芯片按照应用场景,通常可以分为消费级、工业级、车规级和军工级四个等级,其要求依次为军工>车规>工业>消费。
所谓“车规级元器件”--即通过AEC-Q认证
汽车不同于消费级产品,会运行在户外、高温、高寒、潮湿等苛刻的环境,且设计寿命一般为15年或20万公里,迭代周期会远高于消费电子的2-3年,对环境、振动、冲击、可靠性和一致性要求也较高,因此相应成本也比消费级和工业级高。
车企通常会要求供应商使用车规级元器件,以保证车载ECU产品的质量和可靠性,那么何为车规级元器件?
(ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元,又称“行车电脑”、“车载电脑”等。)
车规级,即Automotive Grade,指要满足车载等级要求的元器件,AEC-Q系列标准是行业公认的车规元器件认证标准。
AEC为美国汽车电子委员会(Automotive Electronics Council),是由通用、福特和克莱斯勒为建立一套通用的零件资质及质量系统标准而设立,Q为Qualification的首字母,AEC-Q是AEC组织的车规元器件通用测试标准。
AEC成员包括主机厂OEM,零部件厂商Tire1和元器件厂商等,AEC-Q是一种自愿性认证,不存在官方认可一说,测试报告相当于一份元器件全面的“体检报告”。
NXP、TI、MPS等元器件供应商对元器件执行AEC-Q验证测试,然后自我宣称满足AEC要求,以提高产品竞争力和溢价能力。Tire1选择并使用通过认证的器件,OEM和Tire1负责审核AEC-Q报告。
(Tire1:Tier One,意为车厂一级供应商,给设备厂商供货,也就是说产品直接供应整车厂的汽车零部件供应商。)
AEC成员
AEC-Q适用于汽车用芯片、无源器件、分立半导体器件等认证,针对不同的器件分别有不同的测试标准对应,不同的标准也分别对应不同的测试项。
AEC-Q100适用于芯片,AEC-Q101适用于分立半导体器件,AEC-Q102适用于分立光电子器件,AEC-Q103适用于MEMS器件,AEC-Q104适用于多芯片模组,AEC-Q200适用于无源元件。
其中,车规芯片认证标准是AEC-Q100,又包含4个温度等级,数字越小,等级越高。
车载元器件通过AEC-Q认证是车用ECU质量和可靠性保障的前提,车用元器件原则上都要满足AEC-Q测试要求。
车规元器件示例
通过AEC-Q认证是元器件进入Tire1供应链的第一步,对于涉及安全的应用场景,如自动驾驶等,还需要满足功能安全标准ISO26262。
ECU在进行关键器件选型、原理图设计、PCB设计、生产之后,整机会进行环境可靠性试验进行设计验证,需要满足ISO/TS 16949标准或者不同车企的企标,如通用汽车的GMW3172标准、大众VW80000标准等,通过认证之后才能装车。
一款车规级芯片或元器件从前期的选型,到硬件设计,到后面ECU的A/B/C样件,再到DV/PV/EMC试验后装车ET/PT,一般需要2年左右时间,才能进入整车厂的供应链。之后一般能拥有1-2年的供货周期,随着车型而改款。