吴学舟
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摘要：汽车电子行业是将电子信息技术应用到汽车所形成的新兴行业，是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。广义上讲，小到电子元器件，大到整个电子控制系统,汽车中所有与电路电气相关的装置都属于汽车电子。在汽车建造中加入电子技术，依靠电子技术设计出性能更好的整车和零件，可以加强汽车的节能、环保和安全方面的性能。汽车电子装置包括汽车信息系统、行车电脑、导航系统、汽车音响与影视娱乐系统、车载通信系统等。该装置需要的电子元器件种类与普通家电、数码、通讯等电子产品差别不大。但因为汽车电子长期处于震动及恶劣的外部环境中，对电子元器件的抗拉、抗弯、抗震动、耐腐蚀、耐高温等可靠性要求很高。鉴于此，本文是对汽车电子产品的特点与相关认证进行研究和分析，仅供参考。
关键词：汽车电子；认证；AEC-Q100标准；TS16949规范
引言：随着无人驾驶、电动汽车的快速发展以及整车科技含量的逐渐提升，单车所装备的电子产品不断增多，汽车电子在汽车成本中所占比重也有了较大提升，市场空间随之广阔。
一、汽车电子产品的特点
汽车电子产品的特点是由其所处的环境所决定的。产品必须要能够在汽车内可靠地工作。
1、产品应用环境严苛
汽车电子与普通电子产品比较，应用环境非常严苛，对温度、气候等适应能力要求高，通常必需能承受－40℃～125℃温度变化范围，且需维持相当程度的精确性。
2、产品系统化、模块化
汽车电子产品朝系统化、制造模块化方向发展，例如目前汽车的整合式车灯，近/远灯、小灯、停车灯都以模块方式呈现，为模块制造和维修提供相当的经济性与便利性。
3、产品多样少量
汽车零组件具有规格化特性，产品需求无共通性且呈现客户特殊制定等特点，以多样少量为原则。
4、产品验证周期长、寿命周期长
汽车电子产品需不断地进行测试，需要几万公里或长时间实车测试，才能在测试过程中寻找问题。功能反复测试验证与耗时是汽车电子产品的最大特征。汽车电子产品相对寿命周期长，耐用性能严苛，开发与验证时间达数年，产品寿命周期则长达10数年。
5、产业进入障碍高
目前，汽车电子产业大都由世界级厂商所主导，美国、日本及德国等汽车半导体大厂等，都已累积相当研发经验与实际应用经验，进入汽车电子产品与系统门槛障碍高。
二、汽车电子产品认证
要进入汽车电子供应商领域，必须取得两项认证，一是由北美汽车行业推行的AEC-Q100（IC）、101（离散元件）、200（被动零件）可靠度标准；二是要符合零失效（ZeroDefect）的供应链品质管理标准ISO/TS16949规范，其关联性可参考图2。
1、AEC标准认证
AEC系列标准是目前汽车电子零部件的通用测试规范，该系列标准是由美国的汽车电子委员会（AutomotiveElectronicsCouncil，AEC）制定的，由克莱斯勒、福特和通用汽车等公司为建立一套通用的零件资质及质量系统标准而设立。由于符合AEC规范的零部件均可被上述三家厂商同时采用，从而促进了零部件制造商交换其产品特性数据的意愿，并推动了汽车零件通用性的实施，使得AEC标准逐渐成为汽车电子领域的通用标准。
AEC并没有审查、认证机制，产品依AEC展开的认证计划完成实验,取得实验结果。客户以“自我宣告”的方式说明产品已通过AEC认证，终端客户可依据报告内容进行抽查或验证。
（1）AEC-Q001
零缺陷是所有产业都在不断追求的质量目标，在对于安全性有高要求的汽车电子产业，对质量的要求更加严格。半导体组件的缺陷率用DPM（De-fectPerMillion，DPM）表示。在一些关键性的应用组件中，供货商甚至将缺陷率由一般常用的百万分之一（PartsPerMillion,PPM）单位，提升到十亿分之一（PartsPerBillion,PPB），即每生产十亿个组件才可能出现有问题的产品。参数零件平均测试（ParametricPartAverageTesting,PPAT）方法是用来检测外缘（Outliers）半导体组件异常特性的统计方法，用以将异常组件从所有产品中剔除。
（2）AEC-Q002
AEC-Q002基于统计原理，属于统计良率分析的指导原则。分为统计性良品率限制（StatisticalYieldLimit,SYL）和统计箱限制（StatisticalBinLim-it,SBL）两种。
（3）AEC-Q003
针对芯片产品的电性表现所提出的特性化指导原则，AEC-Q003用来生成产品、制程或封装的规格与数据表。目的在于收集组件、制程的数据并进行分析，以了解此组件与制程的属性、表现和限制，以及检查这些组件或设备的温度、电压、频率等参数特性表现。
（4）AEC-Q004
AEC-Q004提出一系列流程步骤，包括组件设计、制造、测试和使用，以及流程的各个阶段采用何种零缺陷的工具或方法。实质上是一套零缺陷指导原则，其定义了芯片供货商或用户如何在产品生命周期中使用工具和制程来达成零缺陷的目标。AEC-Q004不是强制性的规范，而是提出用来降低缺陷的工具和方法。
2、AEC-Q100标准，认证流程与项目
（1）AEC-Q100温度等级与验证项目AEC-Q100首先定义了器件环境工作温度范围的等级，如表1所示。
表1工作温度范围等级定义
一般来说，使用环境会影响电子设备和单元的耐久性以及操作性能。因此，汽车电子元器件的环境可靠性问题就成为汽车可靠性的核心问题之一。在开发设计的过程中，关键就是要根据实际的使用条件来设计环境试验项目，以及在控制成本的同时维持实用性和性能要求。任何汽车电子产品在进入生产阶段之前，都必须通过一系列电气、使用寿命以及可靠性应力测试。不同温度等级有不同的质量要求，这些严格的认证测试可确保设备在恶劣的环境中高可靠性的工作和长时间的使用寿命,详见表3。
结束语
目前的汽车电子市场发展迅速，产品类型也越来越多样化，为了确保汽车电子产品的通用性和质量，需要严格的质量管控规范及管理系统来保证。本文通过总结汽车电子产品的行业特点，详细阐述了AEC标准的具体要求和TS16949规范等内容，为业界理解和执行AEC标准与TS16949规范总结出了参考依据。我国集成电路设计、封装、测试长期以消费类产品为主，真正核心的汽车电子产品涉入的非常少。希望本文能帮助更多的厂商了解汽车电子的规则，制定对应的AEC-Q100验证步骤和手法，顺利进入汽车行业供应链。
参考文献
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论文作者:吴学舟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/29
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