З прискоренням розвитку автомобільної електроніки мікросхеми автомобільного класу стали важливою частиною автомобільних електронних технологій. Автомобільні чіпи відіграють важливу роль у безпеці водіння та керуванні автомобілем, тому вимоги до їх надійності дуже високі. Для того, щоб переконатися, що чіпи автомобільного класу можуть витримувати випробування в різних суворих середовищах, необхідно провести екологічні випробування надійності. Тестування надійності в середовищі — це випробування мікросхеми в певних жорстких умовах, щоб переконатися в її працездатності та довгостроковій стабільності в цьому середовищі. Theвипробувальна камера для моделювання навколишнього середовища (камера для випробування навколишнього середовища надійності)є одним із важливих пристроїв дляекологічні випробування надійності. Випробувальна камера може імітувати різні суворі умови під час руху транспортного засобу, такі як висока температура, низька температура, висока вологість, низька вологість, вібрація та інші умови, а також перевіряти надійність автомобільних чіпів за допомогою суворих методів тестування. Завдяки перевірці надійності навколишнього середовища мікросхеми автомобільного класу можна всебічно протестувати та оцінити, щоб переконатися в їх надійності та стабільності.
Автомобільна електроніка, як правило, дорожча. Однією з головних причин є використання електронних компонентів автомобільного рівня. Але які електронні компоненти є автомобільними пристроями? Давайте спочатку розглянемо відмінності між застосуванням електронних компонентів в автомобілях і застосуванням загальної споживчої електроніки.
Екологічні вимоги
Температура. Автомобільна електроніка має досить широкі вимоги до робочої температури компонентів. Існують різні вимоги відповідно до різних місць установки, але вони, як правило, вищі, ніж вимоги до цивільних продуктів (кажуть, що AEC Q100 видалив 0 градусів -70 градусів у версії H). Вимоги до температури, тому що жоден автомобільний продукт не може мати таких низьких вимог).
приклад:
Навколо двигуна: -40 градус -150 градус ;
Пасажирська кабіна: -40 градус -85 градус ;
Цивільна продукція: 0 ступінь -70 ступінь .
Інші вимоги до навколишнього середовища: вологість, цвіль, пил, вода, електромагнітна сумісність та ерозія шкідливих газів тощо часто вищі, ніж вимоги до побутової електроніки.
вібрація, удар
Коли автомобіль працює в рухомому середовищі, багато продуктів зазнають більшої вібрації та ударів. Ця вимога може бути набагато вищою, ніж у продуктів, які розміщуються вдома.
надійність
Щоб проілюструвати вимоги до надійності автомобілів, дозвольте мені пояснити це іншим способом:
1. Розрахунковий термін служби. Розрахунковий термін служби звичайних автомобілів становить близько 15 років і 200 000 кілометрів, що набагато більше, ніж вимоги щодо терміну служби побутової електроніки.
2. При однакових вимогах до надійності чим більше компонентів і зв’язків складається з системи, тим вищі вимоги до надійності компонентів. В даний час рівень електроніки в автомобілях дуже високий. Від трансмісії до гальмівної системи встановлено велику кількість електронних пристроїв, і кожен пристрій складається з багатьох електронних компонентів. Якщо ми просто розглядаємо їх як послідовне відношення, то для забезпечення значної надійності всього транспортного засобу, вимоги до кожної частини системи дуже високі. Ось чому вимоги до автомобільних деталей часто виражаються в PPM (мільйонах). одна частина) описати.
Вимоги до консистенції
Сьогодні автомобілі вийшли на стадію масового виробництва. За рік можна випустити сотні тисяч автомобілів, тому вимоги до стабільності якості продукції дуже високі. Це було досить складно для напівпровідникових матеріалів у перші роки.
Адже постійність дифузії та інших процесів у виробництві напівпровідників важко контролювати. Продуктивність виробленої продукції легко визначити. У перші дні це можна було досягти лише шляхом старіння та скринінгу. Тепер, із постійним удосконаленням процесів, узгодженість значно покращилася. Постійність якості також є найбільшою відмінністю між багатьма місцевими постачальниками та всесвітньо відомими постачальниками. Для складних автомобільних виробів абсолютно неприйнятно, щоб компоненти з поганою консистенцією створювали загрозу безпеці всього автомобіля.
Давайте розглянемо деякі інші вимоги:
Процес виготовлення
Незважаючи на те, що автомобільні деталі постійно розвиваються в напрямку мініатюризації та полегшення порівняно зі споживчими товарами, вимоги до виробничих процесів автомобільних виробів можуть бути пом’якшені з точки зору обсягу та енергоспоживання. Як правило, більші упаковки використовуються, щоб забезпечити достатню механічну міцність і відповідність виробничим процесам основних постачальників автомобільної продукції.
Життєвий цикл продукту
Незважаючи на те, що ціни на автомобільну продукцію протягом останніх років постійно знижувалися, автомобілі все ще залишаються довговічним і дорогим товаром, і постачання післяпродажних запчастин має підтримуватися протягом тривалого часу. У той же час розробка автомобільної деталі потребує великої перевірки, а перевірка, викликана заміною компонентів, також величезна. Тому компанії-виробники автомобілів і постачальники запчастин також повинні підтримувати стабільні поставки протягом тривалого часу.
стандарт
З цієї точки зору справді складно задовольнити вимоги до автомобільної продукції, а вищевказані вимоги стосуються автомобільних частин (для електронних компонентів це система). Як перетворити вимоги на електронні компоненти стає дуже важко. Щоб вирішити цю проблему, природно, з’явилися деякі стандарти, і більш визнаними є стандарти AEC:
Вимоги AEC Q100 до активних компонентів пристрою
Вимоги AEC Q200 для пасивних компонентів (Possive Device).
Звичайно, я припускаю, що багато людей також скажуть, що існує багато корпоративних стандартів для OEM-виробників. Але я також хочу поділитися своїм розумінням цього питання. Виробник комплектного обладнання, в якому я працював раніше, справді має відповідні загальні вимоги до надійності, але він оцінює повний автомобільний компонент (систему, що складається з електронних компонентів), а не безпосередньо націлюється на електронні компоненти, з яких ці компоненти складаються. (резистори, конденсатори, транзистори, мікросхеми тощо). Хоча його вимоги можна використовувати як еталон для вибору компонентів нижчого рівня, він все ще дуже не підходить для тестування електронних компонентів.
Перевірка правил транспортного засобу
На попередній роботі я неминуче використовував деякі електронні компоненти, які не мали сертифікату AEC Q100/200. Багато персоналу автозаводу хотіли б провести деяку перевірку надійності, щоб переконатися, що він відповідає нормам транспортного засобу.
Моя особиста думка, що цей метод не дуже ефективний, тому що ці тести є лише необхідними, але не достатніми тестами. Його можна використовувати лише для заборони доступності пристрою, а не для підтвердження того, що ним можна користуватися.
Причина проста: розмір вибірки занадто малий, а перевірених елементів недостатньо. Для компонентів, виготовлених у великих кількостях, таких як напівпровідники, дуже ненадійно перевіряти невелику кількість зразків для визначення їх надійності. Тут ми також можемо поглянути на основні сертифікаційні тести, проведені AEC Q100, тобто Ви можете побачити різницю.
Який стандарт більш вимогливий?
Автомобільні правила чи промислові правила, які з них мають вищі вимоги? Загальноприйнято вважати, що стандартним порядком високого та низького є військова промисловість > автомобіль > промисловість > побутова електроніка. Але особисто я не можу повністю прийняти це замовлення. Промисловість є дуже широкою сферою, і середовища та вимоги до надійності також дуже різні. Цілком можливо, що вимоги до надійності великого промислового обладнання ніколи не будуть нижчими, ніж вимоги до автомобіля. (Наприклад, ключове обладнання великої електростанції), і в той же час суворість навколишнього середовища може значно перевищувати вимоги автомобілів. Не можна просто сказати, що промислові нормативні вимоги нижчі, ніж вимоги до автомобілів.
Недоліки використання автомобільних деталей
Жоден вибір не може мати лише переваг і жодних недоліків. Які недоліки використання стандартних автомобільних електронних компонентів?
Перш за все, це дорого, з високими системними вимогами, високими витратами на розробку та перевірку, а також низьким виходом, що робить вартість набагато вищою, ніж у побутової електроніки. Відносно високий поріг також призводить до більшої надбавки до продажів.
Другий недолік - складність вибору. Кожен, хто грає в електроніку, знає, що сьогодні електронних компонентів досить багато. Існує багато рішень для продуктів з однаковою функцією, і складність може сильно відрізнятися. Однак інколи, щоб відповідати вимогам автомобільних правил, доводиться відмовлятися від деяких високоінтегрованих продуктів. планувати.
Ще одним очевидним недоліком є те, що деякі продукти є технологічно відсталими, і великий обсяг роботи з перевірки впливає на швидкість виходу нових продуктів на ринок. У той же час, загальна стратегія запуску виробників чіпів полягає в тому, щоб дочекатися, поки ринок побутової електроніки дозріє, перш ніж застосовувати продукт на ринку. на авторинок. Наприклад, у 2013 році продукт, розроблений редактором, використовував процесор ARM Cortex A9. На той момент це був по суті найкращий продукт на автомобільному ринку, але процесор ARM Cortex A57 не був рідкістю на споживчому ринку.
Які ризики використання в автомобілі нестандартних електронних компонентів автомобіля?
Це питання дійсно складне, і його потрібно оцінювати з багатьох аспектів:
1. Незважаючи на те, що він не отримав відповідну сертифікацію, продуктивність і надійність продукту фактично відповідають вимогам, і це також було перевірено великою кількістю програм. Якщо це так, ризик відносно невеликий.
2. Це дуже важливий момент, який полягає у зв'язку між компонентами та системами. Продуктивність і надійність системи складаються з електронних компонентів наступного рівня, тому за такої самої конструкції продукти, які використовують компоненти, нестандартні для транспортних засобів, безумовно, будуть гіршими. Однак хороший дизайн може знизити вимоги до продуктивності компонентів. Якщо заходи захисту добре розроблені, а несправність компонента має незначний вплив на систему, можна використовувати нестандартні компоненти для виробництва кращих продуктів.
Через обмеження сучасних технологій і процесів не кожен електронний компонент, який потрібно використовувати в автомобілях, може відповідати так званим правилам транспортних засобів. Але для того, щоб реалізувати певні функції на автомобілі, ці компоненти повинні використовуватися. Цю ситуацію можна розділити на дві категорії:
a. Ця функція має високі вимоги безпеки, тому відхилення не допускаються.
Приклад: функція E-CALL для екстрених викликів. Для забезпечення цієї функції на пристрій потрібно встановити резервну батарею. Ця функція пов’язана з безпекою життя, і згідно з рейтингом деяких компаній ASILI (ISO26262) вона вимагає досягнення рівня B.
І ми знаємо, що батареям дуже важко підтримувати високу продуктивність за -40 градусів. Тому рішення деяких компаній полягає в тому, щоб намотати дріт із опором нагріву на акумулятор і нагріти його при низьких температурах, щоб забезпечити ефективність. Наразі він не кваліфікується за стандартами окремого компонента, але як вузол деталей він може відповідати стандартним вимогам виробника автомобіля. . Це також показує зв'язок між корпоративними стандартами OEM і стандартами компонентів.
b. Ця функція зазвичай не стосується безпеки, тому ви можете прийняти відхилення
Наприклад, РК-екран розважальної системи. Можливе відображення зниженої реакції та оптичних характеристик за низьких температур. Але ця ситуація буде прийнята деякими інженерами.
3. Деякі «сміливі» та недбалі люди мають певні ідеї, такі як зменшення витрат або отримання кращої продуктивності, і хочуть лише перевірити їх ефективність і точність за допомогою невеликої кількості зразків за короткий проміжок часу. Надійність, в даному випадку можу сказати тільки те, що далі все буде залежати від характеру, ніхто не знає, що буде.