过少量的样本的测试来确定其可靠性@@@@,个人认为是非常的不靠谱的@@,这里我们也可以来看看@@ AEC Q100 进行的主要认证测试项目@@,也就可以看出差别@@。

哪个标准@@要求高@@?

车规和@@工规@@,谁的要求@@高@@。普遍的认为标准@@的高低顺序是军工@@ > 汽车@@ > 工业@@ > 消费电子@@。但个人却不能完全接受这个顺序@@。工业@@是个很宽的范围@@,也遇到的环境和@@可靠性@@需要也是差异巨大的@@。可以想象得到比如一@@个大型工业@@设备@@的可靠性@@要求绝对不会比汽车@@要求低@@。(比如一@@个大型电厂的关键设备@@@@),而同时@@环境的苛刻度也可能会远超汽车@@的要求@@@@,并不能简单的说工规要求就比汽车@@低@@。

使用车规零件的坏处@@

任何选择都不可能只有好处没有坏处@@,使用车规电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 有什么坏处呢@@?

首先就是贵@@,体系要求高@@,开发验证花费大@@,产量低导致成本高出消费电子@@一@@大截@@。相对较高的门槛也使得存在@@较多的销售溢价@@。

其次的坏处就是选型困难@@。玩电子的人都知道发展到今天@@,电子金宝博@@手机登录@@@@@@ 相当的丰富@@,做相同功能@@的产品可以有多种方案@@,复杂度可能差异巨大@@,但有时为达到车规的要求@@@@,不得不放弃一@@些@@集成度高的方案@@。

还有一@@个比较明显的坏处就是某些产品技术落后@@,大量的验证工作影响到了新产品的上市速度@@,同时@@,芯片厂家一@@般的投放策略也是希望在@@消费电子@@市场上成熟后@@,才将该产品应用在@@到汽车@@市场上@@。比如在@@@@ 2013 年@@小编在@@开发的一@@款产品使用的@@ ARM Cortex A9 的处理器@@,当时在@@汽车@@市场已经基本上是最好的产品了@@,但消费市场上@@ ARM Cortex A57 的处理器@@并不稀奇@@。

使用非车规的电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 在@@车上到底有多大的风险@@

这个问题真是比较复杂@@,得从多个方面来判断@@:

1. 仅仅是没有得到相关的认证@@,但其实产品的性能和@@可靠性@@是满足要求的@@,并且也得到过大量的应用验证@@。如果属于这种情况风险相对较小@@。

2. 这点是很重要的一@@点@@,就是金宝博@@手机登录@@@@@@ 和@@系统的关系@@。系统的性能和@@可靠性@@是由下一@@级@@的电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 来构成的@@,所以在@@同样的设计下@@,使用非车规的金宝博@@手机登录@@@@@@ 产品肯定要差@@。但好的设计@@,可以降低金宝博@@手机登录@@@@@@ 的性能要求@@,一@@个保护措施设计完善并能做到金宝博@@手机登录@@@@@@ 失效对系统影响轻微设计@@,就有可能使用非车规金宝博@@手机登录@@@@@@ 做出更好的产品@@。

由于当前技术工艺限制的影响@@,不是每种需要用在@@汽车@@上的电子金宝博@@手机登录@@@@@@@@ 都可以达到所谓的车规要求@@。但为了实现汽车@@上的某些功能@@@@,就必须要用到这些金宝博@@手机登录@@@@@@ 。这种情况可以分为两类@@:

a. 该功能@@的安全要求高@@,不能接受偏差@@

例子@@: 紧急呼叫的@@ E-CALL 功能@@,为保证该功能@@@@,需要给设备@@安装上后备@@电池@@。而该功能@@是涉及到生命安全的@@,按照某些公司的@@ ASILI(ISO26262)评级@@@@,要求达到@@ B 级@@。

而我们知道电池要做到@@ -40 度时保持高性能是很困难的@@。所以有公司的解决方案就是在@@电池上包上加热电阻@@丝@@,在@@低温时加热它来保证性能@@,此时用单个金宝博@@手机登录@@@@@@ 的标准@@@@来看不合格@@,但作为零件总成@@,就可以满足车厂的标准@@@@要求@@。这也可以看出整车厂的企业标准@@和@@元器件标准@@之间的关系@@。

b. 该功能@@一@@般不涉及安全@@,可以考虑接受偏差@@

如娱乐系统的液晶屏@@。在@@低温时可能显示的响应和@@光学性能都会下降@@。但这种情况会被打部分工程人员接受下来@@。

3. 一@@些@@「胆大@@」心不细的人@@,出于某些想法@@,如降低成本@@,或者可以获得更好的性能@@,并仅想通过小数量的样本@@,在@@较短时间来进行验证其性能和@@可靠性@@@@,这种情况我只能说以后的事情靠人品了@@,谁都不清楚会发生什么@@。

文章来源@@:阿鲍玩电子@@O

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