让你从古到今的了解什么是“车规级”

伴随着汽车电动化和智能化，再加上这些年特斯拉，比亚迪等造车新势力和国内造车新势力强势兴起，自动驾驶技术也得到了蓬勃发展，与此同时，伴随着国产化替代，“车规级”这一名词逐渐进入人们视野。

但“车规级”的含义究竟是什么呢？为什么要有“车规级”呢？有关的许多问题你一定很无知，本文作者在个人了解AEC标准基础上，并结合近期查阅到的许多有关材料，作些剖析，可谓抛砖引玉。

本书将从“车规级”激光雷达入手，从激光器件AEC-Q102标准入手进行解读，循序渐进地解答“何为车规级？”问题这一问题。那么就从自动驾驶技术促进车规级标准入手，看看车规级标准为了满足新技术与新应用的需要是怎样一步步发展起来的。

由于AEC标准文档量大面广、信息量大，作者在解读中难免有偏颇和疏漏之处，因此欢迎行业内专家们进行交流与探讨，促进国产汽车电子元器件和零部件的研发。

什么是“车规级”？

但凡汽车行业，大多都听过这样一句话，叫做“车规级”或者“汽车级”。正如苹果发布了“视网膜屏”之后，人们说他们就是“视网膜屏”，要不就是羞于向人问好。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，仿佛谁用了非“车规级”的就落了下乘。

已有越来越多国内器件供应商开始真正意义上地实施器件AEC-Q认证和自建试验室。但是，我国“车规级”元器件的品种和数量仍然较少，一些宣称是所谓“车规级”器件其实根本就没有AEC-Q认证。另外，尽管是“车规级”获得通过，但是“车规级”的确远不止AEC-Q。

比如激光雷达，车企声称某款汽车是世界上第一款配备“车规级”激光雷达的汽车，激光雷达供应商们还在鼓吹自己的产品就是最先批量生产的“车规级”。外行看热闹，内行会感觉“车规级”一词“滥用”。下面我们以激光雷达为例谈谈“车规级”概念的“滥用”。

1.1第一项关于激光雷达器件的车规标准

我们先不谈什么是“车规级”，先普及一个常识：行业标准通常是落后于行业技术发展的。就像法律的制定，也一定是滞后于社会发展的。那么我问你，激光雷达作为新生事物，其使用的激光器件现在有行业标准了吗？

答案是：已经有了。

AEC-Q102“Optoelectronic Semiconductors 光电子半导体”在2020年4月份发布的A版本中加入了Laser激光器件，并在4.5章节中专门规定了针对Laser的测试注意事项和要求。

并且，AEC-Q102还专门规定了针对激光器件的以下部分：

4.5章测试注意事项（Notes for Testing Laser Components）；

流程变更指南（Process Change Guideline for Laser Components）；

最小参数测试要求和失效标准（Minimum Parametric Test Requirements and Failure Criteria）；

Table 3认证测试方法（Qualification Test Methods）；

Table3某些专门针对Laser的测试要求（Required only for laser components.）

从上面的材料中能得出什么结论？（1）AEC-Q102正式发布时间是2020年4月6日；（2）在这之前，并不存在为Laser器件制定AEC标准。

那么问题来了，在此之前发布的宣称达到了“车规级”的激光器件还是“车规级”吗？

虽然AEC-Q102草案早就出来了（2017年已经是ready to be published状态了），最好的情况是，若标准从草案启动到正式发布之前都未进行更新，并且某个工程2018年激光雷达是参照草案标准找零部件的，那么这个激光雷达就算达到车规标准就算合格了。

但是一般情况下，上述假设并不成立。如果你声称已经通过了AEC—Q验证，客户却要你做AEC—Q报告，你总不能说是按草稿发出报告吧？此外，AEC-Q测试周期长，成本高，一般不会用草稿测试，其原因是标准正式实施后，如果有所补充，有些测试项目你不得不再做。

1.2全球首款“车规级”激光器件的发布及量产“上车”

我们再换个角度看一下。熟悉AEC—Q标准的小伙伴们应该了解，耐久类测试要求起步通常是1000小时，但在AEC-Q102中，除常规测试项目外还专门规定了一个可靠性验证Reliability Validation，时间从最低1000小时到最高10000小时。

大家估计对10000小时没有直观概念，这么说吧，一年只有8760小时，而AEC-Q102要求超长寿命的Laser器件HTOL（High Temperature Operating Life高温使用寿命）测试时间要达到10000小时。

AEC-Q102 REV A中对可靠性验证的规定

好，现在结论来了：AEC-Q102正式发布时间是2020年4月，可靠性测试起步1000小时，一般不会做这么短，长寿命至少4000小时，就是5.5个月，那么符合标准的激光器件量产你猜会在什么时间？

欧司朗作为全球光电器件的巨头，在2019年9月宣布了其符合AEC-Q102的四通道激光器。注意，这只是宣布，离实际量产能用，还有很长的时间。

这一点没做过工程设计的小伙伴们可能不太有感觉，就比如新闻上发布了某项新技术，大家可能就认为马上就能用上了，其实上还差得远呢。这中间大概的关系是这样的：实验室àTier 2企业à Tier 1企业àOEMà用户，大家可以看到，从实验室到用户，中间还隔着很多道，其中还有Tier n企业，产业链很长且很复杂。

回到欧司朗这颗激光器件SPL S1L90A_3，我们看下它的datasheet信息。

其中有几个关键信息：

(1)此激光器可以用于激光雷达；

(2)通过了AEC-Q102认证；

(3) SPL S1L90A_3器件手册初版发布时间是2022年2月。

曾经从事过汽车电子产品设计工作的朋友应该知道以上资料的含义，不过笔者在此不妨科普下：汽车电子产品设计，很少有量产项目直接使用全新器件。

一是为确保产品可靠，终究从未使用过，技术实力也不足；另一种是为减少BOM的费用，毕竟新款的产品刚刚量产就已经很昂贵了，原因是没有上；新技术减少了技术风险新技术谁也没有摸索，出了点问题工程可能要推迟，使用前你要“掂量掂量”。

下面笔者将以一块芯片为切入点来讲述一项新技术由推出到批量生产的过程：

芯片供应商Tier 2制定芯片规划（Roadmap），各Tier 1及OEM调研；

芯片供应商决定了芯片的研制时间；

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）；

使用新装置Tier 1项目SOP进行了产品量产；

OEM使用该Tier 1的型号进行量产。

新器件导入项目流程（来源：左成钢）

从以上新器件导入流程中可以看出，一个新器件从设计到批量生产要1年多的时间，而Tier 1要想设计出来也要1年，几乎要2年或者3年。这已是较快的事了，大家都知道普通汽车电子零部件中，一个工程从立项至SOP约3年。若以芯片供应商的推广为起点，其间少说也要3年。

从欧司朗的那颗激光器的量产时间我们也能看出来，器件从发布到量产，期间经过了2年零5个月的时间，并且器件发布时间还稍早于AEC-Q102标准发布时间。

那你能快一点吗？能的！

芯片被引入工程样片阶段的量产项目中，如图中的红虚线箭头所指示的那样，省略了验证阶段。等芯片量产后，立即进入DV，少则三个月，多则半年即可达到接近SOP的状态（指的是产品硬件被冻结而软件仍有较大的可能性被更新）。

那么，这可以做到什么程度的快捷？这要看芯片供应商以及项目本身，如果进展顺利，可能1年SOP，但是真的没有多少人看到这样玩过，特别是安全功能零部件方面，OEM都敢做，Tier 1大概都不敢做，因为出现问题都会承担责任。

1.3 AEC-Q强制性标准码？

从理论上讲，AEC-Q仅仅是汽车行业标准而非法律，没有强制性认证制度，做到了就“各凭心意”。但是在实践中，汽车行业对于电子零部件所使用元器件最根本的要求是“车规级”,AEC-Q已经成为汽车行业实际上电子零部件的通用检测标准，人们只有经过AEC-Q验证才能将其视为车规级。

即使OEM不去审核，Tier 1也不会偷偷地用“非车规”的器件，原因大概有以下几点：

（1）没有可供使用的“非车规”装置。一般大型Tier 1标准较高，物料库全球共享，由专业队伍负责保养，物料库基本上没有“非车规”材料；

（2）新器件导入，器件变更和老器件废止都由专门的团队来完成，研发工程师通常无权操作，他们只能“有用的东西”而基本上无法使用“非车规”器件；

（3）Tier 1与OEM大致相同，为了确保项目的可靠性与进度，它还喜欢遵循旧的设计，专业的说法是“carry over”，即在普通量产项目中极少使用新器件来进行全新的设计，这在之前已经说到了。

那么是否有可能会出现非要使用“非车规”装置不可的现象？基本上不会。Tier 1找不到用“非车规”装置的理由，除非该装置不是AECQ，例如开关，电机，继电器和其他机电装置，也有连接器，电线，PCB等等，但是这些材料有各自对应的行业标准。

因此，对想要进入汽车行业的Tier 2来说，AEC-Q标准就是个门槛。

1.4激光雷达器件过“车规”，不等于激光雷达也过了“车规”

讲了半天，小伙伴发现一个问题没有，我最初提的问题是“激光器件Laser Components”有“车规级”标准吗？而不是问“激光雷达”，为什么？

来复习AEC-Q102所要求的范围：用于汽车内外的光电子半导体optoelectronic semiconductors例如：LED、光电二极管、激光器件、晶圆Wafer Fab技术以及光电晶体管等。这里面有没有激光雷达？在AEC-Q102标准里也确实出现过一次Lidar，只不过它意味着Laser的应用。

另外，我们从标准中AEC下面的一行字“Component Technical Committee”中也能来，他是管器件Component的，不是管零部件的

AEC器件技术委员会（来源：aecouncil.com）

所以说，AEC-Q102标准不是用于激光雷达的，是用于激光雷达中用到的元器件的。这么说吧，所有的AEC—Q102标准，全部都是规定电子元器件的，而非电子零部件。因此，元器件通过了ACE-Q102标准下的“车规”，不代表激光雷达也通过了。

1.5 有“车规级”的激光雷达吗？

在回答这个问题前，我们先科普一下电子零部件标准。对于业内具体做设计的小伙伴们来讲，这些标准可能是耳熟能详的，但对于Tier 2或者OEM，大多数人还真不一定能讲清楚。

下面是笔者总结的汽车行业电子零部件相关标准，有国标也有相应的国际标准，可能不全，但基本上就这么多，基于这些行业标准，电子零部件通过相应测试项目及等级，就可以认为满足了车载应用标准。

汽车行业电子零部件相关标准（来源：左成钢）

当然，多数车企也会提出要根据自身标准进行制定，国内普遍参照国际标准，或者是他们合资伙伴，而外资品牌也是自有标准的，有些测试项目在ISO/IEC标准中并不存在，如福特，大众有相当一部分比ISO/IEC还高，各标准比较这事复杂得多，写到这估计你都看不过去、读不明白了，这里就省略不谈。

但有一点大家要记住，ISO/IEC等国际标准可以看做是所有标准的元标准，无论国标、企标等其他标准，都可以看作其衍生标准。对于刚进入汽车行业或者想要学习汽车行业标准的朋友来说，推荐从ISO/IEC和其他国际标准出发，推荐阅读英文原文并多阅读、多重复阅读。不要企图每次都从头开始读，普通人是无法做到的。可跳跃阅读或先选择所需部分阅读或有兴趣篇章阅读。

对于汽车电子零部件而言，如VCU模块、ECU模块等等，它需要先选择满足AEC标准要求的电子元器件然后通过电子零部件总成来实现，按照有关行业标准在合规试验室中通过OEM指定的有关试验项目和级别获得试验报告后装车量产。关于具体的测试计划，测试项目，测试周期，测试工装，成本等等，掰着说的东西很多。

汽车行业相关标准（来源：左成钢）

前面已讲过，这里再重申一下：汽车电子零部件的试验标准，也是非强制性标准。

好，回到小标题，有“车规级”的激光雷达吗？答案是：有，也没有。此话怎讲？

简言之，“车规级”激光雷达可指使用“车规级”激光器和光电探测器（SiPM）激光雷达，而且，激光雷达产品自身已经过相应汽车行业零部件标准试验要求。Tier 1拥有IATF 16949和其他汽车行业认证此时才能说这台激光雷达属于“车规级”激光雷达。

但是这种说法是不确切的，甚至似乎是外行的。汽车行业内，人们通常都不会这样说，因为这听上去很专业，大企业完全不屑说他们零部件“车规级”，你们什么时候看到博世鼓吹他们ESP或者iBooster“车规级”了？

1.6“车规级”要点总结

注意，敲黑板了，下面是结论，以后要考的：

（1）AECQ为器件级标准，通常所说的“车规级”就是指一些类型的电子元器件，电子零部件并无具体的“车规级”，不存在所谓的“车规级”零部件（严格来说，可以说芯片、激光器或探测器达到了“车规级”，但不能说域控制器或激光雷达达到了“车规级”）；

（2）若仅表示符合车规级标准或温度范围符合车载应用而不是具体采用哪一种AEC-Q标准则为假“车规级”；

（3）只有在器件手册datasheet中标明“AEC-Q***Qualified”时，才能说明该器件已通过车规级器件测试标准认证并具有“车规级”性，这时器件供应商才能提供合规测试报告。

记住这三点吧，你再也不会为“无良商家”广告所欺骗，或碰到满口跑火车的人时，你还可以将此文抛给他，以便他努力学习。

2技术的发展与“车规”标准的进化

最近在外网看了一篇关于AEC标准的文章，写得挺好的，原文较长，我大概给大家翻译一下，下面是部分原文：

汽车级标准的进化（来源：microcontrollertips.com）

我大致概括了一下：

车规级认证是指元器件在生产制造，性能等方面达到某一行业标准；

车规级认证标准并非固定不变，而是有生命、有演变；

新标准针对新技术；

现有标准还将随着新技术，新应用不断更新演变；

车规级测试标准并不能指望覆盖电子元件全部使用场景，也不能覆盖全部可能发生故障模式。

2.1“进化中”的AEC标准

AEC-Q100、AEC-Q101和AEC-Q200这三个标准是最早制订的、也最常被引用的AEC-Q标准。在AEC网站上的“文档”页面列出了37个标准和子标准，其中七个被列为“新New”或“初始版本Initial release”。所以说AEC-Q标准是在不断进化的，特别是随着高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶等新技术的发展，标准还将保持这种持续更新的状态，以适应新技术和应用的需求。

比如，专门为光电半导体optoelectronics, MEMS传感器, 以及模组multichip modules制定的标准：

AEC-Q102：汽车应用的光电半导体应力测试标准

AEC-Q103：MEMS压力传感器应力测试标准

AEC-Q104：汽车应用的多芯片模块（MCM）应力测试标准

2.1.1AEC-Q102标准解读

AEC-Q102上文中我们已说得较多，现特别谈谈该标准的制定与演变。

AEC-Q102最初主要使用光电二极管photodiodes,2016年在对其进行改造后增加了LED，适用于多种车内和车外照明应用。标准随着新技术的发展和应用。

AEC-Q102于2020年4月进行了重新修订，新增了激光器在激光雷达系统中的使用。本标准定义了光电子半导体认证的最低应力测试要求和参考测试条件，以此为基础结合了JEDEC,IEC和MIL-STD的各种测试标准，及各厂资格标准规定，器件必须符合最高标准。

另外，对比AEC-Q101的新旧版本，也能更明显地看出来这种变化。光电半导体原来是涵盖在《AEC-Q101分立半导体元件的应力测试标准》中的，在版本从D更新到E后，光电半导体相关内容全部转到了新的AEC-Q102标准中去。

AEC-Q101 REV D规定的器件范围（来源：aecouncil.com）

然后再对比一下AEC-Q102的范围，专门增加了激光器件Laser components：

AEC-Q102 REV A规定的器件范围（来源：aecouncil.com）

另外，标准的诞生离不开众多相关领域的专家和公司，他们做出了极其重要的贡献。这从另一方面也能看出，AEC始终与业内专家和公司保持着紧密联系，AEC也会周期地的召开会议讨论标准问题，这个后面单独讲。

AEC-Q102标准制定的参与者（来源：Hella）

QEC-Q102标准能带来哪些好处？这篇Hella概括起来，大家就直接搬来了，上一篇算Hella加上去了，说到底主业就是做车灯：

有规律可循；

该标准收集了60多家企业的知识和经验；

关注汽车级行业的需求，涵盖全部汽车级的应用；

所有电子元器件都需要平等；

推广新型车辆照明技术。

2.1.2AEC-Q103标准解读

AEC-Q103就是针对MEMS压力传感器检测而设计的专用标准。

对于自动驾驶技术而言，汽车定位（GPS），汽车加减速（多轴加速度传感器），汽车姿态（陀螺仪）等等都有运用，包括将来飞行汽车在内，出于安全自动驾驶要求，MEMS器件不可或缺。

实际上AEC-Q100中覆盖MEMS传感器，但无用细分成压力传感器。压力传感器属于MEMS家族的特殊情况。这点也是非常容易理解的，大家想想，如果想要测量气体压力的话，就要开一个洞，把要测量的气体放进去才能够测量出来，其他的用途如温度、磁场和加速度都是能够间接测量出来的。

我们来看下用于TPMS胎压监测的芯片：

用于TPMS的压力传感器芯片（来源：Infineon）

在标准的Scope中也明确了，这个标准要和AEC-100结合使用，也就是说，AEC-Q103是专门针对压力传感器制定了一些额外的测试要求。

AEC-Q103标准范围（来源：aecouncil.com）

除了大家熟知的胎压监测应用外，发动机管理系统、车辆稳定性、乘客安全系统和排放控制等方面的都有压力传感器的应用，这个我们后面再讲。

AEC-Q103对压力传感器的应用并没有给出很详细的说明，仅从机械等级角度进行了两类区分，M1是通用传感器，M2是用于TPMS的。

AEC-Q103标准规定的机械等级（来源：aecouncil.com）

2.1.3AEC-Q104标准解读

AEC-Q104是专门为Multichip Modules (MCM)多芯片模组制定的标准，这个标准很特殊。

前面我们讲过，AEC-Q全是规定电子元器件的，而MCM是由多个元器件组成的一个模组，从某种意义上来讲，它算是一个小型零部件了（其实MEMS也算是MCM，实际上AEC-Q104也包含了），只不过MCM是把一些芯片加器件做成了一个独立封装Package的形式，对外连接可以是焊盘，或者是连接器，我们来看下标准定义：

AEC-Q104标准范围（来源：aecouncil.com）

目前标准仅适用于那些设计出来是可以直接焊接在PCB (Printed Circuit Board) 印刷电路板上的MCM的，这一点大家注意。

AEC-Q104是2017年initial release的，目前还没有版本号，和AEC-Q103一样，还没有定稿。AEC-Q104标准本身的范围并没有规定得很宽，明确的范围包括LED模组、MEMs、SSD（Solid State Drives）以及带连接器的MCMs。因为可能需要一些专门的规定和测试程序，AECQ-104明确了不包括大家熟知的IGBT和Power MOSFET模组。

MCM模组外观

比如下面这个英飞凌的IGBT模组芯片手册，AEC-Q104就仅写了汽车应用， 没有给出测试标准。

IGBT模组（来源：Infineon）

此外，还有一个比较特殊的地方，AEC-Q103和AEC-Q104在参考标准中分别引入了ISO 16750-4（气候负荷）和ISO 16750-5（化学负荷），这在其他AEC标准中是没有的。前文提到ISO 16750作为汽车行业电子零部件的标准很有意义，因此在一定意义上MCM可以看作小型零部件。

除MCM外，AEC-Q104对SIP（System in Package，系统级封装）也有指导意义。

SIP和我们常说的SOC（System on chip）很相似，SOC在chip中制作系统，SIP则为Package。当然，SOC直接由芯片供应商制作完成，并作为芯片供Tier 1采用，SIP则可由芯片供应商制作，还可与Tier 1或者OEM根据特定应用进行定制研发。

这款AEC-104已经明确说明了什么样的产品能够制成SIP的形式以便制成SIP的时候芯片厂商是什么，Tier 1是什么和Tier 1.5是什么。（有关这方面的内容，以后我们将另行发文解析）

AEC-Q104标准范围（来源：aecouncil.com）

那么，AEC-Q104标准意味着什么呢？

AEC-Q104是首个针对BLR测试的行业标准（来源：ctimes.com）

AEC-Q104是AEC与Intel、Infineon、Microchip,NXP,OnSemi、TI等公司一起制定的，是行业首个适用于MCM和SIP、定义了BLR（Board Level Reliability板级可靠性）测试的标准。它解决的是一个怎样的难题？

随着车辆电动化智能化及辅助驾驶技术的发展，原来元器件级采用AEC标准，零部件级采用ISO/IEC标准（在前面对零部件标准的分析中，ctimes.com仅编写ISO16750），而对MCM和SIP，没有适用标准。如何进行可靠性测试是困扰芯片供应商和Tier 1多年的难题。

MCM/SIP采用多种芯片与器件封装而成，那么在这种封装中所使用的芯片与器件是否还要进行对应的AEC-Q测试呢？这个问题非常不错，因此标准还提出了一些建议—可利用MCM上对应设备的AEC-Q100、AEC-Q101、或者AEC-Q200来对原始数据进行认证来简化AEC-Q104。

ctimes.com对这个问题解释得比较清楚，我们可以参考一下。就是说不管你用到了哪些器件，在你把这些器件封装起来之前，最好已经过了相应的AEC-Q100, AEC-Q101,或AEC-Q200认证测试。

上述内容是强烈建议你去使用全部符合AEC-Q认证的器件去做MCM，但是如果你真的要说我就是任性，我就“偏不用”，行不行？答案是“也可以”。标准原文是这么写的：考虑到成本及客户可能同意你这么干，AEC不要求每个sub-component（子器件）必须通过认证，但是鼓励MCM制造商采用AEC标准去认证子器件，从而使MCM达到最高的质量水平（promote best MCM quality）。

这里面的用词非常讲究，大家细品一下，包括括“address”、“encouraged”、“available”、“promote”等。所以我前面说过，推荐大家一定要去看标准原文，而不是翻译过来的，原文才能咂摸出来那个欲说还羞、欲言又止，但又心有不甘的那种感觉，你品，你细品。

老外说话比较绕，不直来直去，我用汉语再给大家翻译一下，可以指导大家未来的工作，大家记住了：

(1) MCM要全部采用AEC认证的器件；

(2)然后只用进行Group H测试即可；

(3)否则的话你就得把所有测试项全来一遍；

在（1）方面，对于宣称符合“车规级”标准的LTE模组，5G模组和WiFi-BLE模组，需要加以区别，看看是否通过了AEC-Q测试。如果只是核心芯片拥有AEC-Q或者宣称温度范围满足车载应用最低85度需求，拥有一款IATF16949或者PPAP，再大胆说出它属于“车规级”，你一定要擦亮双眼。

某通信模组的 “车规级”

关于（3），如果你说全做太花钱了，客户同意你“可以不做”，那也行；但你拿标准原文去给客户看看，我就不信哪个客户会说“不用做”。

下面这个测试流程很清楚地写明了认证测试怎么做，大家可以细看一下，很有意思。

AEC-Q104标准测试流程（来源：aecouncil.com）

2.2“新四化”相关技术对元器件车规标准的推动

除原来就有的三个AEC标准外（Q100，Q101和Q200），我们已经把最新的三个标准都分析了一遍，现在我们再看一下主动及被动安全、电动化、智能化与网联化对车规级标准的推动。

前面我们讲过，AEC标准是一个鲜活的，一直在进化的标准。

2.2.1AEC-Q102标准在汽车“新四化”中的应用

随着科技的进步，汽车上使用LED作为照明的人不断增加，人们在购车时还要看看前大灯是否为LED，是否具备AFS自动转向功能，最后想要这样的配置还要加钱，因为照明作为主动安全和被动安全的（比如日间行车灯DRL daytime running lamps）举措，我们已经认识到照明的重要性。

BMW已批量生产激光大灯，由最早的卤素灯、氙气大灯、LED大灯演变为激光大灯，其能耗较LED低30%，反正就是很亮、很贵，具体有多贵，咱也不知道，咱也不敢问。

LED用于屏幕背光，质量的可靠性靠什么来保证？只能靠器件的行业标准。

AEC-Q102的应用范围（来源：Hella）

还有就是现在火热的激光雷达，其核心就是激光器，前面我们讲过了，但有一点大家注意到没有，激光发射出去了，反射回来谁来接收？这就要用到光电探测器Photomultipliers(SiPM)了。

用于激光雷达符合AEC-Q102认证的SiPm（来源：Onsemi）

激光器和探测器都过了AEC-102认证，这个激光雷达才有了车载应用的基础，用起来质量才有保证，自动驾驶车辆的安全才有保障。

2.2.2AEC-Q103标准在汽车“新四化”中的应用

前面讲过，除了大家熟知的胎压监测应用外，MEMS压力传感器广泛应用于传动系统和安全系统。乘客安全系统一个典型的安全相关的应用估计一般人不是很了解，比如侧面碰撞和行人保护应用。

用于被动安全的压力传感器应用（来源：ijert）

然后就是电动车锂电池压力检测了，这是一个安全需求。研究证明，测得电池组内压力可以较好的提前预警电池组热失控。若电池泄漏，再加温度骤升，则使电池组内压力升高，形成压力脉冲。MEMS压力传感器将对电池包内压力进行连续监测并实时发送给BMS。甚至在停车状态下也能用MEMS压力传感器监测到电池包内的任何压力异常情况。

以下为NXP一款专门用于电池压力检测传感器芯片手册。可查看仍通过AEC-100认证。

用于电池包的压力传感器应用（来源：NXP）

还有就是现在很火的，用于自动驾驶的线控制动、线控转向等应用，都需要用到MEMS压力传感器。

用于制动的压力传感器应用（来源：ijert）

基于这些和车辆安全相关的应用需求，AEC-Q100已经无法满足，于是AEC-Q103应运而生。另外，这个标准是2019年才发布的，目前还是initial release初版状态，还没有版本号，所以现在看的压力传感器芯片手册上面写的还是依据AEC-100，这也是正常的。

2.2.3AEC-Q104标准在汽车“新四化”中的应用

现在能够见到的直接使用AEC-Q104验证的MCM还比较少，但笔者仍然发现其中之一，正好与自动驾驶技术有关。

下面这个MCM可以用于802.11p DSRC、C-V2X应用，里面集成了一个5 GHz单刀双掷收发开关，一个5 GHz高增益LNA（low-noise amplifier低噪放），一个5 GHz的PA（power amplifier功放）。

用于DSRC及C-V2X应用的MCM（来源：Skyworks）

2.3技术的发展及标准的进化

从当前汽车行业技术发展趋势来看，AEC-Q标准中并没有收录对一些器件和技术应用进行认证测试的内容，其中就有我们之前提到过的Power MCM标准。

还有，目前摄像头的图像传感器（image sensor）和图像信号处理器（ISP）适用的是AEC-Q100集成电路认证，而摄像头模组是按照零部件来算的。但从某种意义上讲，摄像头模组也许可以参考AEC-Q104的MCM测试要求，然后摄像头总成按零部件？这位作者找不到有关的参考资料。

此外还有车载触摸屏和显示器，现在还没有AEC-Q对应标准，但据称启动会议于2017年召开。

车载触摸屏及显示器的车规级标准

其实显示器和摄像头很接近，结构上都是玻璃加一部分集成电路，对外接口也都是一样的FPC连接器，但这目前是不符合AEC-Q104中对MCM范围及接口部分描述的。

在此顺便提一下另外一个标准。为了解决基于人类和计算机视觉的汽车成像系统在图像质量测量方面存在的相当大的模糊性，IEEE‐SA（IEEE标准协会）专门成立了IEEE-SA P2020汽车成像标准工作组，并已开始着手开发新标准，目标是指定用于测量和测试汽车系统中图像质量的方法和指标（不同于AEC-Q专注于器件级别）。

IEEE-SA P2020于2016年7月召开了初次电话会议，并且每年都会有几次会议，最近的一次是2022年2月，类似于AEC的周期性会议模式。

多摄像头汽车系统架构（来源：IEEE)

HMI及计算机视觉系统是智能座舱，ADAS及自动驾驶功能中必不可少的组成部分，IEEE这一标准在今后将会对技术在这些领域中的应用起到重要的引导作用。

最后引用一段microcontrollertips.com的话来结尾：“车规级”认证在发展、覆盖各种设备范围的规范，AEC组织不断根据已有技术发展对已有规范进行考察，不断研发新规范以适应例如ADAS，自动驾驶，计算机视觉以及激光雷达等新兴应用。符合AEC-Q认证（AEC-Q qualified）是产品系统设计及硬件选型中的重要因素。”

汽车级标准的进化（来源：microcontrollertips.com）

3.AEC的历史及基本概念

前面我们着重介绍了AEC的最新标准，以及顺带介绍了已有标准，但并没有直接从AEC的前世今生来介绍，这多少有点不太符合我们一贯的风格。没关系，接下来我们就开始正式介绍，大家搬好小板凳，泡上茶，我要开课了。

3.1AEC历史及简介

这是AEC官网：http://www.aecouncil.com/，大家一定要看好了，认准了你吃不了亏，认准你上不了当。

AEC的全称是Automotive Electronics Council Component Technical Committee，汽车电子委员会元器件技术委员会，不过大家一般都简称AEC汽车电子委员会，从其后面的“Component”能看出来，AEC是专注于元器件级别的，这个我们前面讲过。

AEC的建立是以器件通用化为宗旨。最早业界如此，例如福特需要使用一个芯片/器件供应商A芯片/器件时，供应商必须根据福特要求做试验，合格了福特才能使用；但是如果克莱斯勒也要用，他是不是不认可福特的测试的，供应商就要再按克莱斯勒的要求再测一遍，才能用于克莱斯勒。福特与克莱斯勒提出设立AEC的目的是通用化、所有人都能共同使用、减少测试成本。

创立AEC是1992年夏JEDEC大会提出来的。GM（通用汽车）的德科电子（Delco Electronics）的Servais会见了Chrysler（克莱斯勒）的Jennings，然后两人聊起电子零件资格认证领域中常见的几个难题，接着又提及“一般资格规范”这一概念，并认为这是改进这一现状的可能途径。

在1993德科电子召开的一次会议上，讨论了每家公司使用的各种资格认证方法。会议认为“一般认证规范”的设想是可行的，此后不久就开始了Q100（集成电路应力测试认证等）的工作，主要的IC供应商都参与了标准的制定。AEC-Q100的初始版本（最初叫CDF-AEC Q100）在1994年6月提交给了所有的IC供应商，这个文件代表了克莱斯勒，德尔科电子和福特的首选资格证书。

这篇论文鼓励交换有资质的数据，同时也注意到如果某个组件满足了论文的要求，那么这篇论文对于这3家企业来说是有资质的。这份文件并没有讨论定价问题或妨碍3家企业将其他资格要求用作特殊条件。

此后AEC又陆续制定了其他零件类别的认证规范：如用于分立半导体器件的AEC-Q101和用于被动器件的AEC-Q200。

AEC每年举办一次可靠性研讨会。在1995年印第安纳波利斯的研讨会上，拍摄了以下AEC创始人的照片，来，我们膜拜一下大神：

3.2AEC会员

汽车电子委员会（AEC）最初由克莱斯勒，福特和通用汽车成立，最初AEC由质量体系委员会和组件技术委员会两个委员会组成，现在的委员是由一些企业的固定会员（Sustaining Members）及其他技术会员（Technical members）、准会员（Associate members）及特邀会员（Guest members）的代表组成。

固定会员主要来自Tier 1供应商及器件制造商，包括：Aptiv安波福、Bosch博世, Bose博士、Continental大陆、Cummins康明斯、Denso电装、Gentex、Harman哈曼、Hella海拉、John Deere、Kostal科世达、Lear李尔、Magna麦格纳、Sirius XM,、Valeo法雷奥、Veoneer、Visteon伟世通、ZF采埃孚。

怎么样，业内小伙伴们对这些公司是不是都很熟？他们如今在汽车行业依然是大名鼎鼎，如雷贯耳。

在AEC官网上这些公司（包括Tier 1与Tier 2）的名字及商标都有展示，不过是一个列表，我给整理成了一张图片，方便大家查看。大家看下有没有自己公司，看到了也可以心里小小的傲娇一下不是。

AEC成员公司（来源：aecouncil.com）

有一点大家发现没有，就是这里面几乎没有国内公司，收购而来的Nexperia和ISSI勉强算两个。所以国内的Tier 1及国产汽车电子器件/芯片供应商还需要继续努力。

3.3AEC-Q标准是免费的

官网有段话挺有意思的：AEC组件技术委员会是为可靠、高质量的电子元器件建立标准的标准化机构。符合这些规范的组件适用于恶劣的汽车环境，无需额外的元器件级认证测试。本网站提供AEC组件技术委员会制定的技术文件。这些文档可以直接下载。

业内小伙伴发现了哪些问题不是呢？AECQ标准居然免费，或者直接下载就能用，惊而不惊、意而不露？AEC有良心吗？是在突破我们的理解吗？

也许有伙伴说我一直没有买标准呀？那么，我也就只能哈哈。撇开盗版标准不谈，几乎没有什么标准可以免费使用，其中既有人们普遍使用的ISO,SAE之类的国际标准，GB国标还需要买，只是价格便宜了许多。作者曾买了一套SAE标准花费700多元。每个人在企业中所使用的准则实际上就是企业购买而非无偿获得。

标准的建立要有组织和人员，必须有经费。尽管这些机构基本上属于非营利性机构，但是机构运转同样需要经费支持。此外，工业标准自身是市场的结果，它自身也是一种商品，而制订标准所需费用其实是分摊到受益于标准的组织身上。例如，DIN（德国工业标准）60%的努力都得到了标准收费的支持。

我们来看一下这个SAEJ3018和自动驾驶道路测试相关的标准，价格是87美金。

另外有个问题小伙伴们不知道注意到了没有，JEDEC，IEEE，ISO，SAE网站都是.org，而AEC是.com，具体的差别我也说不清楚,反正小伙伴们记住AEC-Q标准可以免费从官网上下载就可以了。

3.4AEC 年度研讨会Annual Workshops

关于2019年的会议，官网信息如下：2019欧洲AEC年度可靠性研讨会，暨第二届欧洲汽车电子可靠性研讨会于10月15日至16日在德国慕尼黑喜来登酒店举行，参加会议的有：汽车电子Tier 1用户,Tier 2供应商以及欧洲OEM公司的与会代表。会议讨论了影响汽车电子元件的18个各种主题的报告。欧洲研讨会的会议形式与美国类似，包括了7个开放论坛小组讨论，各种AEC文件的讨论，以及对未来AEC-Q规范的开发和改进的建议。

原定于2020年举行的年度会议，改期到了2021年春，结果最后还是取消了。

2022年的AEC可靠性研讨会的计划目前还没有定下来。关于2022年研讨会活动的更多细节，包括演讲议题和主要研讨会日期，届时会在AEC官网公布。

我放几个AEC研讨会的议题小伙伴们感受下：

一个人体静电放电的调查

电热导致的寄生栅极泄漏

邦线工艺的评估和改进

CMOS器件不同ESD模型失效特征的比较

制定一个IC因瞬态传导干扰导致闩锁的标准

另外，除了年度的可靠性研讨会外，还有定期的技术委员会会议（Technical Committee Meetings），比如每周、每月及年度。另外，年度的技术委员会会议是和年度可靠性研讨会同时间举行的。

3.5AEC章程

AEC章程全文很长，有十几页，我挑了一些重点给大家讲讲。

3.5.1AEC委员会与IATF16949

AEC最早成立时有两个委员会，质量体系委员会Quality Systems Committee和器件技术委员会Component Technical Committee，前者现在已经没有了，所有的关于质量体系规范根据IATF16949进行就可以了，也就是说，IATF16949标准继承了这个委员会功能。

所以我们可以看到，现在只要是做汽车电子的，不管是器件供应商，还是Tier 1，IATF16949认证是个基础。

这里顺便再讲一下汽车行业的另外一个标准，做质量或采购的小伙伴们可能都听过，就是QS9000。QS9000基于ISO 9000体系（包括9000/1/2/4等标准），由克莱斯勒、福特和通用汽车公司于1994 年共同开发，于2006 年12 月15 日被国际汽车工作组IATF所制定与推行的ISO/TS16949 汽车行业验证标准所取代，现在已经更名为IATF16949，有些人还是习惯叫TS16949，那就说明是入行较早的了。

IATF16949标准可以认为就是用于汽车行业的ISO 9000标准。IATF16949证书的有效期都是三年，而且证书有效期内的每一年都是需要年审的，如果年审没过，或者没去做，证书就会被撤销，一旦被撤销，企业就必须重新进行认证了。

现在几乎所有的OEM都强制规定其供货商的质量管理系统必需符合16949 标准，并要求扩展至2-3 级供货商。

3.5.2会员分类及会员准则

会员分类之前我们大概提了一下,现在详细地讲一下。

AEC会员由以下四类代表组成：

1. 固定会员（Sustaining Members）：代表终端用户(end-user)的公司，如给OEM提供电子零部件或系统的Tier 1。固定会员是负责AEC组织的运转的，最初的会员来自Chrysler,德科电子,和Ford。任何的Tier 1都是可以请求成为固定会员的，固定会员们需要一起分担每年举行的研讨会的全部费用，积极参与每次的年度会议，并按章程承担相应职责。当然，固定会员是享有一些特权的。

2. 技术会员（Technical members）：代表汽车市场（automotive-market）的公司，比如使用了电子元器件，或电子元器件的制造商等Tier 2。技术会员也是以申请的方式加入的，并分担支付每年举行的研讨会的费用，并享有完整的投票权。

3. 准会员（Associate members）：代表一些公司或组织，为汽车电子行业提供技术支持或服务的tier 3、分包商、大学等。准会员也是以申请的方式加入的，但只需要支付一半的分担费用，不过投票权是受限的。

4. 特邀会员（Guest members）：代表非汽车行业的电子市场公司或组织。特邀会员是可以免费参会的（但是鼓励能出钱时可以尽量出一些），当然了，投票权是没有的。

AEC组织有一个会员准则，就是技术委员会成员只允许讨论与质量和可靠性标准化相关的东西，其他的诸如详细的质保信息、价格、供应、需求预期、参数设计等都是不允许讨论的。还有就是会员之间不能交换任何竞争性敏感信息，包括未来的价格、个人意向、未来动向、未来销售额、市场份额、利润、地域或客户信息等。

另外还由一点AEC特别强调的就是：AEC会员不得从事任何与汽车电子元器件生产商相关的任何交易或其它与商务相关的活动。

3.5.3申请入会

会员申请表我截了个图，感兴趣的小伙伴们可以看一下：

AEC会员申请表（来源：aecouncil.com）

通过申请后会收到录取通知书（acceptance letter），我截了个图，公司名称我隐去了，大家看下内容就可以了。

AEC会员录取通知（来源：左成钢）

加入AEC后，你公司的Logo就会被放到AEC官网上，按照公司名称进行排序（不是按加入的先后顺序），很公平。Logo按Tier 1和Tier 2进行了分组，每组再按名称从A-Z进行排序。

3.5.4OEM的角色

OEM公司对AEC标准化同样起着举足轻重的作用，但要做到组织简化、效率高，OEM承担部分信息输入即可，例如，未来科技应用视角和附加特殊要求。

OEM参与人代表以顾问身份在新文件即将出版时审核该文件并建议改进意见，但无最后表决权。此外，AEC还强烈地建议，这些OEM的代表都是半导体背景。

OEM能否参加会议？仅有2种是为了增强AEC和OEM的连接，OEM能出席：

1.根据具体要求，例如OEM检测到一个应急或者关键文档问题时，AEC技术委员会必须立即进行处理；

2.如有需要，定期（如每季度、每半年）召开交流会，让OEM了解当前AEC的活动，同时让AEC了解OEM的问题或计划。

3.5.5 AEC有会员费吗？

讲到这里，小伙伴们可能就要问了，加入AEC有会员费吗？答案是：可以说有，也可以说没有。

关于费用，我们在会员分类里大概提了一下，现在再详细讲一下。AEC会员名义上来讲是不要缴纳会员费的，但是除特邀会员外，其他会员是需要均摊年度可靠性研讨会费用的，这个费用可以看作是参会费，或者你当成会员费也行。

费用怎么算？
1. 固定会员和技术会员，均摊费用，比例是1；2. 准会员，均摊费用，比例是0.5；3. 特邀会员，可以免费参会，但是鼓励能出钱时可以尽量出一些，不强求。4. 除特邀会员外，无论参不参会，都需要缴费。

3.6AEC相关标准及文件

3.6.1标准文件命名规范

AEC标准的文件命名有以下规范:1. Q1xx，是关于半导体器件的,比如Q100是集成芯片,Q101是分立半导体;2. Q2xx，是关于非半导体器件的,比如Q200是被动器件；3. Q00x，如Q001，Q002等，是应用于汽车电子器件范围内的关于方法、出版物、指导原则。

上面的1和2都是AEC的标准（Standards），而3则有以下三种：（1）.AEC技术委员会出版物（Publications），提供那些不适合以标准形式发布的，在AEC范围内的，关于产品、规范或服务的通用工程信息。（2）.AEC技术委员会说明书（Specifications），用于清晰并准确地定义那些用于汽车电子应用的，关于购买和使用电子器件的重要技术需求。（3）.AEC技术委员会指导原则（Guidelines），这个文件主要提供关于制造和测试的可行方法。

3.6.2AEC相关标准

讲了这么多，小伙伴们应该已经对AEC标准有了个大概的了解，这个小节我再系统地梳理一下，帮助大家把思路理顺。

目前标准部分共有6个，我整理成了表格，如下：

AEC标准汇总（整理：左成钢）

详细的文档及内容部分我们随后再讲。

3.6.3AEC相关文件

除标准外，还有AEC-Q001至006共6个文件，包括指南和出版物，用于配合标准使用，感兴趣的小伙伴们也可以去下载了看一下，现整理如下：

AEC文件汇总（整理：左成钢）

4AEC-Q标准解读

最新的几个AEC标准，从Q102、103到104，前面都已经解读过了，本章重点而解读一下最早的3个标准。就是AEC-Q100,101和200.

4.1AEC-Q100标准

前面也讲过了，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。

我们先来看一下标准的全称: Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Integrated Circuits，基于集成电路应力测试认证的失效机理，名字有点长，所以一般就叫“集成电路的应力测试标准”。

集成电路应该算是用得最多的，大家也最关注的，所以我们就把Q100讲得详细一点。

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）

整个标准文件太多，文章里不可能很详细的解读，我就挑些大家可能感兴趣的点讲一下，有需要的小伙伴可以留言，我随后再详细解读。

4.1.1温度范围

做过汽车电子设计的小伙伴们应该都了解，温度在汽车电子设计中非常关键，所以选芯片时，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）

来看一个TI的芯片手册，这里面在最开始的部分就注明了通过了AEC-Q100认证，温度等级是Grade 1。

TPS54560-Q1芯片手册（来源：Ti）

4.1.2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，我们大概了解一下就可以了。

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。

我把标准里面的整个测试流程贴出来了，大家可以感受一下这个复杂度，体会一下这个认证的难度。整个认证的测试项目涵盖了温度、湿度、机械冲击、振动、EMC，ESD，电迁移、应力迁移、热载流子注入、闩锁效应、芯片剪切等方面的试验，涉及的芯片阶段从设计（变更、晶圆尺寸）、晶圆制造（光刻、离子注入、制造场所转移），到封装（引线材质、芯片清洁、塑封、制造场所转移）等。

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。

我再放几个详细的测试要求大家感受一下AEC-Q100测试的严苛程度：

AEC-Q100测试要求（来源：aecouncil.com）

温度循环和高温工作都是3个批次，每批77个样品，ELF早期寿命失效率需要3*800就是2400个样品，做完试验都要求0失效。

AEC-Q100温度循环TC测试要求（来源：aecouncil.com）

再看下具体的要求，比如Grade 0温度循环是在-55度～+150度进行2000个循环，所有等级（Grade0～3）的高温工作要求都是1000个小时，也就是42天，大家感受一下，光温度箱的电费都不少钱。

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。

4.1.3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）

汽车行业内的小伙伴们一定对变更，业内称之为SCR（Supplier Change Request），有着刻骨铭心的理解。不管是OEM，还是Tier 1，不管是研发、测试，还是质量和采购，都很熟悉变更。笔者也认为，应该没有哪个行业像汽车行业这样如此重视变更的，在外企的小伙伴们应该对上面截图中的Fit，Form，Function有着无比深刻的理解。

总体来讲就是，不管因为什么，只要你变了，不管是产品，还是流程，任何潜在的有可能影响到产品物理特性、应用、功能、质量或可靠性的变更，都必须重新进行认证测试。

AEC-Q100中专门为器件变更的测试项目给出了指导原则：

AEC-Q100对器件变更的测试项指导原则（来源：aecouncil.com）

上面是测试项目，此外AEC还给大家准备了一个极其复杂的多维表格Table 3，规定了哪些变更需要做哪些测试，详细看过标准的小伙伴们一定会对这个Table 3念念不忘的。

AEC-Q100对器件变更的测试项指导原则（来源：aecouncil.com）

我们以最后一项，FAB Site Transfer来举例，看下如果芯片的晶圆工厂换了个地方，重新认证要做哪些测试：

16项必做测试，包括温湿度，温度循环，邦线相关、电迁移、ESD等；

4项选做测试，比如H就是针对密封性。

注意，此处针对的是是晶圆工厂换地方的情况。如果封装工厂换地方了，同样需要再次做认证测试，但是认证的项目会少一些。

4.1.3.1器件变更

因为车规级芯片的供货周期动辄10到15年，或者更长，Tier 2要保证持续的供货，这期间免不了产生变更，这个做过具体产品设计的小伙伴们应该很清楚，我们举个例子大家感受一下。

我先解释几个业内的专业名词，大家记住了，后面要考的。

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

下面是英飞凌的一颗器件的PCN，可以看到他同时变了三个地方，包括封装工厂换地方，执行无卤和邦线金转铜，这样英飞凌也可以一次到位，免得进行三次认证测试，毕竟大家都想省钱省事嘛。

PCN举例(来源:英飞凌)

4.1.3.2器件变更流程

笔者经验大概画了一个变更流程图，不一定非常准确,小伙伴们凑合着看下。业内的估计都很熟悉了,不熟悉的大概明白其中的意思就可以了。基于这个然后再讨论其影响，大家比较容易理解。

车规级器件变更流程举例(来源:左成钢)

流程图直接看起来可能比较累，我给各位按时间顺序解读一下：

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，这个我们掰开了讲，信息比较多：

(1)项目层面：因为对大的Tier 1来讲，器件都是多项目共用的，一个器件变更就会涉及到非常多的项目和产品，这时负责此类器件的team就会发布一个变更通知，让全球各个用到这个器件的team把产品信息汇总过来，然后再评估，最后给出结果，无非就是变和不变。①不变，那就通知Tier 2这个变更影响太大，不能变。不过这个一般不太好弄，胳膊拧不过大腿，Tier 2不会专门给你维持一个型号，除非你们关系很好，量很大，或者这个型号是给你定制的。②变，那就得先评估技术风险，这时候一般分3种情况。一是无影响，直接变，当然这种情况很少；二是有较小的影响，做几个试验验证一下就可以了；三是影响很大，比如MCU或某个关键器件的变更，不仅影响硬件，还影响软件和工具链，那就麻烦大了。最好的情况是只有一个产品用到了这个器件，这家OEM的车型也马上停产了，量也不大，Tier 1就直接Last time buy完事。当然一般没有这么简单。

(2)技术层面：也可以分三种情况，我们先讲简单的。①不需要验证，这种一般是global其他类似产品已经验证了，产品也切换过了，比如有个项目直接就用了新的型号，已经量产了，你的应用和人家一样，那就可以直接切换了，当然前提是OEM也同意，毕竟免去试验是给你省钱的。②简单验证即可，不需车辆层级的验证；③需要仅次于DV级别的验证，并且需要OEM配合进行车辆层级的验证，这里面也分两种，一种就是验证下功能就行了，另一种是还需要性能验证，比如需要车辆跑个几万公里的路试，那就比较麻烦了。

(3)流程层面：技术走变更流程，①利用Tier 1给的免费样品，让工厂做一些新型号产品，供测试部门及OEM测试之用；②变更文档，包括BOM、原理图纸、装配图纸、软件等；③测试部门进行新产品测试，测试通过后出具测试报告；④走变更流程，系统上传所有文档；⑤变更通过后，PM协调工厂及OEM切换产品型号供货。

(4)采购层面：根据last time buy时间协调研发、生产、项目及OEM，下好采购订单，保证老型号有足够的库存保障一段时间生产，等新型号按时到货，顺利切换。一定不能出现青黄不接，那可就惨了。

(5) OEM交付：生产根据器件库存、产品库存及研发给出的变更时间表，合理安排生产，保障新旧型号顺利切换。当然，切新型号需要涉及到生产一系列的文档更新，如来料检测、作业指导书、产品下线测试（EOL）等，工作量也很大，这些都是流程性的，16949和PPAP里都有，在此不再赘述。

5. OEM这边，上面大概也提了，OEM收到PCR，对OEM来讲就是SCR，他也要评估，如果需要测试，他就要安排车辆供Tier 1测试，这些都是要收钱的，因为是Tier 1提出的变更。测试没问题，就会同意此次变更，按时间点切换新型号零部件供货，当然OEM也是有一堆流程要走，一堆文档要做的。OEM的小伙伴都很清楚，这个不再赘述。

4.1.3.3器件变更举例

我给大家看几个真实的变更文件，大家感受一下，有个直观的印象。

先看一下器件层面的，除了器件本身的PN（Part number）需要变更外，器件上的丝印、包装的标签等都需要变更。下面的例子不是芯片，而是分立半导体器件，属于AEC-Q101范围，这里就是举个例子，道理是一样的。

PCN举例(来源:英飞凌)

芯片供应商同时会给出时间表，告诉你什么时候能做好AEC认证，免费样品什么时候能提供给你，新器件什么时候能开始供货，老器件下订单的最后期限及最后交付时间等。

PCN时间表举例(来源:英飞凌)

然后到Tier 1这边，需要变更的文件其实有一大堆，我就放个BOM大家感受一下。从下面这个变更记录能看出来，这个产品12 年量产，量产前应该就变了一次了，所以量产版本已经是B了，然后当年又变了一次，升版到C，第二年变了两次，直接升到E，第三年接着变更。

你感受一下，工程师每天都在忙什么？就这还是一次变更凑了好多个器件。

BOM变更（来源：左成钢）

然后，OEM这边会收到Tier 1发来的PCR，说明变更涉及到的产品，变更的原因，因变更做了哪些试验。OEM转换成己方的SCR，批准后就变成PCN就可以执行下去了。

变更申请单（来源：左成钢）

4.1.3.4器件变更的影响

那么变更会有什么影响呢，上面已经讲得很清楚了，总结起来就是：废人、费时、费事、费钱。

你说在Tier 1和OEM的小伙们整天都在忙什么呢？你以为他们是整天在搞技术，搞设计吗？不是，大家都在忙于项目维护、产品变更、文档变更、图纸变更、沟通协调。汽车行业呆久了，大家对变更就习以为常了。

上面讲的英飞凌的那个PCN，一起凑了3个变更。其实那只是一个器件，实际上英飞凌同时变更了一批器件，这样可以文档一起变、试验一起做、英飞凌的工程师也省事了。换做Tier 1也一样，手头一堆的项目，我见过一个人同时手上有近10个量产项目，还同时负责着一个研发项目，手头的PCN一大堆。对应到一个具体的产品，我见到同时变更十几个器件的。所以Tier 1工程师收到了PCN一般是不着急的，先攒着，攒到差不多了，手头所有项目一起变更了，文档一起做，试验一起做，不光省事，还不容易出错。

与OEM相对应的是大同小异，寻找测试车相当麻烦，既要寻找新车又要涉及多种型号的配置。一般那个时候很难一次找完，因为不能一起下线啊，要等到生产计划制定好后，车子凑过去告诉Tier 1来检测。所以也是最好有几家Tier 1一起变更几个零部件，他们就一起测了，省事。

事实上，对无论是Tier 1或是OEM来说，这一改动都十分繁琐、费力，尤其对实车测试、协调找车来说，更是十分繁琐。再加上环境比较恶劣，由于考试通常是在户外进行的，一到夏天车上就可以热得要死，到了冬天冻得手指头也掐不掉电线了，得有多么凄惨。想要感受夏日吐鲁番激情沙漠、冬日黑河浪漫冰雪的朋友，都可以进坑汽车行业。

最后再次提到，普通车规级器件及汽车零部件生命周期要远远长于个别型号。一辆车一般卖不了几年就改款，或者直接停产，但车本身的生命周期都在10年以上，坏了怎么办？这要求器件及零部件也要在一定时间内持续生产才能确保售后市场的安全。

当然，元器件通常是共享的，没有什么问题，OEM那边的零部件通常是许多车型共享的，其中就包括电子零部件。但是仍有某一种型号专门针对某一种零部件，则要根据该型号市场存量，OEM想方设法确保售后市场。因此从这个角度看，小朋友在买车的时候，绝对不能买到不依赖谱车厂或者存量极少的汽车，这是合理的，不然几年后等到你修汽车的时候可能会哭闹不止，要么没有配件，要么配件太贵没有必要修理。

4.2AEC-Q101标准

Q101标准是用于分立半导体器件的，标准全称：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Discrete Semiconductors，基于分立半导体应力测试认证的失效机理，名字有点长，所以一般就叫“分立半导体的应力测试标准”。现在的Rev E版本是2021.03.01刚发布的最新版。

Q101除主标准外，还有6个标准，从001到006，分别如下：

AEC-Q101-001 Rev-A: HBM ESD，人体模型静电测试。

AEC-Q101-002 Rev-A: MM ESD，机械模式静电测试，和Q100一样，已废止。

AEC-Q101-003 Rev-A: 邦线切应力测试。

AEC-Q101-004 Rev-:多种测试。

AEC-Q101-005 Rev-: 带电器件模式的静电测试。

AEC-Q101-006 Rev-: 12V系统灵敏功率设备的短路可靠性描述。

6个文档中，1个已经是废止状态，006适用于我们之前电气架构里面讲过的一些不在Q100范围内的HSD或LSD智能器件。

4.2.1标准范围

集成电路大家听得比较多，也容易理解，但是分立半导体器件估计非业内人士都是第一次听到，我就大概解释下哪些算是分立半导体器件。先放张标准原图，大家感受一下：

AEC-Q101按Wafer Fab晶圆制造技术，分为以下几种，主要是MOS、IGBT、二极管、三极管、稳压管、TVS、可控硅等。

AEC-Q101分立半导体器件（来源：aecouncil.com）

关于器件范围，在AEC-Q102标准解读中我们提专门讲了，AEC-Q101在版本从D更新到E后，光电半导体全部转到了新的AEC-Q102标准中去。所以如果有小伙伴们发现有的光电器件手册依据的标准是AEC-Q101，那就去看下这个器件手册的时间就能发现是否存在问题了。

4.2.2温度范围

关于温度范围这块儿，比起Q100针对芯片区分了4档温度范围、最高才150度，Q101标准简单粗暴，规定最低温度范围就是-40度～+125度，你可以高，但不能低。

AEC-Q101分立半导体器件温度范围（来源：aecouncil.com）

不过没关系，分立半导体就这点好，很耐高温，一般器件手册都是给到了-55度～+175度，比Q101给的范围宽得多。

某二极管温度范围（来源：onsemi）

4.2.3测试项目及变更

与Q100、Q101相比，Q200并没有专门的测试组群、流程图，只包含测试项目，因为有很多分类，所以在此不做详细介绍，各位有兴趣的朋友可以自行查看标准。

在更改方面，与Q100,Q101相同，AEC-Q200特别针对器件更改测试项提供指导原则并按照器件类别进行测试，变更指导也有不同的表，多数表较为简单，毕竟被动器件自身相对简单。

变更的效果这块内容Q100那章讲得非常细致，这里就不多说了。

就此结束，本文对全部AEC标准进行了诠释，并在后续章节中对人们较为关注的几个问题进行了解答，如：AEC标准为什么要使用？车规级器件与普通器件有什么区别？车规级器件国产化的门槛，车规级认证测试中存在的问题以及车规级器件在价格，交期，寿命和可靠性上存在的问题。

变更的影响这一块儿在Q100那一章讲的很详细了，在此不再赘述。

4.3AEC-Q200标准

Q200标准是用于被动器件的，标准全称：Stress Test Qualification For Passive Components，被动器件应力测试认证，这个名字比Q100和101短多了。现在的Rev D版本是2010年的，距今已经十几年了。

Q200除主标准外，还有7个标准，从001到007，分别如下：

AEC-Q200-001 Rev-B: 阻燃性能测试

AEC-Q200-002 Rev-B: HBM ESD，人体模型静电测试

AEC-Q200-003 Rev-B: 断裂强度测试

AEC-Q200-004 Rev-A:可恢复保险丝测试。

AEC-Q200-005 Rev-A: 板弯曲/端子邦线应力测试。

AEC-Q200-006 Rev-A:端子应力（SMD贴片元件）/切应力测试。

AEC-Q200-007 Rev-A:浪涌电压测试。

4.3.1标准范围

非业内人士，估计第一次听到被动器件这个词，我就大概解释下，哪些算是被动器件。先放张标准原图，大家感受一下：

AEC-Q200被动器件（来源：aecouncil.com）

AEC-Q200涵盖的范围包括：电阻、电容、电感、变压器、压敏电阻、热敏电阻、聚合物可恢复保险丝、晶体等，这些基本上大家都很熟悉。

AEC-Q200被动器件范围（来源：aecouncil.com）

4.3.2温度范围

关于温度范围这块儿，因为Q200中包含了电容等对温度很敏感的器件，区分了5档温度范围，最高到150度。你过了哪一档，可以向下覆盖，比如你过了Grade 1，你可以声称满足Grade 2，但是不能向上。

AEC-Q200分立半导体器件温度范围（来源：aecouncil.com）

我这里放一个MLCC电容手册里面的参数，大家感受一下：

MLCC电容温度范围（来源：TaiyoYuden）

不同温度等级的电容，材质和工艺都是不同的，价格当然也不一样，应用也不一样，所以按温度进行分级是必要的。这个从标准里也能看出来，Grade 0是哪儿都能用，Grade 1可以用于发动机舱多数应用，Grade2和3用于乘客舱，而4级就不能用于车载应用了。

4.3.3测试项目及变更

AEC-Q200的测试项目也不少，按种类分为36种。因为不同种类的器件特性、制程及应用等差异较大，Q200就按照种类分别列了测试项目及测试要求，包括变更要求，当然有些变更要求是单独的，有些是一大类共用的。我做了个表格，小伙伴们大概看一下，有个概念：

AEC-Q200测试项目（整理：左成钢）

与Q100、Q101相比，Q200并没有专门的测试组群、流程图，只包含测试项目，因为有很多分类，所以在此不做详细介绍，各位有兴趣的朋友可以自行查看标准。

在更改方面，与Q100,Q101相同，AEC-Q200特别针对器件更改测试项提供指导原则并按照器件类别进行测试，变更指导也有不同的表，多数表较为简单，毕竟被动器件自身相对简单。

变更的效果这块内容Q100那章讲得非常细致，这里就不多说了。

就此结束，本文对全部AEC标准进行了诠释，并在后续章节中对人们较为关注的几个问题进行了解答，如：AEC标准为什么要使用？车规级器件与普通器件有什么区别？车规级器件国产化的门槛，车规级认证测试中存在的问题以及车规级器件在价格，交期，寿命和可靠性上存在的问题。

5“车规级”意味着什么?

为什么需要 “车规级”？“车规级”到底意味着什么？

5.1“车规级”标准的初衷

这我们从AEC历史的那个环节讲起，AEC成立的最初目的是要解决电子零件资格认证的问题，若能制定一个通用认证规范的话，各电子元器件公司可采用通用资格认证代替原各公司采用的不同资格认证方法，于是AEC认证测试标准应运而生。

通用资格证书促进汽车用电子器件通用化，例如，如果一种器件有资格获得符合资格证书的证书，那么这种器件就有资格获得所有3家企业（克莱斯勒，德尔科电子和福特）的资格证书。

我们今天看来这事显得稀松寻常，但是放到那个年代，和更长一些时间维度上，这一普遍的资格认可就显得异常重要，丝毫不比药品界FDA认证逊色，正如FDA批准一粒药，它能在全球范围内使用，由于人们对FDA的承认。

放在汽车行业中，人们对16949与AEC的认可，AEC标准大大推动了汽车电子器件资格通用化建设，减少零部件公司与OEM对器件的选择、使用和变更成本，大大提高电子零部件和车辆可靠性，增强电子器件通用化程度，功在当前，利在未来。而且随着车辆技术和新需求的不断发展，还会有更多电子器件/组件被添加到AEC覆盖范围内，继而带动整个汽车行业。

5.2业内人士看“车规级”标准

这里顺便讲一件事情：笔者就见过一个给非道路车辆做控制模块的公司，楼道里一排排的老化台架，几百个产品装在上面，密密麻麻，蔚为壮观，但是看上去又不像传统的DV试验台架。笔者百思不得其解，向人家请教，答曰这是出货前的老化环节，这就打破了笔者十几年的技术经验认知。后来聊下来才知道，设计人员都是来自于消费领域和工业领域的，人家压根不知道有“车规级”器件这回事，连AEC—Q是啥都没听说过！

他们的产品出货量也不大，一年几千套，但是卖得不便宜，就是动不动就坏了，后来他们发现出货前进行48小时老化筛选后，可靠性就好多了，尤其是0公里故障。

“车规级”对业内人士来讲，几乎像水之于鱼，空气之于人，是一种默认，是一种习惯，也是一种深植于意识中的基本认知。就像你从来没有见过Bosch或Conti宣传说他们的产品用的器件是符合“车规级”认证的，似乎说了才不正常，因为这是最基本的，所以业内人士大家平时都不谈这个。前面我们也讲了，在大厂的小伙伴们，甚至根本没有机会接触到“非车规级”的器件。

所以笔者在初次看到商用车领域有零部件公司宣传自己的产品，把进口车规级器件作为卖点时，还是很诧异的。这就像一个买家电的和你说他的产品有3C一样，搞得好像别人都没有似的。后来笔者发现，商用车领域还真是这样，并不是大家都用了“车规级”器件，所以你用了，那就是一个卖点，就值得去大力宣传。哎，是我孤陋寡闻了。

类似于在文明社会呆久了，你就会对良好的社会秩序变得无感，就会觉着“欠债还钱”天经地义，杀人放火肯定不能干一样。让一个搞汽车电子的人去设计一个产品,他“想都不用想”就会全部使用车规级器件,你要是让他用非车规的“凑合”一下,这对他来讲就和“杀人放火”没啥区别,他宁愿改设计也不敢用非车规的器件,这是根植在认知里的安全底线。

5.3愈加复杂和严苛的汽车电子

很多文章讲“车规级”，一般只是从温度范围方面对比一下，说非车规级器件“温度范围达不到，上车就会出问题”，下面这张对比图大家估计都见过。

前面关于“车规级”我们讲了比较多了，大家也都了解了一些，真实的“车规级”当然远不止温度范围这一点，虽然温度范围也是汽车电子设计中非常重要的一个考虑因素。

汽车和电子这两个词结合在一起的时间，最早可以追溯到1968年，距今已有半个多世纪了。当时随着排放法规的出现，大众量产了全球第一个采用ECU来控制发动机燃油喷射的车，当时宣传叫“电子大脑”，现在看起来很夸张。后来的事情大家就都知道了，现在应该没有哪个车的发动机没有ECU了（手扶拖拉机除外）。

技术发展到现在，设计一辆汽车成为了一件极其复杂的事情。ECU可能多达100个，代码超过1亿行，同时随着自动驾驶技术的发展，车辆会变得越来越复杂，汽车行业已经超过计算机和通信，成为电子系统及芯片用量增长最快的领域。

对汽车电子零部件来讲，其实核心的关键因素只有以下两点：

可靠性（Reliability）：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。

长寿命（Longevity）：消费者希望他们的汽车比手机等其他电子设备使用寿命更长，一般在10年或更长，实际设计寿命超过15年。

为了确保从电子元器件到零部件，再到整车的可靠性，汽车行业制定了严格的零部件制造和测试质量标准，也就是我们前面提到的IATF16949、AEC-Q及ISO16750等相关标准。

5.4汽车电子与消费类对比

IATF16949、AEC-Q及ISO16750中的很多测试标准及流程体系都是汽车行业所独有的，包括前面我们讲过的变更流程及重新认证流程。现在我们从其他几个维度来对比一下汽车电器产品和消费类产品的差异。

MPS汇总了一张图片，比较直观。MPS从环境温度、使用寿命、失效率、产品生命周期等四个维度对消费电子和汽车电子进行了对比，其实核心还是上面讲的那两点：可靠性和长寿命。

汽车级与消费级对比（来源：MPS）

如果我们再从更广的维度对比一下，会更有助于理解汽车级标准的严苛：

汽车级与消费级及工业级对比（来源：MPS）

这张图从器件的生产、流程的控制、供应链（Fab和Assembly）到认证标准维度对比了消费级、工业级和汽车级的差异，经过前面对标准和流程的分析，大家再结合一下这张图就更能理解“车规级”标准的严苛。

另外我还找到了其他几张对比图，大家可以了解一下。

晶圆/封装及测试维度对比（来源：Qorvo）

我挑几个车规级独有的重点讲一下：

Wafer级别的，每个die的单独光学检查；

IATF16949的相关要求；

Assembly级别的多轮100%光学检查；

AEC-Q认证、PPAP等流程。

所以说，车规级标准的严苛是全方位、多维度的，只有如此才能保证由数百个ECU，数万个电子元器件组成的车辆最终的长生命周期使用及在此期间的高可靠性。
最后一张来自MPS的图镇楼，不用解释。

1ppm缺陷对一百万量车意味着什么（来源：MPS）

5.5 AEC—Q能解决器件的可靠性问题吗？

我们先来讲一下大名鼎鼎的浴盆曲线，搞质量的对这个肯定都非常熟悉了。按老规矩，我们先上图。

浴盆曲线（来源：ti.com）

浴盆曲线通常作为一个可视化的模型，来说明产品故障率的三个关键时期。当然了，这只是个模型，你没有足够多的故障数据，就无法获得足够的短期和长期经过校准的信息，进而进行准确的建模，但是我们可以使用浴盆曲线来做一些可靠性的模型估算。

5.6半导体产品的寿命

产品的寿命（Lifetime）通常定义为从初始生产一直到出现劣化的时间周期。

半导体产品的寿命有三个主要阶段：

婴儿期（Early life）：此阶段的特点是初始故障率较高，后期将迅速降低。就像小孩子3岁前容易生病一样，过了3岁就结实多了。

正常生命期（Normal life）：此阶段的故障率在整个器件有用寿命期间都保持稳定。此故障率以“FIT”为单位表示，或以“故障间隔平均时间”(MTBF)表示。这两个概念我们在“干掉保险丝和继电器，自动驾驶才能更安全”这篇文章里有详细讲解，需要的小伙伴们可以再去看一下。

劣化阶段（Wear-out）：此阶段表示固有劣化机制开始占主导地位，并且故障率开始呈几何级增长的时间点。

好，问题来了，对于要求15年寿命的汽车，其电子零部件寿命必须更长，这个问题怎么解决？下面这张图我们在之前讲车辆电气架构的文章里放过，现在再放出来一下：

整车生命周期维度对比（来源：英飞凌）

既然寿命的定义是从初始生产一直到出现劣化的时间周期，那么问题就可以分为两部分，一是早期寿命失效率（Early life failure rate），二是正常生命周期失效率。这两个问题都是AEC标准要解决的。

我们先看看早期寿命失效率。

小伙伴们是否还记得，前面讲AEC相关标准及文件时，有个文件：AEC-Q100-008 Rev-A: Early Life Failure Rate (ELFR)早期寿命失效率。

5.6.1早期寿命失效率问题

前面我们专注于讲解标准的主文件（Base document），子文件较多，也较专业和枯燥，就没有讲。我们现在来看一下AEC-Q100-008 ELFR讲了哪些东西。按规矩，我们直接上标准原文：

l AEC-Q100-008 ELFR早期失效率（来源：aecouncil.com）

ELFR的适用范围是：所有的IC认证。一般情况下，大多数的芯片都有通用数据可以支撑ELFR要求的测试方法，只有那些全新的器件（新技术或新设计）因缺乏通用数据支撑，才需要AEC-Q100-008 ELFR来进行认证测试。

先来看测试方法：

AEC-Q100-008 ELFR早期失效率（来源：aecouncil.com）

ELFR测试方法实际上就是高温老化测试，按温度等级进行划分测试,但是对器件的数量要求非常大,3个批次,每批800个,共计2400个样品。测试通过后通用数据（Generic data）就有了,下次就可以用来简化测试，这就构成了一个闭环了。

关于浴盆曲线的早期失效问题，weibull.com也给出了很好的分析（不了解Weibull威布尔分析的小伙伴们自行搜索一下），我们可以参考一下：尽管老化测试通常不是减少早期失效的实用经济方法，但它已被证明对最先进的半导体是有效的，当然了，它并无法消除导致缺陷的根本原因（Root cause）。只有在设计和早期生产阶段找出故障，然后分析导致缺陷的根因，并通过重新设计及采取纠正措施，消除缺陷。

再来看AEC-Q100标准的接受原则，是不是感觉和weibull.com给的分析如出一辙，殊途同归？

如试验中出现故障，则试验不合格，必须向使用者通报，同时将将要实施的改正及预防措施予以通报。在客户批准，且纠正和预防措施被正确实施的情况下，器件才可以被认为具备了再次进行AEC-Q认证的资格。你感受到标准要求的苛刻吗？

好吧，咱们来小结：

通用数据和AEC-Q认证测试能较好地解决现有装置早期失效率的问题；

为了解决装置早期失效率，新装置需特别做ELFR测试。

总之：如果您通过AEC-Q认证测试的话，早期寿命失效是没有问题的！道理其实非常简单，例如现有的装置，本人一直是这样使用的，从没有出现过早期失效的问题，那之后就不存在了，新装置走ELFR检测。

以上提到ELFR在Q100中，其实在Q101-Q200中也有generic data，在此就不多说了，想要知道的朋友可以参考标准原文。

最后放一张英飞凌的图镇楼。

Zero defect mindset零缺陷理念（来源：英飞凌）

从英飞凌的“零缺陷理念”这张图我们可以看出来，AEC标准将浴盆曲线里的早期失效率那个曲线给拉直了，也就是说消除了早期失效。

刚好这里提到了“零缺陷”，其实零缺陷这部分内容在“AEC-Q004汽车零缺陷指导原则”里面有明确规定，后面我们会详细讲一下。

5.6.2正常生命期失效率问题

关于浴盆曲线的中后期失效问题，weibull.com也给出了很好的分析，我们可以参考一下：一个产品的故障率并不是恒定的，使用寿命测试、现场数据和寿命数据分析可以来确定产品在其预期寿命内的性能，否则没有办法在短时间内准确地评估产品的长期可靠性。

好了，解决中后期失效问题的关键来了，那就是：寿命测试、现场数据和寿命数据分析，数据怎么来呢？这个就是ACE标准里的generic data（通用数据）。为了讲清楚这个问题，我们来看下ACE-Q100里面对通用数据的描述，这有助于我们理解这个问题。

AEC-Q100通用数据时间线（来源：aecouncil.com）

AEC-Q100通用数据组成（来源：aecouncil.com）

看不明白的小伙伴们没关系，我来解读一下。这张图实际上就是一个器件的大数据，涵盖了器件从设计、认证、量产、应用、变更到重新认证的整个生命周期维度，数据包含了：认证数据+变更认证数据+可靠性监控数据，共同组成了“通用数据”。

所以说，可用的通用数据就是一个器件的可靠性证明，涵盖了浴盆曲线的早期和中期阶段，可以支撑及证明器件在生命周期内（从生产到劣化周期）的可靠性及失效率。

这个说起来简单，实际执行起来其实麻烦无比，工作量巨大，需要很长时间。很多客户应用数据的积累，数据量也是巨大，如果没有信任，数据的可信度也是个问题。所以中间就涉及到了芯片的设计、制造、变更、应用、数据监控等一系列环节，还有就是依赖于IATF16949、AECQ、PPAP等汽车行业标准、流程、质量管理措施的执行，这是一整套的，缺一不可。

5.7AEC-Q004汽车零缺陷指导原则

前面讨论了AEC-Q认证是怎么保障器件寿命问题的，但这实际上并不能将器件生命周期内的失效率降为零。为此，AEC又专门制定了AEC-Q004标准，AEC-Q004 Rev-(Initial Release)：Automotive Zero Defects Framework汽车零缺陷指导原则。这个指导原则，或者说是框架（Framework）发布得比较晚，2020年发布的初版，算是指导原则里面最新的一个文档。它涵盖了目前所有的器件范围，从Q100到Q104，包括Q200的被动器件。

我们先来看下AEC-Q004的汽车零缺陷指导原则。

AEC-Q004零缺陷指导原则（来源：aecouncil.com）

AEC-Q004零缺陷指导原则（来源：aecouncil.com）

指导原则涵盖了从流程设计、产品设计、制造、测试、晶圆级工艺监控（Wafer Level Process Monitoring）、质量改进等维度，全方位的去降低缺陷，以达到零缺陷的目标。

那么，零缺陷的价值体现在哪里呢？我们再来看一张英飞凌的图：

零缺陷理念（来源：英飞凌）

器件的早期寿命失效主要是由缺陷defects导致的，并伴随着随机失效——稳态阶段也就是正常生命周期阶段，主要是随机失效。而“AEC-Q004汽车零缺陷指导原则”就刚好可以补充这一部分的缺失，进一步降低器件在生命周期内的失效率，从而提高器件的整体可靠性。

零缺陷并不是说缺陷数就真的等于0，这从数学上来讲是根本不可能做到的。业内来衡量器件失效率的单位是DPPM（Defective Parts Per Million） ，每百万件缺陷器件数，也称为每百万发货量次品数。也就是说低于1DPPM也就接近零缺陷了，目前英飞凌给的数值就是小于1ppm的，相当于一年365天3153万6000秒，最后3秒交付的器件有缺陷，这已经达到了千万分之一，0.1ppm的水平。

本章总结一下，AEC-Q并不能完全解决器件的可靠性问题，但在尽可能地指导汽车器件做到零缺陷，进而提高器件的可靠性。

6器件生命周期与国产认证

“车规级”器件的长生命周期我们前面也反复提到过,但是没有深入地讲。本质上来讲，器件的长生命周期是为了支持产品的长生命周期，比如手机你用个两三年就换了，器件的寿命就没必要很长；器件要做到长寿命，直接表现就是器件更贵了。但其中涉及到的点确远不止这些，接下来我们掰开来讲。

6.1“车规级”器件的生命周期

先看一下器件生命周期方面。比如TI，“在德州仪器 (TI)，我们知道半导体产品的寿命和供货连续性对您非常重要；这对我们而言同样重要。TI 的产品生命周期通常为 10 到 15 年，并且通常可以延长使用寿命，这与许多客户的要求是一致的。我们致力于为客户延长产品寿命，并制定了策略和内部政策来兑现这一承诺。”

产品寿命及供货连续性承诺（来源：ti.com）

我们拿具体的器件来举个例子:

器件寿命（来源：nxp.com）

做过汽车电子的小伙伴们应该很熟悉NXP的S12单片机，2009年就有了，即便现在车上用的还是非常多的。NXP针对“车规级”电子零部件有长期供货计划，保证15年，并且还可以延长（Extended），这些官网上都能查到。

6.2“车规级”器件的停产

其实不管生命周期多长，最终可能还是要停产。下面我们拿Ti的产品寿命政策举个例子：

产品寿命政策

政策写得很明白，我不再赘述。以笔者的经验，某一个型号的“车规级”器件用个十几年的非常多，这在消费领域可能匪夷所思，但是在汽车电子行业则很常见。比如你去看一个十几年前的原理图或BOM，你会发现大部分器件你都认识，而且现在你还在持续地使用，有些器件比新入行的小伙伴年纪都大，这都很正常。

总结起来就是，“车规级”器件轻易不会停产，只要大家都在用，有需求，就会一直生产下去。所以对新入行的小伙伴们来讲，如果哪天看到供应商发过来一个邮件说你用的一颗芯片A要EOL（End of life停产）了，先别慌——一般情况下都是这个型号A要停产，可能是改工艺了，也可能是换产地了，新型号改成了A1，老型号A的last time buy他会告诉你，你赶紧用A1替换掉进行验证，后面换成A1接着用就行了，这就是我们前面讲过的器件变更导致的产品变更。

这是器件要实现“长寿命”带来的必然问题——就像古人不得癌症一样，因为他根本活不到得癌症的那一天。消费级器件就是这个道理，我一个手机最多就卖2年，你跟我说要换芯片，我变更还没走完，手机都停产了。

维持器件长寿命带来的问题

为了维持器件的长寿命，NXP提了三点——

NXP会变更器件产地，但是会重新认证；

NXP会建议客户整合器件型号；

NXP会持续完善（变更）器件；

所以在汽车行业，你收到供应商的PCN邮件说某个器件要EOL了，是很常见的。比如Ti的政策，last time buy一般会预留12个月的时间，另外还有6个月的时间来进行最终的交付。所以如果你看到EOL邮件时能做到“心中不慌”，知道还有一年左右的时间，那你就是个老手了。

6.3“车规级”器件的选型

关于器件选型，我们前面已经讲了点基础的选型知识，这里我着重讲一下器件状态。前面说过“车规级”器件都是寿命很长的，起步10年，但也并不是随便选的，如果你稍不注意，选了个不推荐或快停产的型号，产品刚量产就收到了采购转给你的供应商的EOL邮件，那你就偷着哭吧。这种事情，不仅是汽车行业新手，老手有时候也会掉坑里，那就是大意了。

我们还是拿Ti来举例子，首先声明Ti没给广告费啊，我就是单纯喜欢Ti的网站，做得太好了——分类清晰，搜索给力，想找到西很快，不光能用来做器件选型，还能学到不少新知识。

产品状态类别

Ti将器件状态分为了以下几类：

1. 预发布（Preview）：快量产了，可以提供样品；

2. 正在供货（Active）：已量产，可以用；

3. 不推荐用于新设计（Not recommended for new designs）：新设计不推荐用，老产品继续使用，暂不影响；

4. 最后期限采购（last time buy）：已停产，在用的就抓紧买点备着库存，赶紧变更；

5. 已停产（Obsolete）：这种器件官网按分类可能就找不到了，只能通过搜索找到。有些家写的是discontinued或EOL，意思一样。

Ti的分类还算比较多的，英飞凌就只分三种，推荐、新设计禁用、停产。所以不管是大厂，还是小厂，建议小伙伴们选型前一定要上官网看看这个器件的状态，有条件和原厂搭上话的，最好把选好的型号发给原厂销售或FAE帮你看看，别掉坑里了。这里敲黑板了，小伙伴们选型时，看清楚了Active，你选了不吃亏，你选了不上当。

6.4长生命周期的成本

讲了这么多，小伙伴们发现没有，器件要做到长寿命去支撑车辆的长生命周期，其中涉及的点其实是很多的，很多的点前面我们也大概也都提到过，总结起来有以下几点：

1. 器件本身质量的高可靠性是器件长使用寿命的基础；

2. 器件长达15年以上的供货周期中，器件批次间品质的一致性，是实现器件长生命周期的保证；

3. 器件生命长周期内必然涉及到变更及重新认证；

4. 器件变更带来的零部件变更及测试验证；

5. 零部件变更可能带来的实车测试及验证；

6. IATF16949、AEC-Q、PPAP等标准及流程体系对产品设计及制造的支撑；

以上6点共同构成了汽车电子产业链对整车长生命周期可靠性要求的支撑，但落实到具体的工程师身上，那就是无穷无尽的文档、变更、测试和沟通。我曾见过一个产品的变更历史记录，excel文件打开来密密麻麻几百行，上百次变更，每次变更都涉及到几十个文档，你感受一下。不过人家那个文档做的是真好，记录得真详尽，这个你不得不敬佩。

好了，从这么多维度分析了器件的长生命周期，那么产生的结果你也大概能猜得到了，那就是因此带来的成本提高，一句话就是：“车规级”相对来说更贵。当然了，说贵是看和谁比了，在器件选型基础那个章节里，我们拿了一颗宇航级的电源芯片来举例，1K的量，单颗价格1528美金，我们当然不能和它去比，我们就和非车规的芯片比一下，大家感受一下，有个概念。

6.5“车规级”器件的价格

按照惯例，我们不谈虚的，直接上器件价格进行对比。下面我挑了几颗常用的Ti电源芯片和Onsemi的IGBT来对比一下：

元器件价格对比（来源：ti.com）

元器件价格对比（来源：ti.com）

我汇总了个表格，对比起来更直接：

器件价格对比（来源：左成钢）

当然，器件供应商的不同、器件类型的不同，其价格也有很大的差别，根据我的体会，“车规级”电子器件的价格，通常比非车规的高30%左右。

支持许多供应商网站上的价格查询如Ti,Onsemi,NXP,Infineon,ST和其他“车规级”设备巨头，多数器件官网上均可查看参考价格，与Digikey,Mouser等公司上的价格相比更具参考价值，可根据这些参考价格对新产品设计中器件选型进行BOM成本估算。

当然，器件最终的采购成本与采购量有直接关系，批发与零售价格当然不同嘛。根据我的体会，和前面说电气架构中提到的莱特定律来看，器件价格量产后可基本下降到样品阶段60%以上，当然具体看数量，下降到40%以下就有。

6.6“车规级”器件产业链

前章说到价格，说到几家“车规级”器件巨头，大家借机大致说说这一市场吧，非行业的朋友可能都有一个概念。

让我们先来看看半导体领域，这应该是每个人都最为关心的问题。我们首先扩大眼界，站在半导体产业链整体的角度来看问题：

2018年全球半导体市场格局（来源：WSTS）

从整个半导体产业链来看，车载应用的半导体占比还是很低的，和消费级、工业级一个水平，远低于计算机及通信领域。但我们应该用面向未来的眼光看待这一问题。前文我们看到，伴随着自动驾驶技术和车辆电气化进程的不断推进，半导体器件整车价值比重迅速上升，汽车行业已超越计算机、通信等技术成为电子系统中发展最为迅速的行业。因此，在汽车电子领域中，未来的前景是无限广阔的。伙伴们快来吧！

现在又来看一下汽车半导体市场，从市场份额开始：

2018年汽车半导体市场格局（来源：IHS）

从第1名到第14名，行业内的小伙伴一定都知道了，而且他们的设备大概也都用过了，因为做汽车电子，你们是绕不开这些家的。所以大家看看我这篇文章，基本举一个例子，NXP,Infineon,Ti或者ST。在此顺便再说一句，上图为2018年份，翌年即2019年份Infineon购买Cypress跃升为车用半导体龙头。

笔者发现一个2020年度市场份额排名，并无具体值，我们不妨看看，除了Infineon一跃成为第一之外，其他后文基本上都未动心，市场格局非常平稳。

2020年汽车半导体市场格局（来源：Strategy Analytics）

半导体涵盖AEC-Q100,101至104这一范围，除了半导体之外，这也是Q200被动器件。有关被动器件市场份额方面的信息甚少，本人找了张2017年图，我们凑合看看，有一个概念就可以了。

2017年被动器件市场格局（来源：tti）

从图片上大致可以看出汽车市场的份额约为16%，与通信相比还差很多，但是与计算机比起来已是差不多，已超过Consumer AV，通过与以下图中2002年市场份额的比较可以看出车载市场的发展仍然很快。

2002年被动器件市场格局（来源：niccomp）

从图片上大致可以看出汽车市场的份额约为16%，与通信相比还差很多，但是与计算机比起来已是差不多，已超过Consumer AV，通过与以下图中2002年市场份额的比较可以看出车载市场的发展仍然很快。

此外，被动器件在电子零部件总体BOM成本中通常占有较小比重，一块板子哪怕用几百个电阻和电容都未必有价值的MCU，普通SMD阻容器件数分钱，MCU大概要几十元。当然，它还分为产品、高压电容价格较高、精密大功率采样shunt电阻价格较高，不可笼统。

6.7国产器件“车规级”认证的“天路”

以上我们对“车规级”设备市场份额进行了分析，在汽车半导体领域，有10家企业，第1,2,5,6名来自欧洲，第三、10名来自日本，其余均来自美国。由此可以看出车载半导体差不多都是欧美日分的。

让我们以MCU为例，台积电已经承包了世界70%MCU产量，但是台积电本身财报显示汽车芯片只占台积电销售额5%，不是战略核心的位置，苹果一家的比例是25%以上的，你们觉得这个还有什么好玩的呢？汽车芯片的占比明显导致车企排产或抢单的疲软。

其实说了那么多，最核心的是要讲一点，汽车芯片的总体比例虽然目前比较低，但增速很快啊，仅2021年的增速就在30%以上。尽管现在***供应商尚未崛起，但我们的市场很大呀，中国现在仍然是世界上最大的单一半导体市场。总结起来就是高增长，大市场，这个意味着什么呢，这个是方向呀，孩子们。

国产器件要做到“车规级”，摆在我们面前的，也是一条“天路”，虽然门槛很高，很难走下去，但我们必须坚定不移地走下去。

6.8国产“车规级”器件的机会

目前我国“车规级”元器件的类型和数量还比较少，一些宣称是所谓“车规级”器件其实根本就没经过AEC-Q认证，但温度范围却满足车载应用的要求。有的按零部件标准制作，如制作CSPR25、ISO16750等，自称“车规级”。

但是与此同时，我们可以发现，国内已有越来越多的器件供应商开始真正意义上地实施器件AEC-Q认证和自建试验室。

为了避广告之嫌，以下截图是笔者隐去公司和器件的名字。该企业的流程非常具有参考价值，笔者提炼出要点：初期按车规级标准进行布局，首先登陆后装市场，然后导入AEC认证进行测试，获得前装资格并积累应用经验以树立顾客信赖。逐渐完善管控流程并最终自建试验室以确保AEC-Q试验的顺利进行。

某国产符合AEC-Q100的MCU（来源：网络）

车载半导体器件，目前国内还存在较大差距，现在开始向“车规级”发展较多的有MCU芯片和电源芯片以及自动驾驶“车规级”芯片。在功率器件中，IGBT在国内有很多，“车规级”MOSFET几乎没有，在分立半导体中应该说国内也几乎没有，而这些车载半导体器件现在也完全由欧美大厂独领风骚。

被动器件中，国产也较少，台湾也有相当数量，而日本几乎占世界主导地位，其中有阻容，电感，晶振和滤波器，由于品类众多、单价不高、BOM比例不高，国产厂商任重而道远。

此外根据数据显示，中国芯片自给率目前为30%，“车规级”国产化率还不到5%。与消费电子类芯片相比，汽车芯片产品是相对独立且封闭的，这在之前我们所分析过的“车规级”设备产业链上也是可以证明的。

7AEC-Q认证相关问题

若要成为车载应用，“车规级”AEC-Q认证是最根本的需求，也是必须跨越的坎儿。但是我们不可能拿IATF16949,PPAP或者温度等级来宣称自己符合“车规级”，而应该对AEC-Q标准进行深入研究，了解认证相关问题，逐渐建立起器件认证数据及应用数据的数据库，逐步丰富器件家族，利用通用数据逐步降低认证难度，稳步推进国产器件“车规级”认证工作，让国产器件手册中“AEC-Q***Qualified”日益增多，这就是我们需要做到的。

7.1AEC-Q认证基础知识

要谈AEC-Q认证，我们就得先回到标准，看一下标准关于这方面是怎么讲的，这一点前面我们并没有提到。

AEC-Q100认6证（来源：aecouncil.com）

AEC-Q100标准中明确规定了6点：

1.完成所有AEC-Q100标准文档要求的测试及数据存档后，方可声称器件是“AEC-Q100 Qualified”；

2.注意：AEC是不会给你发一个“AEC-Q100 Qualified”证书的（No certification）；

3.注意：AEC也没有运行任何认证机构（certification board）来认证器件；

4.各供应商按照AEC标准自行进行认证，并需兼顾客户的需求；

5.认证完成后向顾客提交数据，顾客验证是否按照AEC标准进行；

6.审批（Approval）就是顾客审批某个器件在自己产品上的应用，这超出了标准。

我们把上面的几点翻译成白话就是：AEC-Q没有啥官方授权，也没有官方认证机构，AEC-Q认证是自愿性的，是一种自我宣称（claim），不是一纸证书。这个前面也讲过，AEC不是强制标准。

顺带提一句，其实不光是Q100，其他几个标准文件中也特别注明了以上信息，估计是问得人比较多吧，AEC就干脆都写进去了，省得大家搞不清楚。

7.2 国内可以做AEC-Q认证吗？

好了，我想认证的基础部分已经澄清得差不多了。如果你是半导体产业相关人员，记住以上信息，以后遇到有人跟你说他们是AEC认证的测试机构，可以帮你拿到AEC-Q证书，可以上传AEC-Q报告到官方网站，那就是骗子无疑了。

那下一个问题是国内能不能搞AEC-Q认证？在之前我们分析标准的基础上，以某芯片为例，从测试项目和变更流程中可以看出某设备的车规认证情况，其中涉及设计，晶圆（Wafer Fab）等内容、封装（Assembly）三个方面芯片供应商通常不会涉及晶圆，有些芯片供应商甚至连封测也没有，专门从事设计工作，其余芯片供应商则外包给专业晶圆厂及封测厂。

AEC-Q100部分认证测试流程（来源：aecouncil.com）

因此在此情况下器件进行AEC-Q认证需三方共同协作。

而检测机构，则主要取决于设备，经验以及测试能力，从理论上说，我国有CNAS资格的第三方检测机构发布的检测报告均具有权威性和有效性，但国内这一方面毕竟还缺乏相关的经验，这就没有出路了，要慢慢来弥补。并且随着国产器件的“车规化”，大的器件供应商一定会建立起自己的检测机构的，这是毋庸置疑的。每个人都会回想起之前曾经经历过的更改过程——“车规级”设备的每次更改都必须要经过再次认证测试（Requalification），一个企业在器件种类越来越多、时间越来越长的情况下，这一改动几乎司空见惯，此时还要靠第三方检测机构显然无法实现。

7.3AEC-Q认证的门槛

7.3.1长期供货问题

前面谈到了器件的生命周期问题，车载器件一般要有10-15年的稳定供货周期。作为Tier 1，我先咨询一下在座的国产半导体的Tier 2。贵公司需要15年的供货周期吗？既然没掌握，那我有权衡，为什么用你的装备？

好吧，假设因为缺芯或公司国产化替代政策，本人别无选择，必须采用国产器件，就像我们前面说过的那样，15年或更长一段时间内，更改在所难免，但实际上却极为频繁。那么问题是如何保证器件在长达15年以上供货周期中器件批次间的质量一致性？

人们常说：做一件事情不难，难的是做一辈子的事情。道理其实一样。单台设备达到AEC-Q认证测试不难，难就难在有无数台设备在不停地变化与重新认证，并且保证长周期供货的品质稳定性。

让我们看看初次认证吧，正如我们之前所说的那样，它涵盖了设计，晶圆（Wafer Fab）和封装（Assembly/package）等三个方面，器件进行AEC-Q认证需要三方共同合作，需要有相关知识与经验。

基于知识的认证方法（来源：nxp.com）

所以如果Tier 2规模较小，除设计外其他都外包了，又没有相关经验，初次认证肯定是比较难的，比如需要晶圆厂（Wafer Fab/Foundry）及封测厂（Packaging house）配合等，但这都没关系，认证肯定是能通过的，更难的“天路”还在后面呢。

怎么办呢？要打持久战，要长期坚持做一件事情，这时候我们就需要理念和文化来支撑了。

7.3.2质量理念的坚守

过一次认证简单，难的是对产品的持续改进、持续认证，最终需要企业建立起一种质量理念及文化，并为之坚守。

且不说我们需要拯救地球，改变世界，我们只需要客户在提到我们公司名字时，就能想到我们一直在为客户提供高质量、零缺陷的、超越客户预期产品，这就够了。这是一种深度的信任，这背后是需要企业的质量理念及文化来支撑的。质量理念要达到的目标并不仅仅是符合标准，而是持续改进，超越标准、超越客户预期。这个在之前讲零缺陷时提到过，英飞凌的理念也是如此。

拥有牢固的质量理念也要求供应链中核心供应商提供支持，对过程进行把控，解决问题，不断进行Know-how累积和不断改进，其间涉及对IATF16949,PPAP和其他汽车行业标准和流程体系支持；

产品质量有了保证，长时间的客户信任才能建立起来了，客户才能放心大胆地用你的产品。汽车电子器件不是消费级器件，卖两年就算了。企业要长期坚守质量理念，而不是光喊口号，以为过了认证就万事大吉了，换个材料或改个流程，自己认为关系不大，偷偷就干了，这种心态千万不能有。该重新认证就认证，该通知客户就通知，该升级料号就升级，老老实实按规矩来，走那条最难的路，才能把我们带向更远的地方。国产器件的车载应用，道阻且长，我们共同努力，加油。

7.3.3可靠性知识的积累

罗马并非是一天建成的，国内半导体供应商们在通向“车规级”应用这条“天路”方面，需要补课，需要积累许多经验，饭要一口口吃，经验要一点点积累，来不得半点投机取巧。

在这一点上，我们还是要向老一代车载半导体巨头学习。我们首先不去管以上这些需要“改变世界”的大概念，首先研究一下老牌巨头们注重以真实应用为基础的产品质量思想，将产品质量与实际产品使用环境相结合，在产品全生命周期中不断采集和积累产品暴露在具体环境，具体使用条件（mission profile）中相关环境与功能负载数据画像。

具体怎么做呢？我们还是摸着老牌巨头过河。我们参考下NXP的可靠性知识框架（Reliability Knowledge Framework）。

产品可靠性能力框架构建的前提是先把所有的标准搞懂，也就是关于标准的知识要足够的（标准包括：JEDEC，AEC-Q，J1879，ZVEI等），这就是NXP 的KBQ方法论；

用往死里搞（test-to-failure concept）的理念，超越标准，超越需求等级；

评估-验证-改进，持续迭代。

讲到这里大家有没有发现，这是不是又和自动驾驶产业的“场景——数据——算法”的模型联系起来了呢？场景就是器件的具体使用环境及使用条件，数据包括测试数据、应用的可靠性数据等、算法就是芯片的设计、制造生产流程、工艺、know-how等，这就形成了一个闭环了。

7.3.4认证测试的简化

前面讲了质量理念和经验积累，其实随之而来的，还有大量可用于AEC-Q认证的通用数据的积累。关于通用数据（Generic data），我们前面讲的也比较多了，包括使用通用数据来简化新器件的测试。但有一点我们没讲，那就是通用数据用来简化器件家族认证的作用。我们看下标准是怎么规定的，我们还是以AEC-Q100为例：

AEC-Q100关于家族认证的规定（来源：aecouncil.com）

标准我总结一下：

通用数据可以用来加速及简化测试流程；

通用数据可以用来相互认证；

一个器件家族中，如果一个器件通过了测试认证，那么这个家族也可以被认为通过了AEC-Q100认证；

标准详细规定了家族的定义，比如具有同样的功能，共享同样的制程、材料等。

这有什么意义呢？意义非常重大。
随着一个企业器件的增多，通用数据就会越来越多，新器件及家族器件的认证就会越来越简单，也来越快，单品的认证成本也会越来越低，器件的可靠性也会越来越高，这就形成了一个正向循环。

总结一下：

AEC-Q认证本身并不难，门槛没有想象的那么高；

一次认证容易，持续认证很难；

关键是要建立一种质量理念，并为之坚守；

积累知识，搭建可靠性能力框架，持续迭代；

难走的路，越往后会越好走，认证会越来越简单；

最后放一张NXP 32位MCU的AEC-Q报告镇楼，没见过的小伙伴们看一下，有个概念。

AEC-Q100认证报告（来源：nxp）

7.4AEC-Q认证的周期及费用

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，测试几个月或一年多都是可能的。

我们还是以AEC-Q100为例，我把耗时较长的温度加速类测试挑出来整理了一下，比如最长的TC grade 0需要2000小时，光下面表格中的6项测试总时间就达到了6000小时，要知道一年才8760小时。当然了，很多试验是可以并行的，这个表格就是让大家对测试项目及时间有个概念。

AEC-Q100部分测试项目（整理：左成钢）

AEC-Q100一共分了7个测试组群，45种各类试验项目，全测下来要多长时间，一些有产品测试经验的小伙伴们，看了想必也有个基本概念了。测试出了问题就得纠正，而且时间也得延长。

关于测试费用，测试项目不同，相应的费用也就不同，并且和测试是否顺利也有很大关系。考试不顺利，一再发现问题、一再纠正重试，耗时、代价倍增。此外，成本还与测试主体有一定的关系，自己测量的价格一定很低，请第三方来做价格会比较高。

时间与成本，在我们之前举过的国产MCU中也可以看到，从宣称“车规”到AEC-Q100测试合格，历经三年，由后装走向前装。一方面表明AEC-Q100的初次测试比较费时和困难；另一方面表明测试费用并不低，陆续安装验证后，看看没有问题就去做测试，减少失败的风险；最后自建了试验室以减少试验成本。

8采用“车规级”器件与零部件是否能通过测试没有必然关系

之前在谈可靠性时，我曾提到一家为非道路车辆提供控制模块的企业，由于发现产品可靠性存在问题，故障率0公里居高不下，就在出货前增加了48小时老化筛选，问题就解决了。为何高温老化筛选可以解决0公里故障率？有哪些原则？

这个其实之前我们已经分析过了，但只是说到功能，没有深入到原理上。在此引用Ti中的某些研究：给半导体器件施加应力如温度，湿度，电压和电流确实能在不改变半导体器件物理特性的前提下加快半导体器件潜在失效机制，这样就可以用较短的时间找出问题所在，不需要等很久就能找出器件中可能存在的瑕疵，然后定位根因、完善设计、防止这种故障模式。

老化测试原理

那么半导器件体供应商采取了哪些措施来解决这个问题呢？我们来看下NXP的解决措施：NXP通过对每个器件进行测试及老化来筛选产品的早期失效，进而降低了早期失效率（全检，而非抽检。车载应用的产品都不存在抽检的问题，所有的不管是元器件还是产品，都是百分百全检，而且是多道全检）。

这句话说得很含蓄，我给大家解释一下，敲黑板了：“车规级”芯片是经过了半导体供应商的筛选的，而消费级和工业级则没有。

另外，Ti也在一个FAQ（常见问题）里面简要回答了一下车规级和非车规级器件测试的差异：非车规级器件仅有常温测试，少了高温测试，而且仅有应力后测试，没有应力前测试。意思就是，非车规级和车规级产品关键就是差了个前后高温测试。

高温是干什么用的？是为了提前发现器件缺陷用的。现在大家明白车规和非车规的差异了吧。而这仅仅是前期失效，整个器件生命周期的失效率（硬件随机失效），两者差异就更大了，这个前面讲过了，我们不再赘述。

再次联系之前大家都说过，AEC-Q认证如何确保器件不因为缺陷而出现早期失效，各位小伙伴有没有明白呢。在实际应用中，AEC-Q认证自身并不能保证设备的早期失效率，则设备需要通过AEC-Q，需要在车载应用中使用，需要长期批量供应，如何解决设备早期故障率？非常简单，半导体供应商再加上一个老化的筛选流程，不是吗。

如果Tier 1不希望产品（零部件）发货来一个老化筛选流程的话，那么挑选经过“AEC-Q”验证的设备并不存在这一问题。当然，我们之前已经说过，“AEC-Q”认证实际上只是对设备的测试报告而已，而设备本身对于特定应用所提供的可靠性和供应的长周期保证则由特定半导体供应商来决定。因此，当我们选择设备时，看看是否有“AEC-Q”认证，这仅仅是个依据，也要注意设备的其他资料。比如：供应商是否专长于这一器件领域、这一器件是不是它的优势产品、这一产品与您的应用设计是否相符等等。

此外，尽管AEC-Q并非强制性认证制度，但是历经30年的发展已经成为车载电子元器件普遍认可的测试标准，已经成为衡量电子元器件在汽车上应用合适与否的指标。

做为车载应用来说，车辆电子元件要长期处于极为苛刻的环境中工作，再加上车辆的车型生命周期比消费级产品长很多，单台设备失效率与汽车庞大销量和长时间使用叠加，大幅放大。在实际生产中，OEM由于一个零部件缺陷召回数十万辆汽车的现象屡见不鲜。

这张图前面放过一次，这里再放出来一下。

1ppm缺陷对一百万量车意味着什么（来源：MPS）

好了，我们回到主题，是否需要选择“AEC-Q”认证的器件？我想各位心里已经有了自己的答案了。

8.1 用“车规级”器件就能通过零部件试验吗？

答案是不一定。

我们从1.13中大致谈到汽车行业对电子零部件测试标准、电子零部件车载应用依据、拿不出产品测试报告等，DV（设计验证）过不了这一关，产品设计也不能结冰，不要考虑量产。DV测试报告需要交给OEM，具备条件OEM再来复测就可以了，想假也假不出来了。

我们首先对电子零部件测试标准进行了划分，看看有哪些测试与“车规级”设备相关。

汽车行业电子零部件相关标准（来源：左成钢）

根据上表，我们基本上可以把试验分为三类：

1. EMC相关，CISPR25、ISO 7637、ISO 11452和10605，都算是；

2. 电气及气候负荷：ISO 16750-2（电气）和4（气候）；

3. 结构材料相关，比如ISO 16750-3（机械）和5（化学）、盐雾、防护类（IP）等；

我们一个个掰开了进行分析：

8.1.1EMC相关试验

与EMC相关的AEC标准本质上只有AEC-Q100，虽然Q103和Q104内部也有涉及，但Q103的测试分组内部没有包含，仅体现在了流程变更测试里，Q104的测试分组及变更测试里则均有包含，不过它们都是要配合Q100使用的，所以我们还是回到Q100。

在Q100上Group E有一个就是EMC的检测，过程更改检测需求也有EMC参与其中，更改部分检测我们暂时不去分析，着重看看Q100上需要检测的EMC为什么要检测，由于EMC检测范围广、检测项目多。

Q100中写得很清楚，EMC涉及一点，即Radiated Emissions，即辐射干扰，又称辐射发射。是以电磁波形式向外辐射干扰能量，扰乱他人。试验要求为1批、只需1份试样。对于电子零部件而言，这是CSPR25标准中的一部分，但是对于电子零部件的设计而言，却不具有决定性。

另外Q100对哪些设备要进行EMC测试也做了详细的规定，例如带振荡器、可能会潜在干扰他人可能性的设备如MCU等、高速数字芯片，带电荷泵FET，看门狗设备，开关模式电源IC以及新设备和曾被发现会干扰他人的设备，再认证时需进行EMC测试。

AEC-Q100对EMC测试的规定（来源：aecouncil.com）

另外，AEC-Q100-007涉及到了铝电解电容的浪涌测试，这个和ISO 7637及ISO 11452稍微有那么点关系，但是整体来讲关系不大。

还有就是ESD，我们也可以把它放到广义的EMC范畴里，虽然大家一般都单独讲ESD。所有的AEC标准里面都涉及到了ESD，那就是说，所有的车规级器件，ESD测试都是必须的。结论就是：电子零部件的ESD测试和AEC-Q标准是密切相关的，而EMC方面则不是非常大。

8.1.2电气及气候负荷相关试验

电气负荷好理解，主要就是一些电压相关的测试，比如电压范围，过压，反压，开路、短路、地漂等，这些和AEC-Q标准关系不是非常的大，主要和产品整体设计有关，比如虽然AEC-Q100-012中也涉及到了短路，但那只是针对灵敏功率器件比如HSD的。整体来讲，电子零部件的电气负荷测试，与产品本身的设计方案关系更大一些。

再看气候负荷，试验项目主要是关于高低温，温度循环、温湿度等测试项目（防护放到IP等级那里），这里面温湿度及循环类和AEC-Q标准关系非常大，因为AEC-Q很大一部分测试项目就是关于温湿度类和耐久循环类的（盐雾试验后面讲）。整体看来，电子零部件的气候负荷测试和AEC-Q标准是密切相关的。

8.1.3结构材料相关试验

与结构设计及材料相关这部分试验主要是：振动、跌落、外表强度（划痕、耐磨）、耐化学品、盐雾、防护等级（防尘放水）等。
对电子零部件试验来讲，结构主要是指壳体结构，比如结构设计、材料选型，连接器选型设计等，理论上来讲这些零部件级试验和元器件关系不大，盐雾试验只在Q103（MEMS压力传感器）和Q200的排阻/排容器件测试里面有体现，这都比较好理解。

但是对振动及跌落试验来讲，实际上是和器件有关系的，虽然壳体会承受大部分的机械冲击，但是对器件的冲击也是无可避免的。所以从Q100到104及Q200，每个AEC标准里面全都涉及到了机械冲击（MS）和振动（VFV）试验，AEC-Q200-003，005/和006还专门规定了断裂强度、板弯曲及端子应力测试。所以说，电子零部件的结构材料相关的测试和AEC-Q标准是密切相关的。

8.2总结

最后我们总结一下：

电子零部件标准与AEC-Q的关系（来源：左成钢）

如此总体看来，小伙伴们是否觉得“车规级”器件与零部件测试标准之间的联系还相当密切呢？是的，这样的感受才是正确的。

我们首先撇开准入门槛问题不谈，就汽车电子零部件的设计而言，“车规级”元器件的使用对于电子零部件能否通过汽车行业有关试验标准无疑大有裨益。但是与此同时，我们还应该意识到元器件自身作为电子设计的依据只是一个方面，产品设计以及客户试验要求对其也起着至关重要的作用，它是一项系统工程。并不是说你用了“车规级”器件，电子零部件就一定能通过测试，你用工业级器件，产品就一定不能通过测试。

总结一下：使用“车规级”装置和零部件能否通过试验并无必然联系，是不够的，也不是必要的。不过请注意，我想说的是“但是”，使用“车规级”设备能更好的帮助零部件产品测试合格，减少设计成本和测试成本（还可以使用非车规中的设备对零部件进行测试，若测试等级需求不高，则极有可能过关，然而搞车载应用时，整车生命周期中就会有很大几率会出现问题）。

最后，作者想强调指出：对电子零部件进行检测的目的不在于通过检测，而在于对我们设计的检验，因此DV叫做设计验证而非检测。零部件试验标准具有指导产品设计和应用的重要意义，就像“车规级”比AEC-Q更重要一样，其最终目的是确保车辆的长期可靠性。

9“AEC-Q”认证与ISO26262功能安全认证的关系

最后又谈到了“AEC-Q”认证和ISO26262功能安全认证，笔者发现许多人弄不明白，往往将二者混为一谈，或放在一起谈，实际上这样做是错误的。AEC与ISO26262简直是两回事，井水不犯河水，两者的侧重点是截然不同的。

“AEC-Q”认证我们已经讲得很详细了，认证的对象必须是实物，而且只针对集成芯片等电子元器件（不包括零部件）、分立半导体，被动器件，MEMS器件和MCM模块，认证通过器件供应商Tier 2的认证测试。而且ISO26262标准的认证内容非常广泛，其客体既可包括实物如元器件又可包括零部件等；或者是虚拟的非实体，比如认证一个公司流程（包括研发及生产），认证一个软件等等。我可能是在画画，伙伴们首先看到的，是有一个概念。

认证标准及区别（来源：左成钢）

9.1ISO 26262基本概念

我们先来讲一下ISO 26262功能安全标准的一些基本概念，然后再详细来讲其他的点，方便小伙伴们有个基本认知。按照惯例，我们直接回到标准原文：

针对标准的适用范围，我们提炼一下重点：

适用于道路车辆，挖掘机啥的非道路车辆就不能算；

由电子、电气（E/E）和软件组件组成的系统相关。简单来说就是没电的肯定就不能算，比如你的车玻璃，虽然和安全相关，开着车玻璃突然炸裂了可能就会发生安全事故，但那也不算在功能安全标准范围内，而是算在《中国乘用车强制性国家标准》的被动安全里面的。

与安全相关的系统。非安全相关的，比如娱乐系统就不算，开车过程中音乐播放功能失效，没法听歌了，这就不能包含在功能安全范围内。

然后我们再看下“安全”的定义，安全是相对于危害而言的，这一点估计有些小伙伴们还没搞明白：

ISO 26262范围及术语定义（来源：ISO 26262-1:2011）

和安全相关是指，因E/E系统的故障行为而引起的可能的危害（hazards）；

危害（hazard）的定义是：由相关项的功能异常表现而导致的伤害（harm）的潜在来源；

伤害（harm）的定义是：对人身健康的物理损害（injury）或破坏（damage）；

标准术语拗口得多，笔者简单概括，用人的话说：功能安全只关心人是否会受到伤害，只要是好人都无所谓。当然这里面不仅有伤害，规范中也有damage的成分，你自己去了解吧，我不会去翻译。

最后得出功能安全用什么。从字面上看，它必须先具备特定的职能，撇开职能讲安全就意味着耍流氓。它是根据某一特定功能而产生的，如汽车行驶时转向失效使方向盘不能旋转，这种现象是非常特定的，由于转向失效也包括方向盘不运行而自行旋转，所以要单独说。还有安全问题，例如您的汽车停下后车门会自动解锁开启，之后物品被盗，这个问题也算安全问题，但是不属于功能安全范畴，由于人员不受伤害，人员无事不算。如在行车途中车门突然自行开启、人员坠落，即功能安全，我们应分清。

接下来我们再来讲一下目前功能安全认证的两种类型。

9.2功能安全流程认证及产品认证

目前业内有两种功能安全认证，都可以拿到证书。一种是流程认证，一种是产品认证。流程认证就是指开发过程，产品认证就是指具体产品，可以是实体，比如芯片、电子零部件，也可以是开发工具；也可以是虚拟的非实体，比如软件操作系统OS。

我们以SGS官网信息为例，大体可以看出来目前大家基本都在做这两类认证，并且以流程认证居多，具体原因我们随后再讲。

功能安全认证案例（来源：SGS.com）

我们从流程认证开始。根据我的经验，对那些没有相应经验的企业来说，认证机构通常会建议首先进行流程认证，流程认证合格之后，团队与能力也会得到基本的发展，下一步才能来进行产品认证（如果需要的话）。

由于流程认证的难度比较小，即使是现有的人员对功能安全的相关知识和流程经验欠缺，在认证机构的培训和指导下，短的6个月，多的一年，通常也可以通过，获得功能安全流程认证证书。过程认证一般也是基于特定的真实项目进行的（通常以简单产品为主，过于复杂太难了，纯粹为了寻找刺激而不建议使用），而不是凭空只做过程文档。当然，你也可以这样做，只是务虚而已，但是你通常不会这样做（认证机构也不推荐）。如前所述，流程认证通常是产品认证中的第一步，任何一家公司都不会仅仅为图一个虚名而拿着流程认证证书外出欺骗顾客（也不排除这种情况）而最终为特定的产品通过认证。我们来看一下证书长啥样：

功能安全管理流程认证证书（来源：NXP）

从以上证书中我们可以看出流程认证是指按照ISO26262标准对与安全有关的工程，您的功能安全管理能力可达ASIL D级。各位看官也许会问，C级能不行吗？当然是有的，但认证机构建议您直接进行D。因为对流程认证而言，C与D的难度并没有什么区别，那么为什么不能直接到D上去？

再说产品认证吧，这是更复杂、更苛刻的。因此就算企业想进行产品认证，通常也是在进行流程认证的基础上进行的，过了之后再进行产品认证也比较轻松。当然，搞产品认证难与流程认证不在一个数量级上，所需人数也大得多。与此同时，由于产品认证与偏务虚过程认证相比较，那可都是切合实际的事，从产品的具体设计、器件FIT值的计算、FMEDA、FTA等等，对软件代码进行模型检查、测试覆盖度等等，那么就可以实打实地去完成任务了，具体认证周期在这里我们再说一下。咱们再看看下面的产品认证证书是什么样子的。

功能安全产品认证证书（来源：网络）

从上面证书里我们可以看出来，产品认证证书是务实的，是基于具体的产品的某个功能的。我们前面也讲过，功能安全一定是基于具体功能的。上面的证书认证产品是一个电机控制器，具体功能是所控制的电机扭矩的大小和方向，就是说你要多大扭矩就多大，你要哪个方向就是哪个，这其实是两个功能，认证起来要比一个功能复杂。也就是说，要认证的功能越多，设计就越复杂，认证难度就越大，周期就越长，费用就越高。

9.3认证周期、费用及有效期

流程认证比较简单，我们就不多讲了。产品认证很复杂，工作量很大，这个和几个方面的因素有关：

企业现有的技术水平；

产品本身的复杂度，比如大模块就肯定要比小模块难度大；

需要认证的ASIL等级，等级越高，设计越复杂，难度越大；

产品设计方案，比如你直接用更高ASIL等级的器件，难度就要低一些，当然BOM成本就要高一些；

需要认证的功能，越多就越难，周期就越长；

企业的人力投入，这个比较容易理解。

我们再来看下SGS给的参考，这个和笔者了解到的实际情况是差不多的。

功能安全认证周期（来源：SGS.com）

产品认证难度大，特别是零部件级别产品认证，ASIL C好，D难度大，要求企业投入资源多、周期长、成本大。

根据笔者的经验，一般情况下，采用功能安全流程开发的产品，项目研发的投入都是原有的2-3倍（同样的开发内容）。企业原有开发流程愈规范，使用功能安全流程进行开发的投资愈少、愈不规范、投资愈多。这就好理解了，ISO26262实质也就是一个V-model，这符合汽车行业最初零部件开发流程。对标准企业而言，开发与安全有关的产品，如硬件、DFMEA、FMEDA、FTA等等，其本身都需要去做，并且贯穿于整个开发流程中，这一部分能力本不缺乏。再如软件，如配置管理工具和代码静态分析与测试工具，如果原来使用的话，认证要容易很多，因此不可能笼统地说。

简单地说，企业规模越大、正规企业越多，认证就越容易通过，甚至流程认证与产品认证也能共同成为（没流程认证不能搞产品认证，好比要先拿到驾照才会开车一回事）。以华为为例，某产品于2020年2月份获得管理体系认证后，于同年11月份再次获得产品认证证书，请问您是否服不服。

对于具体认证费用问题，我可以简单地举例说明，每个人都感受到了，都有一个理念。例如流程认证，通常小于一百万，包括咨询费用以及认证费用等，如果有折扣，大概可以说60万。因为除了TUV和SGS这些众所周知的认证机构之外，现在国内还有更多的机构可以去做。

产品认证咱们就拿众所周知的VCU来说吧，这款产品硬件相对成熟、相对简单，撇开研发费用不说，纯粹因为认证而带来的成本约为300万人民币，具体还得看产品的设计和OEM，不可能泛泛而谈，其中的影响因素大家前面都有分析，这里就不做详细介绍。

同时提醒各位小伙伴，功能安全证书有有效期，无论流程还是产品。我们拿以下流程证书为例，就能看出有效期为三年，期满后可能要进行现场审核，续证审核还有成本，通常为数万元。

功能安全管理流程认证证书（来源：NXP）

上面已经具体分析了流程认证及产品认证，下面我们来详细讲解一下产品认证范围。

9.4功能安全产品认证范围

关于功能安全可以认证的产品范围，实际上既可以是实体，比如电子元器件、电子零部件或开发工具，也可以是虚拟的非实体，比如软件操作系统OS，我们分开来讲。

9.4.1产品级功能安全认证

这种情况最为普遍，无论是OEM或是Tier 1。通常所说的产品功能安全认证都是指对某一个电子零部件进行验证，与之对应的职能，也正是该电子零部件能够完成的职能之一。这我们就以上以具体的产品为例，这里不再重复。

此外，必须从OEM中获得产品功能安全等级需求。OEM是汽车功能安全等级界定的主导力量，它负责将与汽车功能安全有关的全部功能划分为功能安全等级，然后与Tier 1们商议并将其分配给特定零部件功能使其对应Tier 1得以实现。以转向柱锁功能为例，若完全由转向柱锁供应商承担ASIL D的执行责任，则相对困难且代价高昂。OEM能够从整车设计的角度对功能安全等级进行分解、降级，使其他零部件能够承担起相应的功能安全等级并共同达到ASIL D功能安全的目的，从而减少了单个零部件的设计难度和成本。

9.4.2其他产品的功能安全认证

除此之外，某些开发工具（比如代码测试工具Helix QAC），或者单纯的软件产品（如QNX操作系统）也可以单独进行产品认证，道理是一样的。我们来看一下他们的介绍及描述：

Helix QAC是权威的C/C++代码合规性静态分析工具，可以用于车载ECU的嵌入式软件开发中，研发团队可以使用Helix QAC快速地满足功能安全项目合规性的需要。

Helix QAC符合ASIL D级认证（来源：perforce.com）

QNX操作系统就不用讲了，大家都很熟悉了，纯软件产品。证书里写的也是最高到D（safety goals up to ASIL D），这个和我们前面讲的器件一样，软件在这里也是作为一个器件来进行认证的，最终的功能安全级别取决于具体的设计应用。

QNX符合ASIL D级认证（来源：QNX.com）

上面我们把产品功能安全认证适用的范围都讲完了，器件级别的认证没有深入讲，这个对我们理解“AEC-Q”认证与功能安全认证的区别有很大帮助，下面我们详细分析一下。

9.4.3器件类认证

对于电子元器件的功能安全认证，一般都是复杂芯片类产品（至少笔者没见过被动器件和分立半导体器件，这些器件因复杂度较低，不需要通过认证的途径来解决功能安全设计问题）。比如MCU，一般作为一个系统设计的核心，或PMIC，作为系统的电源，功能安全设计就很重要。我们以英飞凌为例，他家的功能安全芯片主要是MCU、PMIC、Gate driver及电机控制芯片，和Ti的差不多。

英飞凌符合功能安全认证的产品类别（来源：英飞凌）

对于器件级别，因芯片供应商并不了解器件的具体应用及功能，所以器件的ASIL级别是基于硬件、系统应用来讲的。芯片供应商并没有办法给出具体能达到的ASIL级别，而是给你一个芯片能达到的最高级别，最终产品的具体某个功能的ASIL级别就取决于Tier 1的设计了。

器件级的功能安全认证下面我们会详细分析。

9.4.4器件级功能安全

空谈误国，按照惯例，我们还是拿实际应用来举例，大家看完至少对功能安全器件有个基本概念。我们以Ti对器件功能安全的分类来举例，这是目前笔者见到的分类最清晰，且解释最详细的。

功能安全产品分类（来源：ti.com）

我们先把上面这个表格分解为三部分：

开发流程：分为质量管理流程（即企业现有流程）和功能安全流程（依据ISO 26262开展的管理流程，需要认证），这个做过功能安全的小伙伴们应该有体会，前者就是常规的流程，后者则要麻烦许多，耗时和工作量都不是一个数量级的；

文档：Fit值，FMD，FMEDA,FTA，功能安全手册；

证书：产品功能安全证书

Ti把功能安全相关的器件分为了三类：

1. Functional Safety-Capable：Ti可以提供功能安全设计所需的FIT值计算和FMD（失效模式分布）信息，帮助Tier 1产品设计人员做安全分析。流程方面，器件不是根据功能安全标准要求的流程开发的，而是根据Ti通用质量管理流程。

2. Functional Safety Quality-Managed：Ti提供一系列文档来帮助Tier 1设计人员进行功能安全设计，降低产品认证的工作量及认证难度，提供的文档包括器件的功能安全FIT值计算，FMEDA及功能安全手册等。器件不是根据功能安全标准要求的流程开发的，而是根据Ti通用质量管理流程。

3. Functional Safety-Compliant：有证书，采用了功能安全开发流程，文档多了FTA（故障树分析），有功能安全证书。

我们来说明一下：

第一类产品：不是功能安全器件的产品。这类设备往往不集成与安全有关的功能，但在研制功能安全系统中却离不开这些设备的参与。Ti给出的FIT,FMD对安全分析有一定帮助。实际上这已经很好了，因为许多器件，如无源器件和分立半导体器件（由于Ti很少制造这类器件而没有涉及到），在设计时又离不开它们，使用的（比芯片数量多了很多，没有一个量级）又比较多，供应商一般也不提供FIT和FMD，需要自己查找数据。

第二类产品：属功能安全器件类产品范畴。这类设备一般都已经整合了内部监控和诊断等复杂功能，而TI则提供相当数量的支持文档供功能安全产品设计使用，能够显着减少产品认证工作量和认证难度。

第三类产品：功能安全合规。这类设备一般都是集安全特性于一体的复杂设备，例如MCU，处理器，电机驱动芯片和电源管理芯片。这类产品基于Ti通用质量管理流程，利用Ti功能安全流程研发。可提供具有功能安全认证证书的FTA（故障树分析）功能。使用这类装置可以显着减少功能安全产品设计难度和认证难度或设计功能安全产品时唯一有效的方法。

功能安全合规产品（来源：ti.com）

单讲大道理还是太宽泛，大家可能还没有具体概念，按老规矩，我们还是上两个实际的产品手册，大家看了会有个实际的感受：

功能安全合规产品（来源：ti.com）

从上面的两个产品手册的描述我们可以看出来：

器件首先是AEC-Q认证的，这是车载应用的基础；

合规产品会注明：“Functional Safety-Compliant”，同时注明器件的系统级、硬件级ASIL等级、文档可支持的ASIL等级等信息；

功能安全类别产品会注明：“Functional safety quality-managed”，同时注明器件的文档可支持的系统设计的ASIL等级；

好了，看到这里小伙伴们对功能安全认证应该已经有了一些基础的了解，接下最后我们从不同维度来总结一下“AEC-Q”认证与功能安全认证的区别。

9.5“AEC-Q”认证与功能安全认证

我按照几个维度进行分类，简单汇总了一个表格：

两种认证的区别（来源：左成钢）

下面详细讲一下：

1. 认证对象：

·AEC标准认证的对象仅针对电子元器件，如集成芯片、分立半导体、被动器件、MEMS器件、MCM模块等，认证由器件供应商Tier 2来进行认证测试。

·ISO26262标准认证的对象包括流程（对公司）及产品（实体或非实体）；

2. 认证方式：

·AEC标准认证方式就是测试，测试通过后可在产品手册上注明符合标准即可；

·ISO26262标准认证方式最终是体现在流程文档上(无论是流程认证，还是产品认证)，而非产品测试；

3. 认证目的：

·AEC标准认证的最初目的是为了器件资格通用化，现在基本上算是器件车载应用的一个基本要求；

·ISO26262标准认证的目的就是证明公司的开发流程或产品本身的功能安全设计是符合标准的；

4.侧重点

·AEC标准的侧重点是器件的可靠性及长期供货的一致性（主要体现在变更流程要求）；

·ISO26262标准的侧重点是设计及开发流程的合规性（主要通过工具及文档）

5.交付物

·AEC标准认证测试后，交付物就是测试报告（不是证书）

·ISO26262认证后，交付物就是流程文档及认证证书

6.是否强制

·AEC标准和电子零部件测试标准一样，都是非强制的，但是如果要做车载应用，那么通过这个测试是一个基本要求；

·ISO26262同样也是非强制标准，是否需要过认证取决于客户要求，或是为了降低客户使用难度，同时树立行业门槛；

7.认证机构

·AEC标准讲得很清楚，没有专门的认证机构，元器件供应商自己根据标准进行测试即可；

·ISO26262是由专门的合规认证机构的，认证必须由机构进行；

8.认证报告

·AEC-Q是没有认证报告的，只有测试报告；

·ISO26262认证通过后，将由合规认证机构颁发认证证书；

9.证书有效期

·AEC-Q测试报告基本是没有有效期这个概念的，但是只要产品发生变化，就需要重新进行认证测试；

·ISO26262证书是有有效期的，这个前面讲过，一般是3-5年，到期后需要重新审核，且需要一定的审核费用。