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[原创] 当我们谈车规元器件认证时,谈什么?

半导体行业观察 ·2021-12-17 09:42·半导体行业观察
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因为汽车电动化、智能化和网联化的来袭,全球性的汽车芯片缺货,以及国内汽车芯片产业的兴起。汽车芯片产业获得了前所未有的关注度。这首先体现在汽车芯片的应用、分类和性能。除此以外,与汽车芯片相关的认证,则是另一个屡被提及的点。

和一般的消费电子产品可以接受一定程度的出错不一样,汽车在使用过程中需要确保在不同环境下和长久使用之后还能保证绝对的安全,这就给汽车芯片(或者说车规级元器件)提出了巨大的考验。这就是车规级元器件认证所需要解决的重要问题。

那么,到底什么是车规级元器件认证呢?


车规级元器件认证的定义


所谓车规级元器件认证,是指我们如果需要打造一个满足车载等级要求的元器件,那么就必须要经历过的一系列认证,而AEC-Q系列标准就是行业公认的车规元器件认证标准。这里的AEC(Automotive Electronics Council)也就是汽车电子委员会。这是一个由通用、福特和克莱斯勒为建立一套通用的零件资质及质量系统标准而设立的组织。而Q则是Qualification的首字母。

因为AEC的成员包括了主机厂OEM,零部件厂商Tire1和元器件厂商等,这就意味着经过AEC-Q认证的芯片是一个被整个汽车供应链认可的产品。需要强调的是,这是一种自愿性认证,因此测试报告从某种程度上说相当于是元器件的一份“体检报告”,会让供应链更加安心,也省去了多次认证的繁琐。


按照认证元器件类型的不同,AEC-Q又可以分为AEC-Q 100、AEC-Q 101、AEC-Q 102、AEC-Q 103、AEC-Q 104和AEC-Q 200等类型。其中AEC-Q 100是面向集成电路、AEC-Q 101面向包括二/三极管和FET在内的分离半导体器件、AEC-Q 102面向分离光电子器件、AEC-Q 103面向MEMS传感器、AEC-Q 104 面向多芯片组建和MCM模组、AEC-Q 200面向如电容、电感和电阻这样的无源器件。

全球知名的第三方认证机构SGS东北亚区半导体业务拓展经理朱炬也指出,汽车芯片的车规级认证主要是关注体系、芯片可靠性和功能安全三个主要方面。其中,IAFT16949是体系门槛,是汽车质量管理体系的标准规范;AEC-Q系列则主要是针对车规电子元器件可靠性评估的规范;而ISO 26262是针对电子电气系统功能安全的评估规范。

由此可见,车规芯片的认证并不是一件很简单的事。朱炬也以可靠性验证为例说明了这种状况。他指出,可靠性验证科分为四个步骤,分别是测试前期关于HTOL/HAST/PTC等试验的测试板与socket的设计与制作;器件在送测前需要检查确认外观和功能,根据器件MSL等级进行预处理;环境,寿命,封装和ESD等应力验证试验;可靠性实验完成后进行功能外观检查,最后整理数据出具报告。

“光是可靠性验证周期一般都需要4~5个月,其中测试板和socket设计与制作6~8周时间,测试本身以及过程中FT检测大概2~3个月的时间。”朱炬补充说。

SGS助力国产车规芯片腾飞


虽然汽车芯片认证很繁杂,且投入很大,但因为这一个被全球认可的通行证,所以国内那些踊跃进入这个赛道的汽车芯片厂商都大力投入其中。作为国际公认的测试、检验和认证机构,SGS也大力投入其中。

据SGS中国半导体及可靠性高级经理徐创鸽介绍,SGS是中国境内首家获得CNAS(中国合格评定国家认可委员会)ISO 17020认可的外资检验机构,同时也是国内获CNAS认可范围最广的外资认证机构。目前,SGS运营着宽广的服务线,可覆盖全球7大行业供应链上下游,提供定制化一站式专业服务,具体包括测试、检验、认证、咨询和培训。具体到半导体领域,SGS也在这方面深耕多年,且服务网络遍及全球。


据徐创鸽介绍,SGS在中国运营着三个半导体实验室,分别是位于上海的超痕量化学实验室,苏州和深圳的可靠性物理实验室。其中,化学实验室主要针对半导体前端制造封测过程中高纯化学品检测,高洁净室的验收和耗材高精度测试,致力于提升半导体的良率;可靠性物理实验室主要是针对半导体器件进行可靠性检测和失效分析服务,主要致力于元器件可靠性品质验证,并提供分析失效服务,助力半导体企业缩短研发周期,节约研发成本,助力产品上市。

为了更好地服务客户,SGS在近日宣布,深圳半导体及可靠性实验室已经完成升级,正式投入运营。

徐创鸽表示,SGS深圳半导体及可靠性实验室是在可靠性基础上升级扩建的,实验室早期一直在做车规相关的PCB和PCBA认证,积累了丰富的经验。本次扩展到元器件半导体以后,延伸了公司在汽车电子产品领域的服务能力,能够为SGS的汽车客户提供更为完善的质量服务方案。具体包括从化学测试到物理测试,从IATF16949体系认证到AEC-Q系列测试认证,从ISO 26262功能安全认证到ISO 21434网络安全服务等全方位质量改善方案。

在问到如何帮助国内汽车芯片长期发展的时候,徐创鸽告诉记者:“作为独立公正的第三方服务机构,SGS正积极整合内部资源,将我们在汽车行业和半导体行业积累了10多年的服务优势,直接运用到国产汽车芯片的品质管控上。”“我们在汽车芯片的服务能力已经相当完善,可以满足当前汽车芯片国产化的检测需求。”徐创鸽强调。

他进一步指出,随着车规芯片的短缺,目前国内很多从消费类芯片向车规芯片导入,当中不少厂商对于车规行业进入的门槛,认证流程还不熟悉,前期需要大量时间沟通,会增加很多时间成本。针对这个问题,SGS半导体服务部也将在SGS电子平台不定期免费向客户开设AEC-Q相关系列培训,让更多行业人士了解测试流程和品控细节。

“以创新拥抱市场变革是我们永恒的主题,不管市场如何变化发展,我们都会以开放的心态求新求变,以顺应时代的需求。展望未来,我们将梳理现有服务方案,应行业需求不断更新能力,与时俱进,力臻完善。”徐创鸽最后说。


*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


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