車規(guī)級芯片認證解讀：AEC-Q100和IATF16949

眾所周知，用于汽車上的零部件，汽車廠商都會要求具備AEC-Q系列認證標準；其中AEC-Q100被廣泛認為是所謂的車規(guī)認證，很多廠商認為只要通過AEC-Q100認證就是達到了所謂的“車規(guī)級”，但也有些廠商認為僅通過AEC-Q100并不足夠，還需要通過ISO 26262認證，還有部分廠商宣稱通過了相關的認證但遲遲未打入車企的供應鏈之中，甚至在實際測試過程中不達標。 對于“車規(guī)級認證”，人們有不同的看法，看似只需經過有關認證便可直接向外界宣布，然而事實果真如此么？ 車規(guī)集成電路產業(yè)鏈各個階段的要求具體如下：

對于可靠性標準來說的話，大家比較熟悉的如GB，主要是面向消費、商業(yè)和工業(yè)類產品。對于汽車類產品來說，主要是AEC-Q100系列及JEDEC，其中101、102是不同細分領域的再劃分。對于軍標來說，主要遵循MIL-STD-883、750標準及GJB。所以，針對不同等級的電子產品，都有相關的標準來評定整個質量。 在體系認證方面，生產廠商分為ISO9001認證體系和IATF16949兩大認證體系，它是所有生產廠商或質量管理體系廠商認證體系的核心準則。

大家有時候可能會疑惑，AEC-Q100和IATF16949到底有什么區(qū)別？這兩個標準所約束的方向是不一樣的。 我們來做個橫向對比，首先AEC-Q100和JEDEC是屬于技術標準，它有嚴格的、具體的、標準化的工作程序。而ISO和IATF只是提出一個要求，實際上并沒有嚴格和具體化的數據性表征。 其次，所有的技術標準都有統一和絕對的判決標準，比如AEC-Q100對汽車電子的溫度要求是有絕對值的。

但是，IATF16949沒有統一的判定標準，而是依照各企業(yè)自身情況而定，所以它是個體系標準。 第三點，技術標準一般而言以應用為主，而體系標準只是闡述管理思路、邏輯和方法。 最后，一切技術標準均以達到特定目標為目的，體系標準則是規(guī)定達到這些目標的具體方法。因此從核心目標上看，技術標準更加注重產品自身，而體系標準則更加注重日常運營和生產活動這一流程。

每個人都應該先清楚自己有什么目標，然后再去思考遵守哪一個標準。若為產品進行發(fā)展、特定數據收集、明確目標等，則應遵循AEC-Q100的準則。若要升級企業(yè)的管理，制造手段以保證日常生產經營活動符合標準，那么就必須借助IATF16949。

IATF16949的歷史

為協調國際汽車質量系統規(guī)范，世界主要汽車制造商及協會于1996年成立了一個專門機構，稱為國際汽車推動小組，簡稱為IATF。IATF的成員包括5個國家的協會：美國汽車工業(yè)行動集團（AIAG）；意大利汽車工業(yè)協會（ANFIA）；德國汽車工業(yè)協會（VDA）；法國汽車制商委員會（CCFV）和汽車裝備工業(yè)聯盟（FIEV）；和9大OEM汽車制造商：寶馬、戴姆勒、克萊斯勒、標致-雪鐵龍、菲亞特、福特、通用、雷諾和大眾等。

針對IATF16949標準，有5大工具：產品質量先期策劃和控制計劃（APQP）、潛在失效模式和后果分析參考手冊（FMEA）、測量系統分析參考手冊（MSA）、統計過程控制參考手冊（SPC）、生產件批準程序（PPAP）。 產品質量先期策劃與控制計劃（APQP）就是每一個企業(yè)尤其是生產制造企業(yè)對其整體的生產制造進行計劃與規(guī)劃安排。 潛在失效模式及結果分析參考手冊即所謂FMEA，主要是針對拿到失效結果后，如何去分析的參考。 測量系統分析參考手冊叫做MSA，這主要是對于產品生產完成之后，我們應該如何對其進行測試，測試的設備是否齊全，能否讓之后的整個產品的質量符合標準呢？ 統計過程控制（SPC）保證了制造過程中沒有錯誤。 生產件批準程序（PPAP）對全部生產流程進行控制，從開發(fā)到小批量出貨，再到批量生產，批準流程均有相應的規(guī)定。 所以IATF16949是一個定制得非常仔細的方法論，所有汽車或汽車零部件相關企業(yè)都會遵從IATF16949的質量體系過程。

車規(guī)認證之AEC-Q100

汽車電子委員會(AEC- Automotive Electronics Council)由克萊斯勒(Chrysler) 、福特(Ford) 和通用汽車公司(General Motors)成立，旨在制定電氣元件的通用質量標準。第一版AEC標準是1994年推出的，100針對集成電路，101針對分立元件，102針對光電元件，103針對傳感器元件，104針對MCM模塊，200針對被動元件。

AEC-Q100標準地位

AEC-Q100作為目前應用最為廣泛和基本的車規(guī)級，它近乎強制，而功能安全并非強制，僅為建議性。

1.5%的失效率在汽車上后果不堪設想

接下來講一下為什么要做零缺陷，特別是在芯片級。對于汽車而言，使用的電子零部件數量相當大。以傳統車為例，基本以300個IC組成一個ECU單元，50個ECU組成一輛車。假設300個IC有1 PPM（每百萬個零件中的失效個數），那么一整臺車就有15000 PPM，即100臺車中就有1.5臺失效。 即使供應鏈上下游制造商合作，1.5%失效率都將給安全性要求很高的車輛帶來非?？植赖暮蠊Ｒ虼藢ζ囍圃煨袠I(yè)而言，僅有一項指標即零缺陷。如今各零部件廠商或終端廠商均付之以巨大的努力與勞動，設計端與制造端均做著各種改良，以保證零缺陷為終極。正因為如此，如今汽車電子的門檻如此之高，常常因一次錯誤，而導致人員傷亡。

還有一點，為什么說汽車電子的測試環(huán)境或質量要求那么高？由于汽車整體應用環(huán)境較為嚴酷，如溫度、車外環(huán)境溫度都將面臨著急冷急熱等問題，車內溫度將表現出不同分布規(guī)律，離引擎較近的地方溫度會比較高，剎車片部位可能瞬間上百度溫度。也有震動，碰撞和濕度等因素，要求產品能夠經受住惡劣環(huán)境拷打。盡管在設計階段對上述條件作了布置與排列，但是在最后的測試階段上述指標仍是適用的。只有實操之下對有問題的器件進行測試，才能不把問題留在下一關。 ?

AEC-Q100就是車規(guī)認證嗎？

大家一直認為AEC-Q是不是有所謂的車規(guī)認證環(huán)節(jié)，這里要打消一個誤解。 首先，實際上AEC是一個聯盟組織，并不是委員會。AEC未設立認證委員會, 因此沒有“AEC Certification”。它不像ISO或者IATF在全球有標準化委員會。 其次，公司的產品公只要根據AEC標準，通過完整AEC驗證后，就可自行對外宣告獲得AEC Qualified(資格驗證)或經由中立第三方實驗室出具AEC Qualified報告，但是通過ISO或IATF不能自行對外宣告。 所以獲得資格驗證并沒有那么難，那么如何獲得呢？

有以下幾個標準： 產品根據AEC標準要求,完整并成功地通過每項試驗 樣品必須由3個不連續(xù)生產的晶圓批次和封裝批次組成 樣品必須將每一根PIN腳通過的ESD電壓紀錄于產品數據表內 在核查期間發(fā)生的任何故障都必須完整地記錄在案—分析真因和執(zhí)行糾正措施以及證實能有效地防止再發(fā) 第三方閉環(huán)實驗室也要符合以下要求： 須符合ISO/IECQ 17025認證；須具備完整AEC可靠性、電性與物性故障分析能力 1.所有數據可追溯性 2.預防樣品于運送途中損壞 3.確保數據讀取于要求時間內完成 車企可依需要進行實驗室和生產制造供應鏈現場稽核或進行抽驗。因此，拿到AEC-Q100認證只是剛入門，并不能稱為真正的汽車電子，必須充分滿足IATF16949體系，才能真正獲得汽車電子供應準入證。這是我們需要弄清楚的，曾經有人說過他的產品有AEC-Q100認證，但一樣沒辦法進車廠前裝的原因。

如何啟動AEC-Q100認證？

第一步，確定溫度等級。AEC-Q100有五個溫度等級：0，1，2，3，4。其中0為最高級別，相應的溫度區(qū)間為-40°C-150°C。若能達到0級要求則代表您的產品可以用于汽車的各個部件。

第二步，跑Test Flow。不同制造環(huán)節(jié)將進行不同試驗，產品在送樣過程中需要對這些過程進行完整體驗，目前第三方實驗室條件齊全，在全部試驗合格之后即可通過驗證。

AEC-Q100可靠性的項目包括：

加速環(huán)境應力測試（Test Group A）

◆預處理(PC) ◆有偏溫度或有偏高加速應力試驗 (THB)(HAST) ◆ 高壓或無偏高加速應力試驗或無偏溫濕度(AC )(UHST)(TH) ◆ 溫度循環(huán)(TC) ◆ 功率溫度循環(huán)(PTC) ◆ 高溫貯藏壽命 (HTSL)

加速生命周期模擬測試（Test Group B）

◆ 高溫工作壽命(HTOL) ◆ 早期壽命失效率(ELFR) ◆ 非易失性存儲器耐久性、數據保持性，工作壽命(EDR)

封裝組裝完整性測試（Test Group C） ◆ 邦線剪切(WBS) ◆ 邦線拉力(WBP) ◆ 可焊性(SD) ◆ 物理尺寸(PD) ◆ 錫球剪切(SBS) ◆ 引線完整性(LI)

芯片制造可靠性測試（Test Group D） ◆ 電遷移 (EM) ◆ 電介質擊穿(TDDB) ◆ 熱載流子注入效應(HCL) ◆ 負偏壓溫度不穩(wěn)定性(NBTI) ◆ 應力遷移(SM)

電性驗證測試（Test Group E） ◆ 應力測試和試驗前后功能/ 參數(TEST) ◆ 靜電放電人體模型/ 機械模式(HBM/MM) ◆ 靜電放電帶電期間模式(CDM) ◆ 閂鎖效應(LU) ◆ 電分配(ED) ◆ 故障等級(FG) ◆ 特性描述(CHAR) ◆?熱電效應引起閘極漏電(GL) ◆ 電磁兼容(EMC) ◆ 短路特性描述(SC) ◆ 軟誤差率(SER)

缺陷篩選測試分析（Test Group F） ◆ 過程平均測試和試驗(PAT) ◆ 統計式良率分析(SBA)

腔封裝完整性測試（Test Group G） ◆ 機械沖擊(MS) ◆ 變頻振動(VFV) ◆ 恒加速(CA) ◆ 粗/ 細檢漏測試和試驗(GFL) ◆ 包裝跌落(DROP) ◆ 蓋板扭力測試和試驗(LT) ◆ 芯片剪切試驗(DS) ◆ 內部水汽含量測試和試驗(IWV) 其中上面的測試項目，可以根據不同器件特點，做不同的刪減。根據DUT，至少有28項實驗是必須要做的，否則不能聲稱你的物料通過了AEC-Q100認證。

我們來對比下面向汽車電子的AEC-Q100與面向消費電子的GB有哪些不同。首先，樣品數量上，汽車電子是消費類的三倍，比如GB對消費類樣品數量規(guī)定在225顆以上，但AEC-Q100就需要715顆以上。其次，AEC-Q100要求對所有產品進行可靠性測試，以保證在批量生產中實現零缺陷而消費類則無此條款，可進行抽檢。對功能性測試而言，各汽車零部件廠商監(jiān)測數據均需要給出，即使是準確到個別零件。所以大家想做汽車類產品，一定要重視質量測試。 最后和大家分享下，從AEC-Q100到IATF16949整個流程。 第一步，或者決定產品用于汽車的哪一部分并決定溫度等級，這都是各廠家所規(guī)定的。 第二步，提供 IC POD.(Package Outline Drawing，封裝規(guī)范標準)，POD確定了整個產品的外觀尺寸，以及引腳的數量和間距。 第三部分它是為產品設計自身提供數據，如特定參數，功能和測試電路。 上述三步可以交給專業(yè)的測試機構來完成測試。

編輯：黃飛

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