Com a aceleração da eletrônica veicular, os chips automotivos tornaram-se uma parte importante da tecnologia eletrônica automotiva. Os chips de nível automotivo desempenham um papel importante na segurança de direção e no controle de veículos na área automotiva, portanto, seus requisitos de confiabilidade são muito altos. Para garantir que os chips automotivos possam resistir ao teste de vários ambientes agressivos, devem ser realizados testes ambientais de confiabilidade. O teste de ambiente de confiabilidade consiste em testar o chip em um determinado ambiente hostil para garantir sua capacidade de funcionamento e estabilidade de longo prazo neste ambiente. Ocâmara de teste de ambiente simulado (câmara de teste ambiental de confiabilidade)é um dos equipamentos importantes paratestes ambientais de confiabilidade. A câmara de teste pode simular vários ambientes agressivos durante a condução do veículo, como alta temperatura, baixa temperatura, alta umidade, baixa umidade, vibração e outras condições, e testar a confiabilidade dos chips automotivos por meio de métodos de teste rigorosos. Através de testes ambientais de confiabilidade, os chips para veículos podem ser testados e avaliados de forma abrangente para garantir sua confiabilidade e estabilidade.
Os produtos eletrônicos automotivos são geralmente mais caros. Um dos principais motivos é o uso de componentes eletrônicos automotivos. Mas que tipo de componentes eletrônicos são dispositivos automotivos? Vamos primeiro dar uma olhada nas diferenças entre a aplicação de componentes eletrônicos em automóveis e a aplicação de eletrônicos de consumo em geral.
Requerimentos ambientais
Temperatura: A eletrônica automotiva tem requisitos relativamente amplos para a temperatura de trabalho dos componentes. Existem requisitos diferentes de acordo com diferentes locais de instalação, mas geralmente são mais elevados do que os requisitos para produtos civis (diz-se que AEC Q100 excluiu o grau 0 -70 na versão H. Requisitos de temperatura, porque nenhum produto automotivo pode ter requisitos tão baixos).
Exemplo:
Ao redor do motor: -40 grau -150 grau ;
Cabine de passageiros: -40 grau -85 grau;
Produtos civis: 0 grau -70 grau .
Outros requisitos ambientais: umidade, mofo, poeira, água, EMC e erosão de gases nocivos, etc. são frequentemente mais elevados do que os requisitos de produtos eletrônicos de consumo.
vibração, choque
Quando um carro trabalha em um ambiente em movimento, muitos produtos encontrarão mais vibração e impacto. Este requisito pode ser muito superior ao dos produtos colocados em casa.
confiabilidade
Para ilustrar os requisitos de confiabilidade dos carros, deixe-me explicar de outra forma:
1. Vida útil do projeto: A vida útil projetada dos automóveis em geral é de cerca de 15 anos e 200 000 quilômetros, o que é muito mais longo do que os requisitos de vida útil dos produtos eletrônicos de consumo.
2. Sob os mesmos requisitos de confiabilidade, quanto mais componentes e links o sistema consistir, maiores serão os requisitos de confiabilidade para os componentes. Atualmente, o grau de eletrônica nos carros é muito alto. Do trem de força ao sistema de freios, um grande número de dispositivos eletrônicos é instalado, e cada dispositivo é composto por vários componentes eletrônicos. Se os considerarmos simplesmente como uma relação em série, então, para garantir que todo o veículo atinja uma fiabilidade considerável, os requisitos para cada parte do sistema são muito elevados. É por isso que os requisitos para peças automotivas são frequentemente expressos em termos de PPM (milhões). uma parte) para descrever.
Requisitos de consistência
Hoje em dia, os automóveis entraram na fase de produção em massa. Centenas de milhares de carros podem ser produzidos em um ano, portanto os requisitos para consistência de qualidade do produto são muito elevados. Isso foi bastante desafiador para materiais semicondutores nos primeiros anos.
Afinal, a consistência da difusão e de outros processos na produção de semicondutores é difícil de controlar. O desempenho dos produtos produzidos é fácil de ser discreto. Nos primeiros dias, isso só poderia ser conseguido através do envelhecimento e da triagem. Agora, com a melhoria contínua dos processos, a consistência melhorou bastante. A consistência da qualidade também é a maior diferença entre muitos fornecedores locais e fornecedores de renome internacional. Para produtos automotivos complexos, é absolutamente inaceitável que componentes com baixa consistência causem riscos à segurança de todo o veículo.
Vejamos alguns outros requisitos:
Processo de manufatura
Embora as peças automotivas estejam em constante desenvolvimento em direção à miniaturização e ao peso leve, em comparação com os produtos de consumo, os requisitos para os processos de fabricação de produtos automotivos podem ser relaxados em termos de volume e consumo de energia. Geralmente, embalagens maiores são utilizadas para garantir que tenham resistência mecânica suficiente e estejam em conformidade com os processos de fabricação dos principais fornecedores automotivos.
Ciclo de vida do produto
Embora os preços dos produtos automobilísticos tenham sido continuamente reduzidos nos últimos anos, os automóveis ainda são uma mercadoria durável e cara, e o fornecimento de peças pós-venda deve ser mantido por um longo tempo. Ao mesmo tempo, o desenvolvimento de uma peça automotiva requer muito trabalho de verificação, e o trabalho de verificação causado pela substituição de componentes também é enorme. Portanto, as empresas fabricantes de veículos e fornecedores de peças também precisam manter o fornecimento estável por um longo tempo.
padrão
Deste ponto de vista, é realmente complicado atender aos requisitos dos produtos automotivos, e os requisitos acima são para peças automotivas (para componentes eletrônicos, é um sistema). Como converter os requisitos em componentes eletrônicos torna-se muito difícil. Para resolver este problema, naturalmente surgiram algumas normas, e as mais reconhecidas são as normas AEC:
Requisitos AEC Q100 para componentes de dispositivos ativos
Requisitos AEC Q200 para componentes passivos (Dispositivos Possivos)
Claro, acho que muitas pessoas também dirão que existem muitos padrões corporativos para OEMs. Mas também quero compartilhar meu entendimento sobre esse ponto. O OEM para o qual trabalhei antes possui padrões relevantes de requisitos gerais de confiabilidade, mas avalia um componente automotivo completo (um sistema composto de componentes eletrônicos), em vez de direcionar diretamente os componentes eletrônicos que compõem esses componentes. (resistores, capacitores, transistores, chips, etc.). Embora seus requisitos possam ser usados como referência para a seleção de componentes de nível inferior, ainda são muito inadequados para testes de componentes eletrônicos.
Verificação dos regulamentos do veículo
No meu trabalho anterior, era inevitável que eu utilizasse alguns componentes eletrônicos que não possuíam certificação AEC Q100/200. Muitos funcionários de fábricas de automóveis gostariam de realizar algumas verificações de confiabilidade para verificar se atendem aos regulamentos do veículo.
A minha opinião pessoal é que este método não é muito eficaz, porque estes testes são apenas necessários, mas não suficientes. Só pode ser usado para negar a disponibilidade do dispositivo, não para confirmar que ele pode ser usado.
A razão é simples: o tamanho da amostra é muito pequeno e os itens testados não são suficientes. Para componentes fabricados em grandes quantidades, como semicondutores, não é confiável testar um pequeno número de amostras para determinar sua confiabilidade. Aqui também podemos dar uma olhada nos principais itens de teste de certificação realizados pela AEC Q100, ou seja, você pode ver a diferença.
Qual padrão é mais exigente?
Regulamentações automotivas ou regulamentações industriais, qual delas tem requisitos mais elevados? Geralmente, acredita-se que a ordem padrão de alto e baixo é indústria militar > automobilística > indústria > eletrônicos de consumo. Mas pessoalmente não posso aceitar totalmente esta ordem. A indústria é uma área muito ampla e os ambientes e os requisitos de confiabilidade encontrados também são muito diferentes. É concebível que os requisitos de confiabilidade de um grande equipamento industrial nunca sejam inferiores aos de um automóvel. (Por exemplo, equipamento-chave de uma grande central eléctrica) e, ao mesmo tempo, a dureza do ambiente pode exceder em muito as exigências dos automóveis. Não se pode simplesmente dizer que os requisitos regulamentares industriais são inferiores aos dos automóveis.
Desvantagens de usar peças específicas para automóveis
Nenhuma escolha pode ter apenas vantagens e nenhuma desvantagem. Quais são as desvantagens de usar componentes eletrônicos padrão em automóveis?
Em primeiro lugar, é caro, com elevados requisitos de sistema, elevados custos de desenvolvimento e verificação e baixo rendimento, o que torna o custo muito mais elevado do que o dos produtos eletrónicos de consumo. O limite relativamente alto também resulta em um prêmio de vendas maior.
A segunda desvantagem é que a seleção é difícil. Quem toca eletrônica sabe que hoje os componentes eletrônicos são bastante abundantes. Existem muitas soluções para produtos com a mesma função e a complexidade pode variar muito. No entanto, por vezes, para cumprir os requisitos dos regulamentos automóveis, é necessário abandonar alguns produtos altamente integrados. plano.
Outra desvantagem óbvia é que alguns produtos são tecnologicamente atrasados e uma grande quantidade de trabalho de verificação afeta a velocidade de lançamento de novos produtos no mercado. Ao mesmo tempo, a estratégia geral de lançamento dos fabricantes de chips é esperar até que o mercado de eletrônicos de consumo amadureça antes de aplicar o produto ao mercado. ao mercado automóvel. Por exemplo, em 2013, um produto desenvolvido pelo editor utilizou o processador ARM Cortex A9. Naquela época era basicamente o melhor produto do mercado automotivo, mas o processador ARM Cortex A57 não era incomum no mercado consumidor.
Quais são os riscos de usar componentes eletrônicos fora do padrão do veículo no carro?
Esta questão é realmente complexa e precisa ser julgada sob vários aspectos:
1. Embora não tenha obtido a certificação relevante, o desempenho e a confiabilidade do produto realmente atendem aos requisitos e também foram verificados por um grande número de aplicações. Se for esse o caso, o risco é relativamente pequeno.
2. Este é um ponto muito importante, que é a relação entre componentes e sistemas. O desempenho e a confiabilidade do sistema são compostos por componentes eletrônicos de nível superior, portanto, sob o mesmo design, produtos que usam componentes não padrão para veículos serão definitivamente piores. No entanto, um bom design pode reduzir os requisitos de desempenho dos componentes. Se as medidas de proteção forem bem projetadas e a falha do componente tiver um leve impacto no sistema, é possível usar componentes fora do padrão automotivo para fabricar produtos melhores.
Devido às limitações da tecnologia e dos processos atuais, nem todos os componentes eletrônicos que precisam ser usados em carros podem atender às chamadas regulamentações veiculares. Mas para realizar certas funções no carro, esses componentes devem ser usados. Esta situação pode ser dividida em duas categorias:
a. Esta função possui elevados requisitos de segurança e desvios não podem ser aceitos.
Exemplo: função E-CALL para chamadas de emergência. Para garantir esta função, uma bateria reserva precisa ser instalada no dispositivo. Esta função está relacionada com a segurança da vida e, de acordo com a classificação ASILI (ISO26262) de algumas empresas, é necessária para atingir o nível B.
E sabemos que é muito difícil para as baterias manterem alto desempenho em -40 graus. Portanto, a solução de algumas empresas é enrolar um fio de resistência ao aquecimento na bateria e aquecê-la em baixas temperaturas para garantir o desempenho. No momento, ele não está qualificado pelos padrões de um único componente, mas como conjunto de peças, pode atender aos requisitos padrão do fabricante do carro. . Isto também mostra a relação entre os padrões corporativos do OEM e os padrões de componentes.
b. Esta função geralmente não envolve segurança, então você pode considerar aceitar desvios
Como a tela LCD do sistema de entretenimento. Possível exibição de resposta reduzida e desempenho óptico em baixas temperaturas. Mas esta situação será aceita por alguns engenheiros.
3. Algumas pessoas "ousadas" e descuidadas têm certas ideias, como reduzir custos ou obter melhor desempenho, e só querem verificar o seu desempenho e precisão através de um pequeno número de amostras num curto período de tempo. Confiabilidade, neste caso só posso dizer que tudo no futuro vai depender do caráter, ninguém sabe o que vai acontecer.