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[牛人杂谈]

半导体器件关于“车规级”的详解

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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往往都高于消费电子产品要求。
一、震动和冲击
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。
二、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。
三、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,一款车一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。再来看几点其它的需求:
四、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。
五、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,更换元件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。
六、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(对于电子元件来说就是系统了),如何去转换成电子元件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:

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