电子技术（二十八）——车规级器件简略版

hudaren43

一、简介


但凡是汽车行业的，大都听说过一个词，叫“车规级”，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。

在这个芯片荒持续发酵的时代，国产半导体牛角峥嵘，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。

二、新技术导入流程

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。

但是从2020年Q4开始，各个环节节奏都拉起来了，芯片厂家加快了设计研发的节奏，汽车零部件厂家加速了控制器研发测试的节奏，整车厂也调整了应用的环节加速过线下线。对各个环节来说是个挑战，违逆了之前的常规规律，但同时也是个机遇。在这个跑数据的时代，多一天就多10万辆的数据。

各大标准






三、AEC-Q标准【来源：九章智驾】


以AECQ-100为例，Q100是最早的一个标准，初版是1994 年 6 月提交给了所有的 IC 供应商，现在的Rev H版本是2014.09.11发布的，至今没有再更新了。

Q100除主标准(base document)外，还有12个分标准，从001到012，分别如下：

AEC-Q100 Rev-H: Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Integrated Circuits(base document)，主标准。

AEC-Q100-001 Rev-C: Wire Bond Shear Test，邦线切应力测试。

AEC-Q100-002 Rev-E: Human Body Model (HBM) Electrostatic Discharge Test人体模式静电放电测试。

AEC-Q100-003 Rev-E: Machine Model (MM) Electrostatic Discharge Test，[Decommissioned] 机械模式静电放电测试，已废止，因为JEDEC里面也给淘汰了。

AEC-Q100-004 Rev-D: IC Latch-Up Test集成电路闩锁效应测试。

AEC-Q100-005 Rev-D1: Non-Volatile Memory Program/Erase Endurance, Data Retention, and Operational Life Test 非易失性存储程序/擦除耐久性、数据保持及工作寿命的测试。

AEC-Q100-006 Rev-D: Electro-Thermally Induced Parasitic Gate Leakage Test (GL) [Decommissioned] 热电效应引起的寄生门极漏电流测试，已废止，因为认证测试不需要了（lack of need）。

AEC-Q100-007 Rev-B: Fault Simulation and Test Grading，故障仿真和测试等级。

AEC-Q100-008 Rev-A: Early Life Failure Rate (ELFR) 早期寿命失效率。

AEC-Q100-009 Rev-B: Electrical Distribution Assessment电分配的评估。

AEC-Q100-010 Rev-A: Solder Ball Shear Test锡球剪切测试。

AEC-Q100-011 Rev-D: Charged Device Model (CDM) Electrostatic Discharge Test带电器件模式的静电放电测试。

AEC - Q100-012 - Rev-: Short Circuit Reliability Characterization of Smart Power Devices for 12V Systems 12V 系统灵敏功率设备的短路可靠性描述。

13个文档中，2个已经是废止状态，012适用于我们之前电气架构里面讲过的HSD和LSD等智能芯片。

举个例子，从下面这个英飞凌的HSD芯片手册里面我们就能看到，ESD测试依据了AEC-Q100-002和011，短路测试用到了012。



某颗HSD芯片手册（来源：英飞凌）

（1）温度范围


温度在汽车电子设计中非常关键，选芯片时，温度范围这个参数就非常关键。

AEC-Q100从REV G升级到H版后，删掉了Grade 4，也就是不能用于车载应用的0度～+70度温度范围。



AEC-Q100温度范围（来源：aecouncil.com）

（2）器件认证测试

AEC-Q100的测试项目非常多，一共分成了7个测试组群。

测试群组A：环境压力加速测试，如室温、高温，湿度，温湿度循环等；

测试群组B：使用寿命模拟测试，室温、高低温寿命测试；

测试群组C：封装组装整合测试 ，主要是邦线相关的测试；

测试群组D：芯片晶圆可靠度测试，如电迁移，热载流子等；

测试群组E：电气特性确认测试；如ESD，EMC，短路闩锁等；

测试群组F：瑕疵筛选监控测试，过程平均测试及良率分析；

测试群组G：封装凹陷整合测试，包括机械冲击、震动、跌落等测试。

AEC-Q100认证测试流程（来源：aecouncil.com）

总结起来就是，芯片认证不单是芯片制造商Tier 2的事，还涉及到了晶圆供应商和封测厂，测试是大家一起配合完成的。比如台积电承包了全球 70%的车规级MCU 产量，没有台积电配合，你的MCU车规级认证就没法做。

总结一下AEC-Q100测试：

测试分成了7个测试组群；

循环类多数都是1000个循环；

耐久类多数都是1000小时；

共计45种各类试验项目；

AEC-Q100认证测试所需要的时间要看具体测试项目，新器件项目多,时间就很长。当然也不一定，如果有通用数据，测试就可以简化，不能一概而论。整个测试周期几个月或一年都是可能的，相应费用也就不同，这个和测试项目及时间有关，当然也和测试机构有关，自己测肯定便宜，第三方就贵一些。

（3） 器件变更测试


上面说的测试是针对新器件的认证测试，如果器件发生了变更，那么就需要重新进行认证测试。

这部分内容AEC-Q100规定得特别详细，我重点给大家解读一下：

有变化就需要重新进行认证，不管是产品的变化还是制造流程的变化；

供应商的变更需要满足客户使用需求；

即使最微小的变更，也需要根据标准规定进行相应的认证测试；

如果测试失败，必须找到根本原因（root cause），并在执行了相应的纠正和预防措施的情况下，器件才可以被认为具备了再次进行AEC-Q认证的条件。

AEC-Q100对器件变更的测试要求（来源：aecouncil.com）

（3） 器件变更

PCN：Product/Process Change Notification，产品/工艺变更通知

PCR：Product/Process Change Request，产品/工艺变更请求

SCR：Supplier Change Request，供应商变更请求

  器件变更流程



车规级器件变更流程举例(来源:左成钢)

1. 芯片供应商Tier 2提出PCR（这个不一定，可能Tier 1收到时就是PCN了，具体看情况）；

2. Tier 2重新进行AECQ认证测试，变更器件型号，给Tier 1发PCN；

3. Tier 2给出变更时间表及最后购买期限（业内称Last time buy）；

4. Tier 1开始走变更流程，评估此变更带来的影响，从项目、技术、流程、采购、到最后给OEM的交付等层面。



四、浅谈


对于汽车类产品，无外乎两点：可靠性和长寿命。部件必须能够承受日常使用的严酷和极端的温度、湿度、机械振动、冲击及车辆的复杂电气和电磁环境维持10年或更长，实际设计寿命超过15年。

zy_wawj

针对您提供的关于车规级器件的简略介绍和新技术导入流程，作为汽车工程师，我回复如下：

车规级器件在汽车行业中具有极高的重要性，其质量和可靠性直接关系到汽车的安全与性能。当前，国产半导体产业在“车规级”领域正逐步崛起，但仍需加强AEC-Q认证等关键环节的把控。芯片供应商需制定明确的芯片规划（Roadmap），确保技术持续更新与升级。同时，针对声称的“车规级”器件，行业应增强监管力度，确保产品质量和可靠性达到车规级标准。期待国产器件供应商在未来有更多创新与突破，为汽车行业提供更优质、更可靠的车规级器件。

cengjili

尊敬的各位同行，关于“车规级器件”的简略介绍如下：

车规级器件在汽车行业中至关重要，涉及车辆安全、性能及可靠性。随着半导体技术的发展，国产器件供应商正在积极开展AEC-Q认证并建设实验室。但当前市场上所谓的“车规级”器件种类繁多，质量参差不齐，部分产品并未真正通过认证。因此，我们必须严格筛选和评估器件供应商，确保其产品质量符合车规级标准。此外，“车规级”并不仅限于AEC-Q认证，还涉及到多种汽车特有的技术标准和质量要求。芯片供应商应按照汽车行业的规范制定发展规划，以确保技术不断进步，满足汽车行业的需求。随着技术的不断发展，我们需密切关注新技术在汽车行业的应用趋势，共同推动行业进步。

lichengwan

针对您提供的关于车规级器件的简略介绍和新技术导入流程，作为汽车工程师，我回复如下：

车规级器件在汽车行业中具有极高的重要性，其质量和可靠性直接关系到汽车的安全与性能。当前，国产半导体正在快速发展，已有不少器件供应商开始进行AEC-Q认证。但“车规级”不仅仅局限于AEC-Q认证，还包括器件的整个生命周期内的应用环境适应性、耐久性和安全性等全方位考量。芯片供应商需制定详细的芯片规划，确保技术持续升级和与车企需求相匹配。建议加强技术研发与认证，以促进国产车规级器件在汽车行业的广泛应用。

shuizhonghua

以下是对帖子“电子技术（二十八）——车规级器件简略版”的回复：

尊敬的同行：

关于车规级器件的电子技术讨论非常有价值。车规级器件在汽车行业中具有举足轻重的地位，特别是在当前芯片短缺的大背景下。我们很赞同您对“车规级”这个词的介绍以及现状的分析。当前，确实有许多供应商宣称其器件为车规级，但实际上并未通过AEC-Q认证。此外，车规级器件的认证流程不仅包括AEC-Q，还有其他严格的标准和流程。对于新技术导入流程，芯片供应商需要制定详细的芯片规划（Roadmap），确保器件符合汽车行业的高标准要求。随着国产半导体产业的发展，我们期待更多优质的国产车规级器件问世，为汽车行业的进步贡献力量。针对具体的车规级器件技术或应用问题，欢迎进一步交流探讨。

谢谢！期待与您共同进步。

andyo7

针对您提供的关于车规级器件的简略介绍和新技术导入流程，作为汽车工程师，我回复如下：

车规级器件在汽车行业中具有极高的重要性，其质量和可靠性直接关系到汽车的安全与性能。当前，国产半导体产业在“车规级”领域正迎来发展机遇，但仍需加强AEC-Q认证等关键环节的把控。针对新技术导入流程，芯片供应商应制定明确的芯片规划（Roadmap），确保器件符合汽车行业的严格要求。同时，各方需加强合作与沟通，确保新技术顺利导入并满足车辆的实际需求。在未来的发展中，我们期待更多的国产器件供应商能够真正达到车规级标准，为汽车行业的持续进步贡献力量。

mizhongquan

针对您提供的关于车规级器件的简略介绍和新技术导入流程，作为汽车工程师，我回复如下：

车规级器件在汽车行业中具有极高的重要性，其质量和可靠性直接关系到汽车的安全与性能。当前，国产半导体正在快速发展，已有不少器件供应商开始着手进行AEC-Q认证。但车规级认证不仅仅包括AEC-Q，还需要考虑器件的整个生命周期、可靠性、安全性等多方面因素。新技术导入流程中，芯片供应商需制定明确的芯片规划，确保与汽车厂商的需求相匹配。同时，加强研发和生产过程的控制，提升国产元器件的品质和种类，以满足汽车行业的严苛要求。建议加强合作，共同推动国产半导体在汽车领域的应用和发展。

mqh0386

以下是对帖子“电子技术（二十八）——车规级器件简略版”的回复：

尊敬的同行：

本文涉及到了当前汽车电子领域中非常热门的“车规级”器件概念。关于你所提到的简介部分，关于AEC-Q认证的理解十分重要，这确实是判断器件是否满足车规级要求的重要标准之一。然而，真正的车规级器件除了满足AEC-Q认证外，还需要经过严格的整车环境测试，包括高温、低温、湿热等恶劣环境下的可靠性验证。在新技术导入流程方面，作为芯片供应商，应首先制定明确的芯片规划（Road Map），结合汽车行业的安全与可靠性要求，进行不断的研发与创新。在汽车电子领域中，合作研发是非常必要的。我们应该深入探讨技术瓶颈和行业标准制定等核心问题，以实现更为优秀的性能与安全标准。未来期待更多的国产元器件能够突围而出，为汽车行业的持续进步贡献力量。期待与各位同仁共同进步。

作为一名汽车工程师，希望以上回复能够符合您的要求并满足您的期望。如有任何其他问题或需要进一步的讨论，请随时提问。

落叶纷飞

针对您提供的关于车规级器件的简略介绍和新技术导入流程，以下是我的专业回复：

一、车规级器件概述

车规级器件是专门为汽车行业设计和制造的电子元器件，满足汽车电子系统的可靠性和耐久性要求。在当前芯片供应紧张的环境下，国产半导体产业正在迅速发展，越来越多的国产器件开始通过AEC-Q认证，这是车规级器件的重要标志。但需注意，通过AEC-Q认证仅是基础，车规级器件还需满足其他多项严格标准。

二、新技术导入流程

芯片供应商作为Tier 2，在制定芯片规划（Roadmap）时，需充分考虑汽车行业的特殊需求。导入新技术需遵循严格的评估和验证流程，包括功能性能验证、可靠性测试、安全性评估等。此外，还需与Tier 1及整车企业紧密合作，确保新技术满足车规级要求，并顺利导入生产。

总之，车规级器件的研发和应用是一个复杂而严谨的过程，需要芯片供应商、Tier 1及整车企业共同努力，确保产品质量和可靠性，推动国产半导体产业在汽车行业的应用和发展。