在我的頻繁商務旅行中，我“試駕”了很多租賃汽車。說實話，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心買輛新車的辦法，那就是大量的汽車電氣化。
當前汽車具有眾多超酷電子特性，例如智能手機同步支持、車載信息娛樂系統(tǒng)、盲點檢測、自適應前大燈、座椅位置記憶以及車內(nèi)噪聲主動抑制等。所有這些特性不禁讓我思考應當怎樣才能將集成電路 (IC) 設計在汽車應用中。
答案是必須符合 AEC-Q100 認證。AEC 代表汽車電子設備委員會，是 JEDIC 的一個附屬機構，主要負責設定汽車級設備要求。這里有很多具體規(guī)范需要滿足，盡管無法進行詳細解讀，但我們可以大致了解一下 Q100 認證的含義。
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不同溫度等級。例如，1 級是車載應用非常普遍的標準，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?？稍谠摴ぷ鞣秶鷥?nèi)確保。但對于一些非汽車器件來說則不是這樣，因為它們的規(guī)范只需在室內(nèi)溫度下即可確保。查看一下 DRV8801-Q1 有刷 DC 電機驅(qū)動器產(chǎn)品說明書,就會發(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 1 級工作范圍內(nèi)確保。
另一個重要 AEC-Q100 合規(guī)性要求與器件的生產(chǎn)驗證有關。任何 IC 在進入生產(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力測試。對于汽車級 IC 而言，產(chǎn)品測試比工業(yè)或商業(yè) IC 要嚴格得多。這里又會涉及溫度級，因為不同溫度級具有不同質(zhì)量要求，其中 0 級（-40°C 至 +150°C）最為嚴格并適用于傳動系統(tǒng)或引擎蓋下的應用。這些嚴格的認證測試可確保在惡劣汽車環(huán)境中設備工作的高可靠性與長時間的使用壽命。Q100 應用已不僅僅局限于汽車市場，因為由于測試更加嚴格，越來越多的工業(yè)客戶放棄標準工業(yè)級產(chǎn)品，轉而選用 Q100 認證部件。
此外，器件制造與設計變更通知的處理方法也存在不同。對于汽車級器件而言，重新認證與變更通知要求比工業(yè)或商業(yè)器件要嚴格得多。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行重新認證，但對于汽車器件來說需要這樣做。
有時 AEC-Q100 規(guī)范會有一些可以接受的例外情況，這取決于客戶或應用。這些例外情況以及在器件上執(zhí)行的全部驗證測試列表可在生產(chǎn)部件批準流程 (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 電機驅(qū)動器 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 IC 要涉及很多內(nèi)容。下次您坐進完全布滿電子設備的新車時，可以花一分鐘時間思考一下將這些電子設備帶入我們生活中的所有工程技術。
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