伴隨著汽車電動化和智能化，再加上這些年特斯拉，比亞迪等造車新勢力和國內造車新勢力強勢興起，自動駕駛技術也得到了蓬勃發(fā)展，與此同時，伴隨著國產化替代，“車規(guī)級”這一名詞逐漸進入人們視野。
但“車規(guī)級”的含義究竟是什么呢？為什么要有“車規(guī)級”呢？有關的許多問題你一定很無知，本文作者在個人了解AEC標準基礎上，并結合近期查閱到的許多有關材料，作些剖析，可謂拋磚引玉。
本書將從“車規(guī)級”激光雷達入手，從激光器件AEC-Q102標準入手進行解讀，循序漸進地解答“何為車規(guī)級？”問題這一問題。那么就從自動駕駛技術促進車規(guī)級標準入手，看看車規(guī)級標準為了滿足新技術與新應用的需要是怎樣一步步發(fā)展起來的。
由于AEC標準文檔量大面廣、信息量大，作者在解讀中難免有偏頗和疏漏之處，因此歡迎行業(yè)內專家們進行交流與探討，促進國產汽車電子元器件和零部件的研發(fā)。
什么是“車規(guī)級”？
但凡汽車行業(yè)，大多都聽過這樣一句話，叫做“車規(guī)級”或者“汽車級”。正如蘋果發(fā)布了“視網膜屏”之后，人們說他們就是“視網膜屏”，要不就是羞于向人問好。車企喜歡說自己車上用的是“車規(guī)級”零部件，Tier 1喜歡說自己用的是“車規(guī)級”芯片，仿佛誰用了非“車規(guī)級”的就落了下乘。
已有越來越多國內器件供應商開始真正意義上地實施器件AEC-Q認證和自建試驗室。但是，我國“車規(guī)級”元器件的品種和數量仍然較少，一些宣稱是所謂“車規(guī)級”器件其實根本就沒有AEC-Q認證。另外，盡管是“車規(guī)級”獲得通過，但是“車規(guī)級”的確遠不止AEC-Q。
比如激光雷達，車企聲稱某款汽車是世界上第一款配備“車規(guī)級”激光雷達的汽車，激光雷達供應商們還在鼓吹自己的產品就是最先批量生產的“車規(guī)級”。外行看熱鬧，內行會感覺“車規(guī)級”一詞“濫用”。下面我們以激光雷達為例談談“車規(guī)級”概念的“濫用”。

1.1 第一項關于激光雷達器件的車規(guī)標準
我們先不談什么是“車規(guī)級”，先普及一個常識：行業(yè)標準通常是落后于行業(yè)技術發(fā)展的。就像法律的制定，也一定是滯后于社會發(fā)展的。那么我問你，激光雷達作為新生事物，其使用的激光器件現在有行業(yè)標準了嗎？
答案是：已經有了。
AEC-Q102“Optoelectronic Semiconductors 光電子半導體”在2020年4月份發(fā)布的A版本中加入了Laser激光器件，并在4.5章節(jié)中專門規(guī)定了針對Laser的測試注意事項和要求。
并且，AEC-Q102還專門規(guī)定了針對激光器件的以下部分：
4.5章測試注意事項（Notes for Testing Laser Components）；
流程變更指南（Process Change Guideline for Laser Components）；
最小參數測試要求和失效標準（Minimum Parametric Test Requirements and Failure Criteria）；
Table 3認證測試方法（Qualification Test Methods）；
Table3某些專門針對Laser的測試要求（Required only for laser components.）
從上面的材料中能得出什么結論？（1）AEC-Q102正式發(fā)布時間是2020年4月6日；（2）在這之前，并不存在為Laser器件制定AEC標準。
那么問題來了，在此之前發(fā)布的宣稱達到了“車規(guī)級”的激光器件還是“車規(guī)級”嗎？
雖然AEC-Q102草案早就出來了（2017年已經是ready to be published狀態(tài)了），最好的情況是，若標準從草案啟動到正式發(fā)布之前都未進行更新，并且某個工程2018年激光雷達是參照草案標準找零部件的，那么這個激光雷達就算達到車規(guī)標準就算合格了。
但是一般情況下，上述假設并不成立。如果你聲稱已經通過了AEC—Q驗證，客戶卻要你做AEC—Q報告，你總不能說是按草稿發(fā)出報告吧？此外，AEC-Q測試周期長，成本高，一般不會用草稿測試，其原因是標準正式實施后，如果有所補充，有些測試項目你不得不再做。

1.3 AEC-Q強制性標準碼？
從理論上講，AEC-Q僅僅是汽車行業(yè)標準而非法律，沒有強制性認證制度，做到了就“各憑心意”。但是在實踐中，汽車行業(yè)對于電子零部件所使用元器件最根本的要求是“車規(guī)級”,AEC-Q已經成為汽車行業(yè)實際上電子零部件的通用檢測標準，人們只有經過AEC-Q驗證才能將其視為車規(guī)級。
即使OEM不去審核，Tier 1也不會偷偷地用“非車規(guī)”的器件，原因大概有以下幾點：
（1）沒有可供使用的“非車規(guī)”裝置。一般大型Tier 1標準較高，物料庫全球共享，由專業(yè)隊伍負責保養(yǎng)，物料庫基本上沒有“非車規(guī)”材料；
（2）新器件導入，器件變更和老器件廢止都由專門的團隊來完成，研發(fā)工程師通常無權操作，他們只能“有用的東西”而基本上無法使用“非車規(guī)”器件；
（3）Tier與OEM大致相同，為了確保項目的可靠性與進度，它還喜歡遵循舊的設計，專業(yè)的說法是“carry over”，即在普通量產項目中極少使用新器件來進行全新的設計，這在之前已經說到了。
那么是否有可能會出現非要使用“非車規(guī)”裝置不可的現象？基本上不會。Tier 1找不到用“非車規(guī)”裝置的理由，除非該裝置不是AECQ，例如開關，電機，繼電器和其他機電裝置，也有連接器，電線，PCB等等，但是這些材料有各自對應的行業(yè)標準。
因此，對想要進入汽車行業(yè)的Tier 2來說，AEC-Q標準就是個門檻。

1.4激光雷達器件過“車規(guī)”，不等于激光雷達也過了“車規(guī)”
講了半天，小伙伴發(fā)現一個問題沒有，我最初提的問題是“激光器件Laser Components”有“車規(guī)級”標準嗎？而不是問“激光雷達”，為什么？
來復習AEC-Q102所要求的范圍：用于汽車內外的光電子半導體optoelectronic semiconductors例如：LED、光電二極管、激光器件、晶圓Wafer Fab技術以及光電晶體管等。這里面有沒有激光雷達？在AEC-Q102標準里也確實出現過一次Lidar，只不過它意味著Laser的應用。
另外，我們從標準中AEC下面的一行字“Component Technical Committee”中也能來，他是管器件Component的，不是管零部件的。
所以說，AEC-Q102標準不是用于激光雷達的，是用于激光雷達中用到的元器件的。這么說吧，所有的AEC—Q102標準，全部都是規(guī)定電子元器件的，而非電子零部件。因此，元器件通過了ACE-Q102標準下的“車規(guī)”，不代表激光雷達也通過了。

1.5 有“車規(guī)級”的激光雷達嗎？
在回答這個問題前，我們先科普一下電子零部件標準。對于業(yè)內具體做設計的小伙伴們來講，這些標準可能是耳熟能詳的，但對于Tier 2或者OEM，大多數人還真不一定能講清楚。
下面是筆者總結的汽車行業(yè)電子零部件相關標準，有國標也有相應的國際標準，可能不全，但基本上就這么多，基于這些行業(yè)標準，電子零部件通過相應測試項目及等級，就可以認為滿足了車載應用標準。
當然，多數車企也會提出要根據自身標準進行制定，國內普遍參照國際標準，或者是他們合資伙伴，而外資品牌也是自有標準的，有些測試項目在ISO/IEC標準中并不存在，如福特，大眾有相當一部分比ISO/IEC還高，各標準比較這事復雜得多，寫到這估計你都看不過去、讀不明白了，這里就省略不談。

但有一點大家要記住，ISO/IEC等國際標準可以看做是所有標準的元標準，無論國標、企標等其他標準，都可以看作其衍生標準。對于剛進入汽車行業(yè)或者想要學習汽車行業(yè)標準的朋友來說，推薦從ISO/IEC和其他國際標準出發(fā)，推薦閱讀英文原文并多閱讀、多重復閱讀。不要企圖每次都從頭開始讀，普通人是無法做到的。可跳躍閱讀或先選擇所需部分閱讀或有興趣篇章閱讀。

對于汽車電子零部件而言，如VCU模塊、ECU模塊等等，它需要先選擇滿足AEC標準要求的電子元器件然后通過電子零部件總成來實現，按照有關行業(yè)標準在合規(guī)試驗室中通過OEM指定的有關試驗項目和級別獲得試驗報告后裝車量產。關于具體的測試計劃，測試項目，測試周期，測試工裝，成本等等，掰著說的東西很多。

1.6 “車規(guī)級”要點總結
注意，敲黑板了，下面是結論，以后要考的：
（1）AECQ為器件級標準，通常所說的“車規(guī)級”就是指一些類型的電子元器件，電子零部件并無具體的“車規(guī)級”，不存在所謂的“車規(guī)級”零部件（嚴格來說，可以說芯片、激光器或探測器達到了“車規(guī)級”，但不能說域控制器或激光雷達達到了“車規(guī)級”）；
（2）若僅表示符合車規(guī)級標準或溫度范圍符合車載應用而不是具體采用哪一種AEC-Q標準則為假“車規(guī)級”；
（3）只有在器件手冊datasheet中標明“AEC-Q***Qualified”時，才能說明該器件已通過車規(guī)級器件測試標準認證并具有“車規(guī)級”性，這時器件供應商才能提供合規(guī)測試報告。
記住這三點吧，你再也不會為“無良商家”廣告所欺騙，或碰到滿口跑火車的人時，你還可以將此文拋給他，以便他努力學習。

2 技術的發(fā)展與“車規(guī)”標準的進化
最近在外網看了一篇關于AEC標準的文章，寫得挺好的，原文較長，我大致概括了一下：
車規(guī)級認證是指元器件在生產制造，性能等方面達到某一行業(yè)標準；
車規(guī)級認證標準并非固定不變，而是有生命、有演變；
新標準針對新技術；
現有標準還將隨著新技術，新應用不斷更新演變；
車規(guī)級測試標準并不能指望覆蓋電子元件全部使用場景，也不能覆蓋全部可能發(fā)生故障模式。

2.1 “進化中”的AEC標準
AEC-Q100、AEC-Q101和AEC-Q200這三個標準是最早制訂的、也最常被引用的AEC-Q標準。在AEC網站上的“文檔”頁面列出了37個標準和子標準，其中七個被列為“新New”或“初始版本Initial release”。所以說AEC-Q標準是在不斷進化的，特別是隨著高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動駕駛等新技術的發(fā)展，標準還將保持這種持續(xù)更新的狀態(tài)，以適應新技術和應用的需求。
比如，專門為光電半導體optoelectronics, MEMS傳感器, 以及模組multichip modules制定的標準：
AEC-Q102：汽車應用的光電半導體應力測試標準
AEC-Q103：MEMS壓力傳感器應力測試標準
AEC-Q104：汽車應用的多芯片模塊（MCM）應力測試標準
2.1.1 AEC-Q102標準解讀
AEC-Q102上文中我們已說得較多，現特別談談該標準的制定與演變。
AEC-Q102最初主要使用光電二極管photodiodes,2016年在對其進行改造后增加了LED，適用于多種車內和車外照明應用。標準隨著新技術的發(fā)展和應用。AEC-Q102于2020年4月進行了重新修訂，新增了激光器在激光雷達系統(tǒng)中的使用。本標準定義了光電子半導體認證的最低應力測試要求和參考測試條件，以此為基礎結合了JEDEC,IEC和MIL-STD的各種測試標準，及各廠資格標準規(guī)定，器件必須符合最高標準。
QEC-Q102標準能帶來哪些好處？這篇Hella概括起來，大家就直接搬來了，上一篇算Hella加上去了，說到底主業(yè)就是做車燈：
有規(guī)律可循；
該標準收集了60多家企業(yè)的知識和經驗；
關注汽車級行業(yè)的需求，涵蓋全部汽車級的應用；
所有電子元器件都需要平等；
推廣新型車輛照明技術。

2.1.2 AEC-Q103標準解讀
AEC-Q103就是針對MEMS壓力傳感器檢測而設計的專用標準。
對于自動駕駛技術而言，汽車定位（GPS），汽車加減速（多軸加速度傳感器），汽車姿態(tài)（陀螺儀）等等都有運用，包括將來飛行汽車在內，出于安全自動駕駛要求，MEMS器件不可或缺。實際上AEC-Q100中覆蓋MEMS傳感器，但無用細分成壓力傳感器。壓力傳感器屬于MEMS家族的特殊情況。這點也是非常容易理解的，大家想想，如果想要測量氣體壓力的話，就要開一個洞，把要測量的氣體放進去才能夠測量出來，其他的用途如溫度、磁場和加速度都是能夠間接測量出來的。
2.1.3 AEC-Q104標準解讀
AEC-Q104是專門為Multichip Modules (MCM)多芯片模組制定的標準，這個標準很特殊。
前面我們講過，AEC-Q全是規(guī)定電子元器件的，而MCM是由多個元器件組成的一個模組，從某種意義上來講，它算是一個小型零部件了（其實MEMS也算是MCM，實際上AEC-Q104也包含了），只不過MCM是把一些芯片加器件做成了一個獨立封裝Package的形式，對外連接可以是焊盤，或者是連接器.

AEC-Q104是AEC與Intel、Infineon、Microchip,NXP,OnSemi、TI等公司一起制定的，是行業(yè)首個適用于MCM和SIP、定義了BLR（Board Level Reliability板級可靠性）測試的標準。它解決的是一個怎樣的難題？
隨著車輛電動化智能化及輔助駕駛技術的發(fā)展，原來元器件級采用AEC標準，零部件級采用ISO/IEC標準（在前面對零部件標準的分析中，ctimes.com僅編寫ISO16750），而對MCM和SIP，沒有適用標準。如何進行可靠性測試是困擾芯片供應商和Tier 1多年的難題。MCM/SIP采用多種芯片與器件封裝而成，那么在這種封裝中所使用的芯片與器件是否還要進行對應的AEC-Q測試呢？這個問題非常不錯，因此標準還提出了一些建議—可利用MCM上對應設備的AEC-Q100、AEC-Q101、或者AEC-Q200來對原始數據進行認證來簡化AEC-Q104。
車規(guī)級與非車規(guī)測試差異
再次聯系之前大家都說過，AEC-Q認證如何確保器件不因為缺陷而出現早期失效，各位小伙伴有沒有明白呢。在實際應用中，AEC-Q認證自身并不能保證設備的早期失效率，則設備需要通過AEC-Q，需要在車載應用中使用，需要長期批量供應，如何解決設備早期故障率？非常簡單，半導體供應商再加上一個老化的篩選流程，不是嗎。
如果Tier 1不希望產品（零部件）發(fā)貨來一個老化篩選流程的話，那么挑選經過“AEC-Q”驗證的設備并不存在這一問題。當然，我們之前已經說過，“AEC-Q”認證實際上只是對設備的測試報告而已，而設備本身對于特定應用所提供的可靠性和供應的長周期保證則由特定半導體供應商來決定。因此，當我們選擇設備時，看看是否有“AEC-Q”認證，這僅僅是個依據，也要注意設備的其他資料。比如：供應商是否專長于這一器件領域、這一器件是不是它的優(yōu)勢產品、這一產品與您的應用設計是否相符等等。
此外，盡管AEC-Q并非強制性認證制度，但是歷經30年的發(fā)展已經成為車載電子元器件普遍認可的測試標準，已經成為衡量電子元器件在汽車上應用合適與否的指標。

“AEC-Q”認證與ISO26262功能安全認證的關系
最后又談到了“AEC-Q”認證和ISO26262功能安全認證，筆者發(fā)現許多人弄不明白，往往將二者混為一談，或放在一起談，實際上這樣做是錯誤的。AEC與ISO26262簡直是兩回事，井水不犯河水，兩者的側重點是截然不同的。

審核編輯 黃宇