一、什么是車規級?
經常聽汽車銷售商說起的車規級到底是什么?首先它是一個汽車標準,符合各國立法的關于汽車標準的法規,各國的標準有所不同。比如汽車導航,就拿美國來說,要有AECQ認證。
汽車電子由于其涉及人身安全的特殊性,對元器件等質素都提出了更高的要求,汽車中使用的包含電容在內的元器件與手機、家電等一般消費電子有所不同,也就誕生了車規電容,顧名思義,為符合汽車生產規格的電容。
以車載導航為例,首先要求有高性能的處理器,車規級微控制單元專門處理CAN總線信息及控制邏輯,保障系統可靠運行。
然后是高清音視頻硬件的解碼,音視頻文件的解碼,支持前后座聲場及左右平衡位置調節。
同時,還要兼容原車CAN總線協議及原車線束,匹配原車協議,支持原車方向盤控制,正常顯示車輛行車電腦信息。
當然,快速定位及導航也是必須的,要支持加裝陀螺儀功能。
EMC電磁兼容性能要達標。EMC是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。汽車電子設備的EMC要求包括兩個方面:一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁干擾不能超過一定的限值。安裝后,設備不得影響整車其他零部件的正常工作。另一方面是指設備對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性。安裝后系統能夠在復雜的電磁環境下正常工作,不受外界影響。
二、什么是車規級元器件?
工業級芯片的工作溫度范圍是-40攝氏度至85攝氏度,而車規級芯片工作溫度范圍是-40攝氏度至125攝氏度。按照溫度適應能力以及可靠性分為四類:商業級(0~70攝氏度)、工業級(-40~85攝氏度)、車規級(-40~120攝氏度)、軍工級(-55~150攝氏度)。一般區分都是按芯片型號的后綴字母來區分,不過根據不同的廠家后綴字母也不一樣。
芯片主要是還是溫度問題原來的商業級代號為C,工業級代號為I,軍品級代號為M。車規級則是在工業級上的擴展,有的代號是E,有的代號是S,一般溫度范圍是:-40~125攝氏度,強調在低溫或高溫以及大范圍溫度區間性能與可靠性。
所以,車規級實際上是一套硬件上的規格標準。符合以上標準的,可以稱為車規級。
汽車不同于消費級產品,會運行在戶外、高溫、高寒、潮濕等苛刻的環境,且設計壽命一般為 15 年或 20 萬公里,迭代周期會遠高于消費電子的2-3年,對環境、振動、沖擊、可靠性和一致性要求也較高,因此相應成本也比消費級和工業級高。
車企通常會要求供應商使用車規級元器件,以保證車載ECU產品的質量和可靠性,那么何為車規級元器件?
車規級,即Automotive Grade,指要滿足車載等級要求的元器件,AEC-Q系列標準是行業公認的車規元器件認證標準。
AEC為美國汽車電子委員會(Automotive Electronics Council),是由通用、福特和克萊斯勒為建立一套通用的零件資質及質量系統標準而設立,Q為Qualification的首字母,AEC-Q是AEC組織的車規元器件通用測試標準。
AEC成員包括主機廠OEM,零部件廠商Tire1和元器件廠商等,AEC-Q是一種自愿性認證,不存在官方認可一說,測試報告相當于一份元器件全面的“體檢報告”。
NXP、TI、MPS等元器件供應商對元器件執行AEC-Q驗證測試,然后自我宣稱滿足AEC要求,以提高產品競爭力和溢價能力。Tire1選擇并使用通過認證的器件,OEM和Tire1負責審核AEC-Q報告。
AEC-Q適用于汽車用芯片、無源器件、分立半導體器件等認證,針對不同的器件分別有不同的測試標準對應,不同的標準也分別對應不同的測試項。
AEC-Q100適用于芯片,AEC-Q101適用于分立半導體器件,AEC-Q102適用于分立光電子器件,AEC-Q103適用于MEMS器件,AEC-Q104適用于多芯片模組,AEC-Q200適用于無源元件。
其中,車規芯片認證標準是AEC-Q100,又包含4個溫度等級,數字越小,等級越高。
車載元器件通過AEC-Q認證是車用ECU質量和可靠性保障的前提,車用元器件原則上都要滿足AEC-Q測試要求。
通過AEC-Q認證是元器件進入Tire1供應鏈的第一步,對于涉及安全的應用場景,如自動駕駛等,還需要滿足功能安全標準ISO26262。
ECU在進行關鍵器件選型、原理圖設計、PCB設計、生產之后,整機會進行環境可靠性試驗進行設計驗證,需要滿足ISO/TS 16949標準或者不同車企的企標,如通用汽車的GMW3172標準、大眾VW80000標準等,通過認證之后才能裝車。
一款車規級芯片或元器件從前期的選型,到硬件設計,到后面ECU的A/B/C樣件,再到DV/PV/EMC試驗后裝車ET/PT,一般需要2年左右時間,才能進入整車廠的供應鏈。之后一般能擁有1-2年的供貨周期,隨著車型而改款。
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