AEC-Q | 淺談激光雷達(dá)光電組件的車規(guī)可靠性認(rèn)證

01市場背景

隨著科技水平的快速發(fā)展，5G時(shí)代來臨，汽車的自動(dòng)駕駛功能已經(jīng)越來越廣泛地被運(yùn)用在實(shí)際生活中。

激光雷達(dá)以其具備高精度和高適用性、高環(huán)境感知力作為自動(dòng)駕駛和高級駕駛輔助系統(tǒng)的核心硬件之一，也迎來了發(fā)展新機(jī)遇。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，激光雷達(dá)整體市場正在迎來高速發(fā)展，預(yù)計(jì)2023年全球搭載激光雷達(dá)的車輛就將突破30萬臺，2025年全球市場規(guī)模將達(dá)到135.4億美元(約合870億元人民幣)，前景十分可期。

02激光雷達(dá)光電組件

激光雷達(dá)主要包括激光發(fā)射、掃描系統(tǒng)、激光接收和信息處理四大系統(tǒng)。激光發(fā)射和激光接收是激光雷達(dá)的光電組件部分。

其中發(fā)射模塊中的激光器發(fā)出脈沖激光，通過光束控制器、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，將激光照射至目標(biāo)物體，常見的激光發(fā)射器包括邊發(fā)射激光器（Edge Emitting Laser，EEL）、垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL）。

而接收系統(tǒng)將目標(biāo)物體反射回來的激光轉(zhuǎn)化為接收信號，主要包括雪崩二極管（Avalanche Photo-Diode，APD）、單光子雪崩二極管（Single Photon Avalanche Diode，SPAD）、硅光電倍增管（Silicon photomultiplier，SiPM）。

激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)拆分

資料來源：麥姆斯，長江證券研究所

808nm VCSEL Diodes(2-10W)_

新亮光子（brightphoton.cn）

雪崩二極管（APD）_

光傳感器_濱松（hamamatsu.com.cn）

03車規(guī)AEC-Q可靠性的要求

基于激光雷達(dá)在汽車中的應(yīng)用場景和汽車自身的高可靠性要求，激光雷達(dá)及其組件要進(jìn)入車用供應(yīng)鏈，必須通過嚴(yán)苛的可靠性驗(yàn)證。

AEC-Q102是公認(rèn)、通用的光電半導(dǎo)體國際可靠性驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，可為相關(guān)產(chǎn)品提供全面詳盡的驗(yàn)證方案。

中國是全球最大的新能源汽車市場，新能源汽車產(chǎn)品力的不斷提升，促使產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈不斷重塑優(yōu)化，給國內(nèi)的激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)帶來了新的機(jī)遇。而激光雷達(dá)的核心光電部件(激光器、探測器)的車規(guī)驗(yàn)證是證明質(zhì)量與可靠性的重要手段。

AEC-Q102驗(yàn)證可有效解決國產(chǎn)元器件不敢用、怎么用的問題，幫助其扎根車規(guī)供應(yīng)鏈。

AEC-Q102中對激光雷達(dá)組件的可靠性要求主要分為環(huán)境應(yīng)力加速試驗(yàn)、加速壽命模擬試驗(yàn)、封裝完整性測試、電氣特性驗(yàn)證試驗(yàn)、腔封裝完整性驗(yàn)證試驗(yàn)。試驗(yàn)要求零失效，且只有通過相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全部測試項(xiàng)目，供應(yīng)商才能聲稱該產(chǎn)品通過了相應(yīng)的AEC-Q認(rèn)證。

AEC-Q102流程圖

來源：AEC-Q102 Rev A標(biāo)準(zhǔn)

04技術(shù)難點(diǎn)

近年來激光雷達(dá)光電組件廠商在國內(nèi)市場逐漸涌現(xiàn)，元器件的制造技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷更新，給元器件驗(yàn)證技術(shù)手段的帶來了新要求。

當(dāng)前對于激光雷達(dá)組件的AEC-Q102中環(huán)境應(yīng)力和壽命試驗(yàn)，主要存在批次或批量性驗(yàn)證一致性、施加應(yīng)力過程監(jiān)控、應(yīng)力條件達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)或器件故障模型的要求、標(biāo)準(zhǔn)條款適用性解讀等問題。例如VCSEL的短脈沖加電試驗(yàn)、APD光照下HTRB、應(yīng)力后功能驗(yàn)證問題。

廣電計(jì)量是國內(nèi)第一家完成激光發(fā)射器、探測器全套AEC-Q102車規(guī)認(rèn)證的第三方檢測機(jī)構(gòu)，具備APD、VCSEL、PLD等批次性驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)芰?，能?shí)現(xiàn)對APD等器件全過程雪崩電流的監(jiān)控以及光照下的HTRB試驗(yàn)?zāi)芰?。在人才?duì)伍上，形成以博士、專家為核心的車規(guī)驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)，具備國內(nèi)最權(quán)威的車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)解讀能力和試驗(yàn)?zāi)芰?，能夠提?span style="color:rgb(65,97,155);">一站式車規(guī)認(rèn)證方案。