設(shè)計(jì)符合 AEC-Q100 認(rèn)證汽車級(jí)集成 IC

在我的頻繁商務(wù)旅行中，我“試駕”了很多租賃汽車。說實(shí)話，直到最近我也是那種車輪子掉了才肯換車的人。而我不得不把它交給底特律的小伙子們，最后他們想出了一種讓我也能動(dòng)心買輛新車的辦法，那就是大量的汽車電氣化。

當(dāng)前汽車具有眾多超酷電子特性，例如智能手機(jī)同步支持、車載信息娛樂系統(tǒng)、盲點(diǎn)檢測(cè)、自適應(yīng)前大燈、座椅位置記憶以及車內(nèi)噪聲主動(dòng)抑制等。所有這些特性不禁讓我思考應(yīng)當(dāng)怎樣才能將集成電路 (IC) 設(shè)計(jì)在汽車應(yīng)用中。

答案是必須符合 AEC-Q100 認(rèn)證。AEC 代表汽車電子設(shè)備委員會(huì)，是 JEDIC 的一個(gè)附屬機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)設(shè)定汽車級(jí)設(shè)備要求。這里有很多具體規(guī)范需要滿足，盡管無法進(jìn)行詳細(xì)解讀，但我們可以大致了解一下 Q100 認(rèn)證的含義。

AEC-Q100 首先定義了用來規(guī)范給定器件環(huán)境工作溫度范圍的五個(gè)不同溫度等級(jí)。例如，1 級(jí)是車載應(yīng)用非常普遍的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定器件可以在 -40°C 至 +125°C (零下 -40°F 至 +257°F)的環(huán)境溫度下工作。此外，器件電氣規(guī)范通常可在該工作范圍內(nèi)確保。但對(duì)于一些非汽車器件來說則不是這樣，因?yàn)樗鼈兊囊?guī)范只需在室內(nèi)溫度下即可確保。查看一下 DRV8801-Q1 有刷 DC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品說明書,就會(huì)發(fā)現(xiàn)電氣特性表的頂部有一條注釋說明了該規(guī)范可在整個(gè) 1 級(jí)工作范圍內(nèi)確保。

另一個(gè)重要 AEC-Q100 合規(guī)性要求與器件的生產(chǎn)驗(yàn)證有關(guān)。任何 IC 在進(jìn)入生產(chǎn)階段之前，都必須通過一系列電氣、使用壽命以及可靠性應(yīng)力測(cè)試。對(duì)于汽車級(jí) IC 而言，產(chǎn)品測(cè)試比工業(yè)或商業(yè) IC 要嚴(yán)格得多。這里又會(huì)涉及溫度級(jí)，因?yàn)椴煌瑴囟燃?jí)具有不同質(zhì)量要求，其中 0 級(jí)（-40°C 至 +150°C）最為嚴(yán)格并適用于傳動(dòng)系統(tǒng)或引擎蓋下的應(yīng)用。這些嚴(yán)格的認(rèn)證測(cè)試可確保在惡劣汽車環(huán)境中設(shè)備工作的高可靠性與長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命。Q100 應(yīng)用已不僅僅局限于汽車市場(chǎng)，因?yàn)橛捎跍y(cè)試更加嚴(yán)格，越來越多的工業(yè)客戶放棄標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，轉(zhuǎn)而選用 Q100 認(rèn)證部件。

此外，器件制造與設(shè)計(jì)變更通知的處理方法也存在不同。對(duì)于汽車級(jí)器件而言，重新認(rèn)證與變更通知要求比工業(yè)或商業(yè)器件要嚴(yán)格得多。例如，在工業(yè)器件上執(zhí)行很多微小的工藝變化都不需要通知客戶或?qū)ζ骷M(jìn)行重新認(rèn)證，但對(duì)于汽車器件來說需要這樣做。

有時(shí) AEC-Q100 規(guī)范會(huì)有一些可以接受的例外情況，這取決于客戶或應(yīng)用。這些例外情況以及在器件上執(zhí)行的全部驗(yàn)證測(cè)試列表可在生產(chǎn)部件批準(zhǔn)流程 (PPAP) 文檔中找到。例如，較為常見的一種例外情況是 ESD 性能。AEC-Q100 要求器件能夠承受 2000V 人體放電模式 (HBM)，在邊角引腳上能承受 750V 的帶電器件模式 (CDM)，而在所有其它引腳上則能承受 500V 的電壓。在器件產(chǎn)品說明書中可以找到 ESD 規(guī)范。例如，1A 有刷 DC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 DRV8832-Q1 的產(chǎn)品說明書在第一頁列出了 ESD 規(guī)范。ESD 規(guī)范根據(jù) AEC-Q100 分類碼列出，如下表所示。

注意：AEC-Q100 最低規(guī)范要求為 H1A (HBM) 和 C4B (CDM)。

總之，制造汽車級(jí) IC 要涉及很多內(nèi)容。下次您坐進(jìn)完全布滿電子設(shè)備的新車時(shí)，可以花一分鐘時(shí)間思考一下將這些電子設(shè)備帶入我們生活中的所有工程技術(shù)。

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