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什么是「车规级」?

2019-10-19 17:13:57 浏览量:4572

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汽车电子产品的价格普遍较高,主要原因之一是使用了汽车仪表电子元件,但是汽车仪表元件是什么样的电子元件呢?让我们先来看看电子元件在汽车上的应用和普通消费电子产品的应用之间的区别。

环境要求

温度:汽车电子对部件的工作温度要求很高,根据不同的安装位置有不同的要求,但一般都高于民用产品的要求(aec q100据说在版本H中删除了0-70℃的要求,因为没有汽车产品可以有如此低的要求)。

例如:

发动机周围:-40℃-150℃;

乘客舱:-40℃-85℃;

民用产品:0℃-70℃。

湿度、霉菌、灰尘、水、电磁兼容性和有害气体侵蚀等其他环境要求通常高于消费电子产品的要求。

振动、冲击

当汽车在移动的环境中工作时,它会遇到与许多产品相关的更多振动和冲击。这一要求可能比放在家里的产品高得多。

可靠性

为了解释汽车对可靠性的要求,让我用另一种方式来解释:

1.设计寿命:一般汽车的设计寿命在15年内约为20万公里,比消费电子产品的寿命要求要长得多。

2.在相同的可靠性要求下,系统包含的组件和链接越多,对其所包含的组件的可靠性要求就越高。目前,汽车的电子水平很高。从动力传动系到制动系统,装配了大量的电子设备,每个设备都由大量的电子元件组成。如果简单地将它们视为串联连接,对系统各部分的要求非常高,以确保整个车辆的可靠性。这就是为什么汽车零件的要求通常以百万分之几(百万分之一)来描述。

一致性要求

现在汽车已经进入大规模生产阶段,一辆汽车每年可以生产几十万辆汽车,所以对产品质量的一致性要求非常高。这在早期对半导体材料来说是相当具有挑战性的。

毕竟,半导体生产中扩散和其他过程的一致性很难控制。所生产产品的性能易于分散,只能通过早期老化筛选来完成。现在随着流程的不断改进,一致性已经大大提高。质量一致性也是许多本地供应商和国际知名供应商之间的最大区别。对于复杂的汽车产品,一致性差的部件对整车造成安全隐患是绝对不可接受的。

让我们看看其他一些要求:

制造工艺

尽管汽车零件也在不断向小型化和轻量化发展,但与消费品相比,对汽车产品制造过程的要求在体积和功耗方面相对宽松。通常,所使用的包装相对较大,以确保足够的机械强度,并符合主要汽车供应商的制造工艺。

产品寿命周期

虽然近年来汽车产品的价格不断下降,但汽车仍然是一种耐用的大宗商品,售后配件的供应能力必须长期保持。同时,汽车零部件的开发需要大量的验证工作,更换零部件带来的验证工作也是巨大的。因此,汽车制造商和零部件供应商也需要长期保持稳定的供应。

标准

这样,满足汽车产品的要求确实很复杂,而上述要求是针对汽车零部件(即电子元器件系统)的。如何将需求转化为电子元件变得非常困难。为了解决这个问题,自然有一些标准标准,它们被认为是aec标准:

Aec q100有源器件组件要求

Aec q200对可能的设备组件的要求

当然,我想很多人也会说汽车工厂还有很多企业标准。但我也想说我对这一点的理解。我曾经工作过的汽车工厂确实有一般可靠性要求的相关标准,但它评估的是完整的汽车部件(由电子部件组成的系统),而不是直接针对电子部件(电阻、电容、三极管、芯片等)的要求。)组成这些组件。虽然它的要求可以用来指低级组件的选择,但它仍然非常不适合测试电子组件等。

车辆法规的验证

在我以前的工作中,不可避免地会使用一些没有aec q100/200认证的电子元件。许多工厂人员希望进行一些可靠性验证,以验证其是否符合汽车法规的要求。

我个人的观点是这种方法不是很有效,因为这些测试只能是必要的和不够的。它只能用于拒绝设备的可用性,但不能确定它是否可以使用。

原因很简单,样品数量太少,测试的项目不够。对于大量制造的半导体元件,通过测试少量样品来确定其可靠性是非常不可靠的。在这里,我们还可以看到aec q100进行的主要认证测试项目,并看到不同之处。

哪个标准要求高标准?

谁对汽车法规和工作法规有更高的要求?人们普遍认为标准的顺序是军工>汽车>工业>消费电子。然而,个人不能完全接受这一命令。行业范围很广,遇到的环境和可靠性需求也非常不同。例如,可以想象,大型工业设备的可靠性要求永远不会低于汽车。(例如,大型发电厂的关键设备),同时,环境的严重性可能远远超过汽车的要求。不能简单地说劳动法规的要求比汽车的要求低。

使用仪表零件的缺点

任何选择都不能只有优点而没有缺点。使用汽车仪表的电子元件有什么缺点?

首先是昂贵、高系统要求、高开发和验证成本以及低输出,导致消费电子产品的成本显著增加。相对较高的门槛也会导致更高的销售溢价。

第二个缺点是选择困难。玩电子的人都知道,今天电子元件相当丰富,功能相同的产品可以有很多方案,复杂程度可能相差很大,但有时他们不得不放弃一些高度集成的方案来满足汽车法规的要求。

另一个明显的缺点是有些产品技术落后,大量的验证工作影响了新产品上市的速度。与此同时,芯片制造商通常希望在将该产品应用于汽车市场之前,在消费电子市场中成熟。例如,2013年开发的产品中使用的arm cortex a9处理器基本上是当时汽车市场上最好的产品,但arm cortex a57处理器在消费市场上并不少见。

在汽车中使用非标准电子元件有多危险?

这个问题确实很复杂,必须从许多方面来判断:

1.只是没有获得相关的认证,但事实上,产品的性能和可靠性满足要求,已经得到了大量应用的验证。如果是这样,风险相对较小。

2.这是非常重要的一点,即组件和系统之间的关系。系统的性能和可靠性由下一级电子元件组成,所以在同样的设计下,使用非车载仪表的元件产品肯定会很差。然而,良好的设计会降低组件的性能要求。如果保护措施设计良好,并且组件故障对系统有轻微影响,则可以使用非规格组件来制造更好的产品。

由于当前技术限制的影响,并不是所有需要在汽车中使用的电子元件都能满足所谓的汽车法规。然而,为了实现汽车的某些功能,必须使用这些部件。这种情况可以分为两类:

a该功能有很高的安全要求,不能接受偏差。

例如:紧急呼叫的电子呼叫功能。为了确保该功能,需要在设备上安装备用电池。但是,根据某些公司的asili(iso26262)评级,该功能与生命安全相关,需要达到b级。

然而,我们知道电池很难在-40度保持高性能。因此,一些公司的解决方案是在电池上缠绕一根加热电阻丝,并在低温下加热以确保性能。这时,单个部件的标准是不合格的,但作为一个部件装配,它可以满足汽车厂的标准要求。这也显示了企业标准和汽车工厂的部件标准之间的关系。

B.该功能通常不涉及安全性,可以考虑验收偏差。

如娱乐系统的液晶显示屏。低温下可能显示的响应和光学性能将会降低。但是这种情况会被一些工程师接受。

3.一些“大胆”和无情的人,出于一些想法,如降低成本或获得更好的性能,只想通过少量的样品在短时间内验证他们的性能和可靠性。在这种情况下,我只能说未来取决于个人性格,没有人知道会发生什么。

*免责声明:这篇文章最初是作者写的。这篇文章的内容是作者的个人观点。重印半导体行业观察只是为了传达不同的观点。这并不意味着半导体行业观察同意或支持这一观点。如果您有任何异议,请联系半导体行业观察。

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