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什么是“車規(guī)級(jí)”激光雷達(dá)?

金鑒實(shí)驗(yàn)室 ? 2023-02-08 14:52 ? 次閱讀

自動(dòng)駕駛的角度來(lái)看,說(shuō)到近兩年哪一個(gè)主題最熱門,肯定離不開(kāi)激光雷達(dá)。2021年被譽(yù)為激光雷達(dá)量產(chǎn)之年,不少車企都公布了裝備“車規(guī)級(jí)”激光雷達(dá)車型量產(chǎn)日期。然而何為“車規(guī)級(jí)”激光雷達(dá)?

激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)人士還廣泛認(rèn)為激光雷達(dá)車規(guī)在這個(gè)階段誰(shuí)都說(shuō)不清楚。多數(shù)人都認(rèn)為,只要產(chǎn)品通過(guò)車企相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)且能獲得定點(diǎn)車型就能稱得上是“車規(guī)級(jí)”車型。但是每個(gè)車企有不同的標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)這個(gè)車企的標(biāo)準(zhǔn)你能通過(guò)別的車企嗎?一切都是未知數(shù)。

小編搜了一下眾多媒體的報(bào)道才知道,現(xiàn)在全行業(yè)對(duì)于激光雷達(dá)車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的回答!做為汽車電子行業(yè)的老將,最看不得這眾說(shuō)紛紜,未達(dá)到底的局面了,今天小編就把這個(gè)問(wèn)題掰開(kāi)來(lái)好好講一下。

眾說(shuō)紛紜的激光雷達(dá)車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

在談到車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)前,首先要看看這兩個(gè)激光雷達(dá)供應(yīng)商各自的宣傳口徑和各自對(duì)產(chǎn)品車規(guī)級(jí)的界定。

A廠商關(guān)于激光雷達(dá)可靠性的描述:

隨機(jī)性硬件失效指標(biāo)<10-7/h,可完全滿足ASIL-B和SIL-2功能安全等級(jí);

已成功通過(guò)車規(guī)DV、PV、EMC檢測(cè)

車規(guī)級(jí)系列測(cè)試包括加速度28m/s2的振動(dòng)測(cè)試、-40℃的低溫和85℃的高溫測(cè)試、鹽霧測(cè)試、跌落測(cè)試、靜電放電測(cè)試、輻射抗干擾測(cè)試和工頻磁場(chǎng)測(cè)試等等。

B廠商的描述:

采用APQP作為項(xiàng)目管理工具,全面執(zhí)行IATF16949質(zhì)量管理體系、ISO26262功能安全標(biāo)準(zhǔn);

從架構(gòu)開(kāi)始就要按照車規(guī)級(jí)可靠性設(shè)計(jì)、所有器件均按照車規(guī)級(jí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求選型;

按照ISO及AEC-Q等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以及多家頂級(jí)OEM客戶要求,進(jìn)行可靠性測(cè)試;

試驗(yàn)內(nèi)容涉及但不僅限于高壓水沖擊,碎石沖擊,高低溫沖擊,太陽(yáng)輻射,EMC,化學(xué)防腐,鹽霧,高低溫濕熱試驗(yàn)。

做過(guò)汽車電子的小伙伴們看到這些宣傳術(shù)語(yǔ)肯定會(huì)覺(jué)得“哪里不對(duì)勁”。

我們先把上面兩家激光雷達(dá)廠家宣傳的所謂“車規(guī)級(jí)”的點(diǎn)給匯總一下看:

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整成表格(如上圖)這樣看起來(lái)是不是就清晰多了。事實(shí)上,總體來(lái)看,這幾個(gè)宣傳口號(hào)首先提到的是功能安全問(wèn)題,然后堆砌了幾個(gè)汽車零部件的測(cè)試項(xiàng)目并最終寫出了APQP、PPAP和IATF16949就完了。透過(guò)這張表格,各位小伙伴是否找到了某些廠商的宣傳套路呢?上來(lái)就先定調(diào)一下,把自己的產(chǎn)品說(shuō)成“車規(guī)級(jí)”,再把術(shù)語(yǔ)堆出來(lái)送給大家,和你講ISO26262,什么ASIL B,什么ISO/AEC。


好啦,該為你普及汽車行業(yè)的那些“內(nèi)幕”,你拿出所有的小本子,動(dòng)手記筆記。

1.功能安全,這個(gè)和車規(guī)級(jí)幾乎沒(méi)啥關(guān)系,就是這幾年比較火,拿出來(lái)刷下存在感。

2.AECQ是業(yè)內(nèi)對(duì)電子元器件的車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn);

3.ISO16750是針對(duì)汽車電子零部件的ISO標(biāo)準(zhǔn);

4.DV指設(shè)計(jì)驗(yàn)證(Design Validation),是主要用于檢驗(yàn)汽車電子零部件產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)質(zhì)量的一種測(cè)試手段,DV的測(cè)試項(xiàng)目及等級(jí)依據(jù)OEM企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(沒(méi)企標(biāo)的按國(guó)標(biāo)或ISO標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行,產(chǎn)品通過(guò)試驗(yàn)后才能進(jìn)入量產(chǎn)階段;

5.PV指產(chǎn)品驗(yàn)證(Product Validation),是用于檢驗(yàn)產(chǎn)品量產(chǎn)質(zhì)量的一種測(cè)試手段,一般測(cè)試項(xiàng)目來(lái)自于DV,但較DV要少得多,側(cè)重于檢驗(yàn)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定性及一致性,產(chǎn)品量產(chǎn)后可每半年或一年就進(jìn)行一次,具體根據(jù)OEM的要求;

6.DV測(cè)試要求必須是模具件,也就是“硬模件”,3D樣件或“軟模件”是不行的;PV測(cè)試要求OTS(Off tooling samples)樣件,即工裝樣件,手工件是不行的;目前汽車電子行業(yè)存在較多的DV/PV combined,也就是說(shuō)兩個(gè)試驗(yàn)合并一起做的意思,這樣可以節(jié)省時(shí)間,降低成本;

7.至于APQP,PPAP,IATF16949,這些都是行業(yè)慣用流程與準(zhǔn)則,不可能說(shuō)與車規(guī)級(jí)關(guān)系不大,但是只要從事汽車電子產(chǎn)品的制造,人人具備,不經(jīng)過(guò)外審也過(guò)得去。所以非專業(yè)的小伙伴們記住了,以后誰(shuí)再提這個(gè)就是耍流氓;——這就像你去買煙酒,他就必須有煙酒專賣許可,沒(méi)有就賣不了是一樣的。

定義車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)標(biāo)準(zhǔn)

“車規(guī)級(jí)”這個(gè)詞是針對(duì)汽車電子“元器件”而言的,而汽車電子“零部件”并無(wú)所謂的“車規(guī)級(jí)”。

注:元器件(Components)是部件(Parts)的一種,一般特指電子部件(Electronics Components),是部件的最小單元;而零部件則是指可以拆分的,由各部件組成的一個(gè)總成(Assembly)。簡(jiǎn)單來(lái)講,電子零部件是由電子元器件(電阻電容芯片等)及結(jié)構(gòu)件(PCB連接器、殼體、螺絲等)共同組成,元器件不可拆分,零部件是一個(gè)總成,可拆分。

在過(guò)去,行業(yè)內(nèi)根本沒(méi)人把汽車電子零部件稱為“車規(guī)級(jí)”。只是到了最近幾年,在自動(dòng)駕駛技術(shù)和芯片國(guó)產(chǎn)化日新月異的背景下,“車規(guī)級(jí)”這兩個(gè)字剛剛進(jìn)入公眾的視線,可起初卻被一些廠商帶斜了眼,外行人紛紛跟在后面瞎扯。


但另一方面,由于“車規(guī)級(jí)”一詞的火爆,意味著行業(yè)需要它、廠商需要表現(xiàn)出產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)差異化、消費(fèi)者想買得放心、用得安心。為此,小編主動(dòng)請(qǐng)纓,根據(jù)近二十年的汽車電子行業(yè)經(jīng)驗(yàn),嘗試定義激光雷達(dá)產(chǎn)品的“車規(guī)級(jí)”,其他車載電子產(chǎn)品也可以借鑒:


(1)產(chǎn)品采用的所有電子元器件均為車規(guī)級(jí)(AEC-Q*** Qualified);

(2)產(chǎn)品滿足汽車電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)要求;

(3)產(chǎn)品滿足大型車企的測(cè)試要求;

(4)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)批量前裝(量小的車型不算,半前裝或后裝都不算);


必須同時(shí)滿足以上四條標(biāo)準(zhǔn),小編認(rèn)為其才算真正達(dá)到了“車規(guī)級(jí)”要求。


下面分開(kāi)解釋一下:


(1)器件車規(guī)級(jí),這是最基本的可靠性要求。


(2)汽車電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)要求,這個(gè)很重要,但是小編好像沒(méi)有見(jiàn)過(guò)哪個(gè)激光雷達(dá)供應(yīng)商提過(guò)這一點(diǎn)。汽車行業(yè)里面的朋友也許已經(jīng)習(xí)以為常,但是小編接觸到一些來(lái)自非汽車行業(yè)的工程師之后卻深有感觸,自己的設(shè)計(jì)思想與汽車行業(yè)的需求相差太遠(yuǎn),這就請(qǐng)大家后續(xù)細(xì)說(shuō)。


(3)為什么是大型車企?小編在此說(shuō)明。汽車電子零部件的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),有國(guó)標(biāo)也有相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),小車廠根本沒(méi)有自己的企標(biāo)(或者直接照抄國(guó)標(biāo)),大的車企會(huì)要求按照自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行。國(guó)內(nèi)車企通常參照國(guó)標(biāo)(國(guó)標(biāo)借鑒了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))或者其合資伙伴(以一汽為例,許多標(biāo)準(zhǔn)都借鑒了馬自達(dá)),外資大廠均有自己的標(biāo)準(zhǔn),有些測(cè)試項(xiàng)目在ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)中并不存在,如福特,大眾等相當(dāng)一部分比ISO/IEC高。從整體上看,大型車企在檢測(cè)方面需要更加科學(xué)規(guī)范,小型車企就遜色了很多。


(4)一定要大批量前裝,后裝不算,前裝量小了也不算。有的車型預(yù)計(jì)到停產(chǎn)也賣不到幾萬(wàn)輛,那激光雷達(dá)在該車型上的應(yīng)用案例就沒(méi)有參考價(jià)值,給你用,你也不敢大批量上前裝。


激光雷達(dá)做為與安全有關(guān)的汽車電子零部件之一,也是一個(gè)新生事物,它要同時(shí)符合上述4條標(biāo)準(zhǔn),小編覺(jué)得它確實(shí)符合車規(guī)級(jí)。


第四條其實(shí)很好理解,對(duì)于激光雷達(dá)這類安全相關(guān)的汽車電子產(chǎn)品,小編覺(jué)得,如果你對(duì)前3條不能滿足,它的可靠性與一致性以及都沒(méi)有背書的話,車企一定會(huì)懷疑它的可靠性,那基本上也不會(huì)有車企敢把它用于預(yù)計(jì)年生產(chǎn)十萬(wàn)輛以上的量產(chǎn)車型,由于后期事故處理,召回成本和名譽(yù)損失車企都會(huì)難以承受。


下面,小編著重分析一下前兩條。


一、車規(guī)級(jí)電子元器件


電子元器件車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)疑是AEC組織所制定的系列標(biāo)準(zhǔn)之一,它的本意在于促進(jìn)汽車電子器件通用化。


AEC標(biāo)準(zhǔn)極大地促進(jìn)了汽車電子器件的資格通用化,降低了零部件公司及OEM的器件選擇、使用及變更成本,極大地提高了電子零部件及車輛的可靠性,提高了電子器件的通用化水平。我們?cè)賮?lái)復(fù)習(xí)下AEC標(biāo)準(zhǔn)及其范圍:

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AEC標(biāo)準(zhǔn)及其范圍(來(lái)源:左成鋼)


對(duì)于汽車電子產(chǎn)品來(lái)講,AEC標(biāo)準(zhǔn)幾乎覆蓋率了全部的電子元器件,但有些器件依然不在AEC-Q范圍內(nèi),如純機(jī)械結(jié)構(gòu)類:開(kāi)關(guān)、連接器、電線、PCB等,機(jī)電器件:電機(jī)、電磁閥、繼電器等,但這些產(chǎn)品都有其相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在此略過(guò)不談。

下面就激光雷達(dá)產(chǎn)品做一個(gè)分解,看看里面電子元器件能應(yīng)用什么標(biāo)準(zhǔn):

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激光雷達(dá)電子元器件分析(來(lái)源:左成鋼)

從上面表格我們可以看出來(lái),除了AEC-Q102是新標(biāo)準(zhǔn)以外,其他都是已有的標(biāo)準(zhǔn),而AEC-Q102就是專門針對(duì)激光雷達(dá)的核心器件激光器和光電探測(cè)器而制定的新標(biāo)準(zhǔn)。

1.讓激光雷達(dá)有法可依的AEC-Q102標(biāo)準(zhǔn)

AEC目前一共有6個(gè)標(biāo)準(zhǔn),小編整理成了表格,如下:

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AEC標(biāo)準(zhǔn)匯總(整理:左成鋼)

可以看到,Q100和Q200都是近十年或十幾年沒(méi)更新了,而Q101和Q102是這兩年才更新的,其中很關(guān)鍵的一個(gè)更新就是增加了激光器件,讓激光雷達(dá)“有法可依”了。

原來(lái)的光電器件比如光電二極管LED都是涵蓋在《AEC-Q101分立半導(dǎo)體元件的應(yīng)力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)》中的,Q101在版本從D更新到E后,光電半導(dǎo)體全部轉(zhuǎn)到了新的AEC-Q102標(biāo)準(zhǔn)中去。

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AEC-Q101 REV D規(guī)定的器件范圍(來(lái)源:aecouncil.com)


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AEC-Q101 REV E規(guī)定的器件范圍(來(lái)源:aecouncil.com)


然后再對(duì)比一下AEC-Q102的范圍,專門增加了激光器件Laser components:

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AEC-Q102 REV A規(guī)定的器件范圍(來(lái)源:aecouncil.com)

熟悉AEC標(biāo)準(zhǔn)的小伙伴們應(yīng)該了解,耐久類測(cè)試要求起步通常是1000小時(shí),但在AEC-Q102中,除常規(guī)測(cè)試項(xiàng)目外還專門規(guī)定了一個(gè)可靠性驗(yàn)證Reliability Validation項(xiàng)目,時(shí)間從最低1000小時(shí)到最高10000小時(shí)。

大家估計(jì)對(duì)10000小時(shí)沒(méi)有直觀概念,這么說(shuō)吧,一年只有8760小時(shí),而AEC-Q102要求超長(zhǎng)壽命的Laser器件HTOL(High Temperature Operating Life高溫使用壽命)測(cè)試時(shí)間要達(dá)到10000小時(shí)。

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AEC-Q102 REV A中對(duì)可靠性驗(yàn)證的規(guī)定(來(lái)源:aecouncil.com)


即對(duì)于激光雷達(dá)車外安裝的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō),超長(zhǎng)壽命需要激光器件高溫耐久測(cè)試1萬(wàn)小時(shí)。所以如果以后哪家激光雷達(dá)供應(yīng)商很傲嬌的說(shuō)他們家的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)了4000小時(shí)的測(cè)試,你就把這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)懟到他臉上,說(shuō)“最高級(jí)別為10000小時(shí)”。

當(dāng)然10000小時(shí)還很嚴(yán)格,下面我們就來(lái)科普下汽車電子零部件常年的溫度分布情況吧,由此可見(jiàn)最高溫或最低溫約占1/4,而且這段時(shí)間并不具有持續(xù)性。

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汽車電子零部件全年溫度分布(來(lái)源:英飛凌

再參考一下我們之前多次提過(guò)的乘用車生命周期維度,車輛生命周期內(nèi)的總運(yùn)行時(shí)間大約是10000小時(shí)(按每天2小時(shí)計(jì)算),綜合來(lái)看,零部件承受最高溫度的時(shí)間約在1/4也就是2500小時(shí)左右,所以高溫10000小時(shí)耐久測(cè)試是非常嚴(yán)苛的了,可以滿足用戶每天8小時(shí)、全年無(wú)休地開(kāi)15年。

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整車生命周期維度對(duì)比(來(lái)源:英飛凌)


我們來(lái)看兩個(gè)已通過(guò)AEC-Q102認(rèn)證的器件信息,大家感受一下:

歐司朗2019年9推出了一顆應(yīng)用于激光雷達(dá)的激光器件SPL S1L90A_3,我們看下它的datasheet信息,量產(chǎn)時(shí)間是2022年2月,晚了兩年多。

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歐司朗SPL S1L90A_3激光器手冊(cè)(來(lái)源:osram.com)


激光雷達(dá)的內(nèi)核除激光器外,實(shí)際上還包括激光探測(cè)系統(tǒng)中所使用的光電探測(cè)器。激光射出,反射回又有誰(shuí)能收到呢?光電探測(cè)器Photomultipliers將在此使用(SiPM)。讓我們來(lái)看看符合AEC-Q102要求的光電探測(cè)器是什么樣子的。

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2. AEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)器件可靠性的支撐

我們又看了一下AEC標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于器件失效率方面的規(guī)定。眾所周知,汽車是由數(shù)以萬(wàn)計(jì)的零部件和電子模塊構(gòu)成的,例如ECU就是作為零部件使用的。那么,你是否知道,一只ECU由幾個(gè)電子元器件構(gòu)成?答案也許讓人始料未及,也許有成千上萬(wàn)種之多。

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1ppm缺陷對(duì)一百萬(wàn)量車意味著什么(來(lái)源:MPS


所以,如果一個(gè)器件有1ppm(百萬(wàn)分之一)的缺陷,對(duì)于一百萬(wàn)輛車按WCCA(最差情況分析)來(lái)講,就有一千輛車的ECU存在的缺陷,是不是很恐怖?要知道一輛車上可是有50個(gè)以上的ECU的。

下面我們就來(lái)看看AEC標(biāo)準(zhǔn)如何求解器件可靠性。電子元器件在車型全生命周期和車輛全生命周期中要實(shí)現(xiàn)高可靠性,涉及到許多要點(diǎn),但是歸納如下:

1.器件本身質(zhì)量的高可靠性是器件長(zhǎng)使用壽命的基礎(chǔ);

2.器件長(zhǎng)達(dá)15年以上的供貨周期中,器件批次間品質(zhì)的一致性,是實(shí)現(xiàn)器件長(zhǎng)生命周期的保證;

3.器件生命長(zhǎng)周期內(nèi)的變更及重新認(rèn)證,是解決器件一致性及可靠性的重要手段;

4.IATF16949、AEC-Q、PPAP等標(biāo)準(zhǔn)及流程體系對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造的支撐功不可沒(méi);

以上4點(diǎn)共同構(gòu)成了汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)車型及整車長(zhǎng)生命周期可靠性要求的支撐,我們分開(kāi)來(lái)講。

先來(lái)看可靠性方面,浴盆曲線通常作為一個(gè)可視化的模型,大家都很熟悉了,我就不再贅述,針對(duì)器件的早期失效率ELFR(Early life failure rate)及正常生命周期失效率問(wèn)題,AEC標(biāo)準(zhǔn)都有相應(yīng)要求。

比如IC類器件,AEC-Q100-008 ELFR就有詳細(xì)規(guī)定。

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AEC-Q100-008 ELFR早期失效率(來(lái)源:aecouncil.com)


如果測(cè)試中有失效的情況,測(cè)試就不能通過(guò),且必須通知用戶,并告知即將執(zhí)行的糾正和預(yù)防措施。在客戶批準(zhǔn),且糾正和預(yù)防措施被正確實(shí)施的情況下,器件才可以被認(rèn)為具備了再次進(jìn)行AEC-Q認(rèn)證的資格。

大家感受一下,標(biāo)準(zhǔn)要求是不是很嚴(yán)苛?我們?cè)賮?lái)看下英飛凌是怎么處理ELFR問(wèn)題的:

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Zero defect mindset零缺陷理念(來(lái)源:英飛凌)

由英飛凌“零缺陷的概念”這張圖片可以看出,AEC標(biāo)準(zhǔn)在浴盆曲線中把早期失效那一條拉得筆直,即AEC標(biāo)準(zhǔn)杜絕電子元器件早期失效。

解決了ELFR問(wèn)題后,那么中后期失效問(wèn)題怎么解決呢?答案是:壽命測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和壽命分布分析,數(shù)據(jù)從怎么來(lái)呢?這不,瞌睡了AEC就送枕頭來(lái)了,這個(gè)就是標(biāo)準(zhǔn)里的generic data(通用數(shù)據(jù))。為了講清楚這個(gè)問(wèn)題,我們來(lái)看下ACE-Q100里面對(duì)通用數(shù)據(jù)的描述。

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AEC-Q100通用數(shù)據(jù)時(shí)間線(來(lái)源:aecouncil.com)

通俗地說(shuō),通用數(shù)據(jù)是設(shè)備的海量數(shù)據(jù),它覆蓋設(shè)備從設(shè)計(jì),驗(yàn)證,批量生產(chǎn),應(yīng)用,更改到再驗(yàn)證等生命周期維度。認(rèn)證數(shù)據(jù)加上變更認(rèn)證數(shù)據(jù)和可靠性監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)一起構(gòu)成“通用數(shù)據(jù)。因此,可利用的通用數(shù)據(jù)是對(duì)設(shè)備可靠性的證明,它覆蓋浴盆曲線中前期階段,能夠支持并證明設(shè)備生命周期中(從生產(chǎn)到劣化周期)可靠性與失效率。通用數(shù)據(jù)的部分比較豐富,囿于篇幅,建議您仍應(yīng)閱讀原文,這里就不做詳細(xì)介紹。

講清楚了器件本身的可靠性問(wèn)題,我們?cè)賮?lái)看下器件長(zhǎng)期的一致性問(wèn)題,這個(gè)非常重要。汽車作為大批量的工業(yè)品,以中國(guó)為例,僅2021年產(chǎn)量就超過(guò)了2000萬(wàn)臺(tái),銷量超過(guò)10萬(wàn)輛的乘用車共有62款。乘用車車型生命周期一般在3~5年,更長(zhǎng)的比如大眾高爾夫和豐田卡羅拉,車型生命周期都能達(dá)到幾十年。

在這漫長(zhǎng)的數(shù)十年車型生命周期中,汽車不斷更新?lián)Q代,汽車上ECU不斷翻新,相應(yīng)的電子元器件自然也不斷翻新。例如改變晶圓產(chǎn)地、更新生產(chǎn)工藝、替換邦線材料等等,AEC標(biāo)準(zhǔn)如何確保器件長(zhǎng)期一致性?

我們以針對(duì)芯片的AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)來(lái)舉例看一下。

如果器件發(fā)生了變更,那么就需要重新進(jìn)行認(rèn)證測(cè)試,這部分內(nèi)容AEC-Q100規(guī)定得特別詳細(xì),限于篇幅,標(biāo)準(zhǔn)原文就不放了,我在這里挑重點(diǎn)給大家解讀一下:

有變化就需要重新進(jìn)行認(rèn)證,不管是產(chǎn)品還是制程變化;

供應(yīng)商的變更需要滿足客戶使用需求;

即使最微小的變更,也需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的認(rèn)證測(cè)試;

如果測(cè)試失敗,必須找到根本原因(root cause),并在執(zhí)行了相應(yīng)的糾正和預(yù)防措施的情況下,器件才可以被認(rèn)為具備了再次進(jìn)行AEC-Q認(rèn)證的條件。

從整體上看,無(wú)論出于何種原因,只要器件發(fā)生了變化,無(wú)論是產(chǎn)品還是過(guò)程,凡是可能對(duì)其物理特性,用途,功能,品質(zhì)和可靠性產(chǎn)生影響的都會(huì)發(fā)生改變的(3F原則:Fit,F(xiàn)orm,F(xiàn)unction),都必須重新進(jìn)行認(rèn)證測(cè)試。AEC-Q100中專門為器件變更的測(cè)試項(xiàng)目給出了指導(dǎo)原則:

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AEC-Q100對(duì)器件變更的測(cè)試項(xiàng)指導(dǎo)原則(來(lái)源:aecouncil.com)


以上就是測(cè)試項(xiàng)目,另外小編還為大家準(zhǔn)備了一個(gè)極其復(fù)雜的多維表Table 3,規(guī)定了哪些更改需要做哪些測(cè)試,這里就不多說(shuō)了。

我們以更換晶圓廠(FAB Site Transfer)來(lái)舉個(gè)例子。如果芯片的晶圓工廠換了個(gè)地方,重新認(rèn)證要做哪些測(cè)試:

16項(xiàng)必做測(cè)試,包括溫濕度,溫度循環(huán),邦線相關(guān)、電遷移、ESD等;

4項(xiàng)選做測(cè)試,比如H就是針對(duì)密封性。

注意,這里說(shuō)的是換晶圓工廠的情況。當(dāng)然了,如果封裝工廠換地方了,同樣需要再次做認(rèn)證測(cè)試,但是認(rèn)證的項(xiàng)目會(huì)少一些。

我們最后做個(gè)總結(jié):

對(duì)激光雷達(dá)而言,除核心器件激光器和探測(cè)器需要通過(guò)AEC-Q102認(rèn)證外,所有電子元器件都要通過(guò)AEC-Q認(rèn)證,這個(gè)激光雷達(dá)才有了車載應(yīng)用的基礎(chǔ),才有了整體去過(guò)零部件試驗(yàn)及滿足車輛長(zhǎng)達(dá)15年嚴(yán)苛應(yīng)用的可靠性基礎(chǔ),自動(dòng)駕駛車輛的安全才有保障。


2.汽車電子零部件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)要求

汽車電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研發(fā)需要的是業(yè)內(nèi)人士、如水、如魚、如空氣、久而久之便養(yǎng)成一種習(xí)慣,繼而“無(wú)感”,而當(dāng)小編接觸到一些來(lái)自非汽車行業(yè)的工程師時(shí),發(fā)現(xiàn)除了航天軍工以外,汽車電子對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求應(yīng)該都是各行業(yè)中最高的了,一個(gè)也不能少!在此不予受理駁斥,小編從多個(gè)層面進(jìn)行分析,大家自然會(huì)理解。

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行業(yè)特點(diǎn)不同維度對(duì)比(來(lái)源:左成鋼)

對(duì)比完大家就能發(fā)現(xiàn),放到航天軍工之外的各行各業(yè),應(yīng)該沒(méi)有比汽車電子更高的,這里不單指一個(gè)技術(shù)點(diǎn),而是綜合所有維度來(lái)看。

下面我就簡(jiǎn)單列舉一下汽車電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一些基本要求,小伙伴們感受一下:

耐溫要求

(1)汽車使用環(huán)境的溫度范圍從最熱的沙漠到最冷的極地,汽車電子也需要在各種狀況下正常工作。

(2)汽車研究表明,汽車的駕駛艙工作溫度范圍要從-40度到+85度。

(3)發(fā)動(dòng)機(jī)艙從-40度到+125度,某些低溫區(qū)域也要求做到105度。

耐濕度及防水要求

(1)相對(duì)濕度一般從10%到100%;

(2)汽車電子要求在所有的濕度范圍能夠工作;

(3)高相對(duì)濕度會(huì)導(dǎo)致水汽進(jìn)入某些電子器件內(nèi)部導(dǎo)致?lián)p壞;

(4)某些電子產(chǎn)品要求完全防水,即使高壓水槍沖洗,或浸入水中,亦能正常工作。

耐灰塵、污垢及鹽霧

防塵和防水不是一個(gè)概念,這里給大家科普一下,規(guī)定防護(hù)等級(jí)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IP代碼(IP code)分兩部分,前一位代表防異物,包括防塵;第二位代表防水。比如常說(shuō)的最高防護(hù)等級(jí)IP69(IP6K9K,9K及帶K的都是ISO20653標(biāo)準(zhǔn),國(guó)標(biāo)和IEC沒(méi)有K,也沒(méi)有9K這個(gè)等級(jí)),6代表防塵,9代表能承受高壓噴水。

耐機(jī)械振動(dòng)、沖擊

這句話更容易讓人明白,小編附帶說(shuō)個(gè)插曲,說(shuō)是某個(gè)自動(dòng)駕駛礦卡生產(chǎn)企業(yè)把激光雷達(dá)安裝到汽車上做試驗(yàn),沒(méi)想到用不了多久全壞掉了,最終發(fā)現(xiàn),是激光雷達(dá)抗振動(dòng)沖擊性能不合格。

我拿國(guó)內(nèi)某乘用車OEM的振動(dòng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)舉個(gè)例子,標(biāo)準(zhǔn)從輕度、中度、劇烈到極度劇烈,共分了9個(gè)等級(jí),極度劇烈的最高加速度為294 m/s2,近30個(gè)G,喜歡看空戰(zhàn)片的小伙伴們應(yīng)該了解戰(zhàn)斗機(jī)飛行員最大可以承受10個(gè)G的加速度,30個(gè)G是什么概念,大家感受一下。

嚴(yán)苛的電氣環(huán)境

(1)電壓:12V系統(tǒng):9V-16V,24V系統(tǒng):16-32V

(2)反壓:12V系統(tǒng):-14V,24V系統(tǒng):-28V

(3)瞬斷:12V系統(tǒng):4.5V/100ms,24V系統(tǒng):9V/100ms

(4)跳線啟動(dòng):12V系統(tǒng):24V/1min.

(5)啟動(dòng)波形:12V系統(tǒng):3V/4.5V,24V系統(tǒng):6V/8V

(6)拋負(fù)載:12V系統(tǒng):87V/400ms,24V系統(tǒng):174V/350ms

(7)傳導(dǎo)抗擾:12V系統(tǒng):+150V/-150V,24V系統(tǒng):+300V/-600V

(8)電磁輻射抗干擾及大電流注入抗干擾

(BCI),頻率從KHz級(jí)別到GHz級(jí)別,電場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá)200V/m。

(9)靜電(ESD):高達(dá)25KV

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汽車電子產(chǎn)品電氣環(huán)境(來(lái)源:英飛凌)

假如您是從事汽車電子產(chǎn)品有關(guān)工作的工程師,您認(rèn)為這種設(shè)計(jì)有多困難?如果接觸過(guò)非汽車行業(yè)工程師的話,想必你們一定會(huì)驕傲嬌氣,將來(lái)就算不干汽車行業(yè),但要說(shuō)汽車這個(gè)行業(yè)經(jīng)歷到別的行業(yè)就是“碾壓式”存在,要說(shuō)“降維打擊”也很輕巧。

1.汽車電子對(duì)產(chǎn)品確認(rèn)的極高要求

我們先來(lái)看下業(yè)內(nèi)人士都聽(tīng)過(guò)的汽車電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的V模型,感受下汽車電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的高要求:

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簡(jiǎn)化的V模型(來(lái)源:左成鋼)


我用老百姓聽(tīng)得懂的一句話來(lái)說(shuō)明汽車電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)區(qū)別于一般電子產(chǎn)品的關(guān)鍵點(diǎn)在于:汽車電子產(chǎn)品不只是按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì),還必須按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行真正的檢驗(yàn),以證實(shí)是否符合設(shè)計(jì)要求。

它的含義是什么?也就是說(shuō),其他行業(yè)基本上只要求過(guò)程驗(yàn)證,而汽車行業(yè)的要求是過(guò)程驗(yàn)證+產(chǎn)品確認(rèn)。形象地說(shuō),甲方若要求建一座抗8級(jí)地震建筑,根據(jù)建筑行業(yè)的規(guī)定,只需按抗8級(jí)地震施工,工序無(wú)誤即可接受;但是根據(jù)汽車行業(yè)的規(guī)定,建筑完工后要模擬8級(jí)的大地震,建筑沒(méi)有壞才算是符合要求。因此,才會(huì)發(fā)現(xiàn)車廠取了不少車進(jìn)行碰撞測(cè)試,這個(gè)就是確認(rèn)(Validation)。

2.要求極高的汽車電子設(shè)計(jì)分析過(guò)程

接下來(lái),我們通過(guò)一個(gè)業(yè)內(nèi)常用的計(jì)算分析方法,管中窺豹,來(lái)感受下汽車電子產(chǎn)品對(duì)設(shè)計(jì)分析的高要求。汽車電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中有一個(gè)WCCA(最差情況分析Worst Case Circuit Analysis)環(huán)節(jié),這是業(yè)內(nèi)很通用的一種設(shè)計(jì)分析方法,大名鼎鼎的NASA也在使用,非汽車行業(yè)的小伙伴們可以打聽(tīng)下看你們行業(yè)有沒(méi)有用,筆者接觸下來(lái)似乎行業(yè)外的人都沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)WCCA。

簡(jiǎn)單舉個(gè)例子,大家感受下這種分析方法的特點(diǎn)。

我取了個(gè)電阻分析,初中物理沒(méi)有還體育老師,應(yīng)該能看得清。根據(jù)參數(shù)的不同,電阻可簡(jiǎn)單地劃分為阻值,精度,功率和封裝4個(gè)維度。我們比較一下不同產(chǎn)業(yè)在設(shè)計(jì)上的側(cè)重:

其他行業(yè):阻值正確,精度夠用,功率沒(méi)問(wèn)題,封裝大小合適,挑便宜的直接用就行了,其他不管。

汽車行業(yè):除其他行業(yè)那些基本要求外,還需要考慮:

(1)精度隨溫度、濕度范圍的變化因素,比如1%精度,高溫時(shí)可能就不是1%了,遇到高濕可能就廢掉了;

(2)精度隨時(shí)間的變化因素,就是老化因素,比如在長(zhǎng)達(dá)15年的生命周期內(nèi),精度可能就偏移到3%了(WCCA中1%精度按3%進(jìn)行計(jì)算,就是考慮到了老化)。

(3)功率隨溫度變化產(chǎn)生的降額,比如超過(guò)70度,功率需要按1.25%每度進(jìn)行降額使用。

(4)功率根據(jù)電流脈沖需要考慮的額度調(diào)整,比如脈沖關(guān)斷時(shí)間在4μs~100us之間,占空比≤700時(shí),就需要按公式進(jìn)行計(jì)算,公式太復(fù)雜,我就不放了。

(5)涉及到外部信號(hào)檢測(cè)的電路,還需要根據(jù)CSPR25標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行不同電壓脈沖的耐壓及功率計(jì)算;

在此僅就電阻而言,具體地說(shuō)就是電阻所構(gòu)成的電路和它所發(fā)揮的作用,同時(shí)還要考慮較多層面的因素,如檢測(cè)電路要考慮檢測(cè)電壓波動(dòng)幅度,開(kāi)關(guān)阻抗模型、接口電路漏電流、車身搭鐵地漂移等(GND offset)等。

小伙伴們看到這里的心情如何呢?大家都知道ECU中電阻的個(gè)數(shù)通常用幾百來(lái)算,電阻正是電子元器件中最簡(jiǎn)單的元件之一,其他元件參數(shù)維度就更多了。小編了解到的一個(gè)歐洲電子模塊項(xiàng)目,WCCA工作在國(guó)內(nèi)做,2個(gè)人專職做了3年才做完,文檔數(shù)量達(dá)到了幾萬(wàn)個(gè),近10個(gè)G,你感受下這個(gè)工作量。

因此,汽車電子零部件高可靠性在一定意義上說(shuō)就是被設(shè)計(jì)好了,而過(guò)程驗(yàn)證與最終證實(shí)只是手段。


最后得出如下結(jié)論:汽車電子零部件在設(shè)計(jì)和研制過(guò)程中的高度需求,是確保汽車全生命周期可靠性的決定因素。

3.汽車電子零部件的測(cè)試要求

前面講了到激光雷達(dá)核心器件需使用符合AEC-Q102標(biāo)準(zhǔn)的激光器和光電探測(cè)器,除這些器件外所有電子元器件都要符合各自相應(yīng)的AEC標(biāo)準(zhǔn)要求,否則,即使激光雷達(dá)產(chǎn)品自身已經(jīng)通過(guò)汽車行業(yè)零部件標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的相應(yīng)要求,但在汽車年產(chǎn)量數(shù)十萬(wàn)輛和車輛長(zhǎng)達(dá)15年的苛刻應(yīng)用中,激光雷達(dá)在一致性和長(zhǎng)期可靠性方面可能仍達(dá)不到汽車行業(yè)要求

接下來(lái)我們?cè)敿?xì)講一下汽車行業(yè)對(duì)汽車電子零部件的試驗(yàn)要求,首先我們先來(lái)看下相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

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汽車行業(yè)電子零部件相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(來(lái)源:左成鋼)

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了電氣性能、EMC(電磁兼容)、ESD(靜電)、機(jī)械性能(振動(dòng)、沖擊、跌落)、氣候(溫濕度類耐久、交變、沖擊)、環(huán)境(化學(xué)品、鹽霧、陽(yáng)光)、防護(hù)等級(jí)等,所有的電子零部件試驗(yàn)要求全部都是按這些維度進(jìn)行分類進(jìn)行的,業(yè)內(nèi)對(duì)電子零部件的試驗(yàn)要求一般稱為DVP(設(shè)計(jì)驗(yàn)證計(jì)劃Design Validation Plan),我舉個(gè)例子大家感受下:

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某ECU 設(shè)計(jì)驗(yàn)證計(jì)劃DVP的一部分(來(lái)源:左成鋼)


圖中測(cè)試分為6組,每組2個(gè)樣品,測(cè)試項(xiàng)目共計(jì)44個(gè)。而這僅僅是機(jī)械、溫度類測(cè)試計(jì)劃,還不包含電性能及EMC類,大家應(yīng)該能感受到這個(gè)測(cè)試的復(fù)雜度和難度了吧。

按照小編的經(jīng)驗(yàn),零部件DV測(cè)試一般耗時(shí)半年以上,即使最順利的情況下也要3個(gè)月以上,如果有問(wèn)題還要反復(fù)整改調(diào)試,甚至更改設(shè)計(jì),那時(shí)間就沒(méi)譜了(改硬件1個(gè)月以上,模具可能要2個(gè)月以上)。比如EMC測(cè)試,有些項(xiàng)目可能要花上一兩天時(shí)間,如果出現(xiàn)了問(wèn)題也許一星期也搞不定,試驗(yàn)室按小時(shí)計(jì)費(fèi),通常1小時(shí)1000元左右。此外,復(fù)雜產(chǎn)品自動(dòng)化DV測(cè)試臺(tái)架價(jià)格極高,可能往往要幾十到幾百萬(wàn)臺(tái),而且往往一下子要做兩臺(tái)才能縮短測(cè)試周期,使很多測(cè)試能夠并行進(jìn)行,但費(fèi)用昂貴。

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一汽、大眾、福特、GM、Volvo EMC標(biāo)準(zhǔn)舉例(來(lái)源:左成鋼)


我們?cè)賮?lái)聊下各個(gè)OEM的企標(biāo)。前面講過(guò),各大OEM都是要求Tier 1采用自家標(biāo)準(zhǔn)及等級(jí)進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試的,而非直接按照ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)來(lái),所以一般Tier 1是沒(méi)有自己家獨(dú)有的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的。

從整體上看,各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)試項(xiàng)目的名稱,分類,分組,測(cè)試順序和要求等級(jí)的規(guī)定還相差不小,有些測(cè)試項(xiàng)目甚至為ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)中所沒(méi)有,如福特標(biāo)準(zhǔn)、大眾相當(dāng)一部分標(biāo)準(zhǔn)超過(guò)ISO/IEC,一些三方試驗(yàn)室如無(wú)專用設(shè)備部分試驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)法測(cè)量。各家標(biāo)準(zhǔn)比較這件事就復(fù)雜多了,寫到這估計(jì)你都看不過(guò)去了,這里就省略不說(shuō)了。

1.福特認(rèn)可大眾的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)嗎?

有一個(gè)問(wèn)題不知各位小伙伴有沒(méi)有想過(guò),AEC標(biāo)準(zhǔn)最初的目的就是器件資格通用化,大大減少了OEM器件的選擇、使用和更改費(fèi)用,AEC標(biāo)準(zhǔn)從此真正在業(yè)界通用電子器件資格。那么,電子零部件怎么辦?假如一款ECU達(dá)到大眾測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)福特能否承認(rèn)?就作者的體會(huì)來(lái)說(shuō)基本上是不行的。

這其中涉及兩個(gè)問(wèn)題,一是ECU本身的非通用化設(shè)計(jì),每家Tier 1的ECU都是給OEM定制的,這就決定了其很難通用,那么有通用的案例嗎?有,小編見(jiàn)過(guò)某Tier 1給某OEM定制開(kāi)發(fā)的一個(gè)ECU,后來(lái)就用到了另一個(gè)OEM的項(xiàng)目上。這就要說(shuō)第二個(gè)問(wèn)題了,就是各OEM之間的零部件資格通用化問(wèn)題,上面講過(guò),因?yàn)楦鱋EM企標(biāo)不同,零部件資格通用化問(wèn)題基本上是無(wú)解的,大眾不可能認(rèn)可福特,通用也不認(rèn)可現(xiàn)代,只有一種情況可能可以,就是小OEM認(rèn)可大OEM的標(biāo)準(zhǔn),或者Tier 1擁有話語(yǔ)權(quán)且通用性很高的ECU,比如網(wǎng)關(guān)、安全氣囊控制器等,Tier 1就可以一魚多吃。

至于為什么OEM之間電子零部件不能通用化,這個(gè)其實(shí)也很好理解。我們拿整車電源環(huán)境來(lái)舉例,比如不同OEM的車,其整車電壓環(huán)境可能就存在差異,福特針對(duì)地漂(Ground offset)測(cè)試就和ISO16750-2標(biāo)準(zhǔn)要求差異較大,福特要求在GND上加脈沖,而ISO16750-2只要求加固定幅度的電壓偏移即可。

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福特地漂測(cè)試要求(來(lái)源:福特電氣測(cè)試標(biāo)準(zhǔn))


印度由于電網(wǎng)電壓不穩(wěn)等原因,到目前居民家里仍需安裝穩(wěn)壓器,以確保家電安全使用,不然空調(diào)和電視都有被燒毀的危險(xiǎn)。換成汽車道理亦是如此,有些汽車電源環(huán)境較好,OEM測(cè)試要求不一定有對(duì)應(yīng)電壓脈沖測(cè)試項(xiàng)目,與之對(duì)應(yīng),Tier 1在ECU端的“穩(wěn)壓器”上并不加裝,也就是業(yè)內(nèi)講的TVS(瞬變電壓抑制二極管Transient Voltage Suppressors)器件,以降低成本。但是若將該ECU直接安裝在其他OEM的模型中,對(duì)方汽車電源環(huán)境又不是很好時(shí),ECU可能會(huì)受損。

那么小伙伴們是否發(fā)現(xiàn)電子元器件更容易實(shí)現(xiàn)資格通用化呢,而且零部件涉及具體應(yīng)用與費(fèi)用,對(duì)于不同應(yīng)用會(huì)有不一樣的設(shè)計(jì)方案與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)呢,因此,電子零部件在不同OEM間實(shí)現(xiàn)資格通用化是非常困難。當(dāng)然并非絕對(duì)不可能,通用化產(chǎn)品是沒(méi)有問(wèn)題的,但是通用化產(chǎn)品需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上存在一些設(shè)計(jì)冗余和性能增強(qiáng),這些都會(huì)牽涉到成本問(wèn)題,大家省略不提,反正魚和熊掌是不能兼得的。

2.拋開(kāi)等級(jí)談測(cè)試就是耍流氓

我們?cè)僬勔幌戮唧w測(cè)試項(xiàng)目中相應(yīng)測(cè)試等級(jí)的問(wèn)題,這個(gè)沒(méi)做過(guò)產(chǎn)品測(cè)試的小伙伴們可能不了解,吃瓜群眾就更不清楚了。其實(shí)每項(xiàng)測(cè)試?yán)锩娑际怯邢鄳?yīng)的測(cè)試等級(jí)及產(chǎn)品功能狀態(tài)等級(jí)要求的,我們就拿常用的ISO16750來(lái)講,對(duì)于12V系統(tǒng),供電電壓就分了四個(gè)等級(jí),從A到D。產(chǎn)品的功能狀態(tài)又分了5級(jí),從A到E。

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ISO16750測(cè)試要求(來(lái)源:ISO16750-1,2)

我大概解釋一下:

A級(jí):試驗(yàn)過(guò)程中及做完都正常,等級(jí)最高;

B級(jí):試驗(yàn)過(guò)程中有偏差;

C級(jí):試驗(yàn)過(guò)程中不滿足要求,結(jié)束后自動(dòng)回復(fù)正常;

D級(jí):試驗(yàn)過(guò)程中不滿足要求,結(jié)束后需重啟;

E級(jí):試驗(yàn)過(guò)程中不滿足要求,結(jié)束后損壞;

小伙伴看到了什么感覺(jué)呢?難道撇開(kāi)等級(jí)來(lái)談?wù)搶?shí)驗(yàn)就等于耍流氓嗎?正如我們常說(shuō)的水喝多了也能毒死人,撇開(kāi)用量不說(shuō)毒性是耍流氓。我們?cè)倩氐揭婚_(kāi)始那個(gè)激光雷達(dá)廠商所說(shuō)的其產(chǎn)品已經(jīng)過(guò)加速度為28m/s2振動(dòng)測(cè)試那么我們就按照一個(gè)OEM測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看看這個(gè)測(cè)試參數(shù)到底屬于什么級(jí)別。

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國(guó)內(nèi)某OEM的振動(dòng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)-部分(來(lái)源:左成鋼)

這家OEM標(biāo)準(zhǔn)中的振動(dòng)測(cè)試從輕度、中度、劇烈到極度劇烈,共分了9個(gè)等級(jí),極度劇烈的最高加速度為294 m/s2,還有9個(gè)測(cè)試維度,包含安裝方式、頻率、加速度、掃頻類型等,而A廠家僅提到了一個(gè)28m/s2的加速度,是高還是低,測(cè)完以后樣品啥狀態(tài)?一句話都沒(méi)提,這就等于啥也沒(méi)說(shuō)啊。

AEC-Q102標(biāo)準(zhǔn)在激光雷達(dá)的應(yīng)用進(jìn)度

以上我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)對(duì)于激光雷達(dá)器件級(jí)車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和零部件級(jí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)吧,下面就讓我們來(lái)看看AEC標(biāo)準(zhǔn)是如何運(yùn)用到激光雷達(dá)中的以及車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)上車速度。

如前所述,AEC-Q102于2020年4月6日正式推出,此前并未對(duì)Laser器件制定AEC標(biāo)準(zhǔn)。那么,問(wèn)題就來(lái)了,此前公布的聲稱已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“車規(guī)級(jí)”或“車規(guī)級(jí)”激光雷達(dá)?我們對(duì)此進(jìn)行了分析。

歐司朗作為全球光電器件的巨頭,在2019年9月宣布了其符合AEC-Q102的四通道激光器。注意,這是宣布,離實(shí)際量產(chǎn)能用,還有很長(zhǎng)的時(shí)間。這一點(diǎn)沒(méi)做過(guò)工程設(shè)計(jì)的小伙伴們可能不太有感覺(jué),就比如新聞上發(fā)布了某項(xiàng)新技術(shù),大家就認(rèn)為馬上就能用上了,其實(shí)上還差得遠(yuǎn)呢。這中間大概的關(guān)系是這樣的:實(shí)驗(yàn)室—Tier2企業(yè)à—Tier1企業(yè)—OEM—用戶,大家可以看到,從實(shí)驗(yàn)室到用戶,中間還隔著很多道,其中可能還有Tier n企業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng)且很復(fù)雜。

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司朗宣布世界上首款符合AEC-Q102的四通道激光器(來(lái)源:osram.com)


根據(jù)上圖及器件datasheet可以提取到幾個(gè)關(guān)鍵信息:

(1)此激光器可以用于激光雷達(dá);

(2)器件通過(guò)了AEC-Q102認(rèn)證;

(3)SPL S1L90A_3器件手冊(cè)初版發(fā)布時(shí)間是2022年2月。

做過(guò)汽車電子產(chǎn)品的朋友應(yīng)該都知道以上資料的含義了吧,筆者在此不妨科普下,帶領(lǐng)您學(xué)習(xí)汽車電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程。

做過(guò)汽車電子產(chǎn)品的朋友應(yīng)該都知道以上資料的含義了吧,筆者在此不妨科普下,帶領(lǐng)您學(xué)習(xí)汽車電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程。另一種是為減少BOM的費(fèi)用,畢竟新鮮的產(chǎn)品剛剛量產(chǎn)就已經(jīng)很昂貴了,由于沒(méi)有上量,所以費(fèi)用還是不能減少。

接下來(lái)我就從一顆芯片開(kāi)始,講一下一個(gè)新技術(shù)從發(fā)布到量產(chǎn)的流程。

芯片供應(yīng)商Tier 2制定芯片規(guī)劃(Roadmap),各Tier 1及OEM調(diào)研;

芯片供應(yīng)商確定芯片開(kāi)發(fā)時(shí)間;

Tier 2提供免費(fèi)工程樣片,Tier 1預(yù)演(advance)項(xiàng)目設(shè)計(jì)導(dǎo)入;

Tier 2提供量產(chǎn)芯片,Tier 1采用量產(chǎn)芯片進(jìn)行DV(Design Validation設(shè)計(jì)驗(yàn)證);

采用新器件的Tier 1的項(xiàng)目SOP,產(chǎn)品量產(chǎn);

OEM采用此Tier 1產(chǎn)品的車型量產(chǎn)。

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新器件導(dǎo)入項(xiàng)目流程(來(lái)源:左成鋼)

從以上新器件導(dǎo)入流程中可以看出,一個(gè)新器件批量生產(chǎn)需要1年多的時(shí)間,而Tier 1的設(shè)計(jì)也要1年,這幾乎需要2年或者3年的時(shí)間,這個(gè)速度已經(jīng)算比較快了,大家都知道普通汽車電子零部件中,一個(gè)工程從立項(xiàng)到SOP大約需要3年。若以芯片供應(yīng)商的推廣為起點(diǎn),其間少說(shuō)也要3年。從歐司朗的那顆激光器量產(chǎn)時(shí)間我們也能看出來(lái),器件從發(fā)布到量產(chǎn),期間經(jīng)過(guò)了2年零5個(gè)月的時(shí)間,并且器件發(fā)布時(shí)間還稍早于AEC-Q102標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)間。

那么能不能再快一點(diǎn)呢?可以!

芯片在工程樣片階段就導(dǎo)入量產(chǎn)項(xiàng)目,如圖中紅色虛線箭頭所示,跳過(guò)驗(yàn)證階段。待芯片一量產(chǎn),馬上進(jìn)入DV,少則三個(gè)月,多則半年就可以達(dá)到臨近SOP狀態(tài)(指產(chǎn)品硬件凍結(jié),軟件大概率還在更新)。

那么,這可以做到什么程度的快捷?這要看芯片供應(yīng)商以及項(xiàng)目本身,如果進(jìn)展順利,可能1年SOP,但是真的沒(méi)有多少人看到這樣玩過(guò),特別是安全功能零部件方面,OEM都敢做,Tier 1大概都不敢做,因?yàn)槌霈F(xiàn)問(wèn)題都會(huì)承擔(dān)責(zé)任。

我們來(lái)總結(jié)一下:

1.AEC-Q102正式發(fā)布時(shí)間是2020年4月6日;

2.全球第一款滿足AEC-Q102的激光器件量產(chǎn)時(shí)間在2022年2月;

3.激光器件上車大概需要1~2年的時(shí)間;

總結(jié)

最后我們做個(gè)總結(jié):

1. 汽車電子零部件目前沒(méi)有統(tǒng)一的行業(yè)資格認(rèn)可。

2.在小編看來(lái),車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)需同時(shí)達(dá)到的4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)分別為:裝置全車規(guī),符合行業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)需求,符合大型車企試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),做到批量前裝;

3. 器件全車規(guī)是車型及整車長(zhǎng)生命周期可靠性及一致性的基礎(chǔ);

4. 對(duì)汽車電子設(shè)計(jì)提出了更高的要求,這是確保汽車全生命周期可靠運(yùn)行的一個(gè)決定因素;

5. 滿足車企測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是達(dá)到車載應(yīng)用可靠性要求的基礎(chǔ);

6. 實(shí)現(xiàn)批量前裝是對(duì)激光雷達(dá)可靠性及一致性的背書;

7. 車規(guī)級(jí)激光器件從發(fā)布到量產(chǎn)需要2年左右的時(shí)間;

8. 車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)從車規(guī)級(jí)器件量產(chǎn)到激光雷達(dá)量產(chǎn)需要1~2年的時(shí)間;

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