Với sự tăng tốc của thiết bị điện tử trên xe, chip cấp độ ô tô đã trở thành một phần quan trọng của công nghệ điện tử ô tô. Chip cấp ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc lái xe an toàn và kiểm soát phương tiện trong lĩnh vực ô tô, vì vậy yêu cầu về độ tin cậy của chúng rất cao. Để đảm bảo rằng các chip cấp ô tô có thể chịu được thử nghiệm trong các môi trường khắc nghiệt khác nhau, các thử nghiệm về độ tin cậy trong môi trường phải được tiến hành. Kiểm tra môi trường độ tin cậy là kiểm tra chip trong một môi trường khắc nghiệt nhất định để đảm bảo khả năng hoạt động và độ ổn định lâu dài trong môi trường này. Cácbuồng thử nghiệm môi trường mô phỏng (buồng thử nghiệm môi trường đáng tin cậy)là một trong những thiết bị quan trọngkiểm tra môi trường độ tin cậy. Buồng thử nghiệm có thể mô phỏng các môi trường khắc nghiệt khác nhau trong quá trình lái xe, chẳng hạn như nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, độ ẩm cao, độ ẩm thấp, độ rung và các điều kiện khác, đồng thời kiểm tra độ tin cậy của chip cấp ô tô thông qua các phương pháp kiểm tra nghiêm ngặt. Thông qua kiểm tra độ tin cậy trong môi trường, các chip cấp xe có thể được kiểm tra và đánh giá toàn diện để đảm bảo độ tin cậy và ổn định của chúng.
Các sản phẩm điện tử ô tô thường đắt hơn. Một trong những lý do chính là việc sử dụng các linh kiện điện tử dành cho ô tô. Nhưng loại linh kiện điện tử nào là thiết bị dành cho ô tô? Trước tiên chúng ta hãy xem xét sự khác biệt giữa ứng dụng linh kiện điện tử trong ô tô và ứng dụng điện tử tiêu dùng nói chung.
Những yêu cầu về môi trường
Nhiệt độ: Điện tử ô tô có yêu cầu tương đối rộng về nhiệt độ làm việc của các bộ phận. Có những yêu cầu khác nhau tùy theo vị trí lắp đặt khác nhau, nhưng nhìn chung chúng cao hơn yêu cầu đối với sản phẩm dân dụng (người ta nói rằng AEC Q100 đã xóa 0 độ -70 độ trong phiên bản H. Yêu cầu về nhiệt độ, vì không có sản phẩm ô tô nào có thể có yêu cầu thấp như vậy).
Ví dụ:
Xung quanh động cơ: -40 độ -150 độ ;
Khoang hành khách: -40 độ -85 độ ;
Sản phẩm dân sự: 0 độ -70 độ .
Các yêu cầu khác về môi trường: độ ẩm, nấm mốc, bụi, nước, EMC và xói mòn khí độc hại… thường cao hơn yêu cầu của các sản phẩm điện tử tiêu dùng.
rung động, chấn động
Khi ô tô hoạt động trong môi trường di chuyển nhiều sản phẩm sẽ gặp nhiều rung lắc, va đập hơn. Yêu cầu này có thể cao hơn nhiều so với sản phẩm đặt tại nhà.
độ tin cậy
Để minh họa các yêu cầu về độ tin cậy của ô tô, hãy để tôi giải thích theo cách khác:
1. Tuổi thọ thiết kế: Tuổi thọ thiết kế của ô tô thông thường là khoảng 15 năm 200,000 km, dài hơn nhiều so với yêu cầu về tuổi thọ của các sản phẩm điện tử tiêu dùng.
2. Trong cùng một yêu cầu về độ tin cậy, hệ thống càng bao gồm nhiều thành phần và liên kết thì yêu cầu về độ tin cậy của các thành phần càng cao. Hiện nay, trình độ điện tử trên ô tô rất cao. Từ hệ thống truyền động đến hệ thống phanh, một số lượng lớn các thiết bị điện tử được lắp đặt và mỗi thiết bị bao gồm nhiều linh kiện điện tử. Nếu chỉ đơn giản coi chúng là mối quan hệ nối tiếp thì để đảm bảo toàn bộ phương tiện đạt được độ tin cậy đáng kể thì yêu cầu đối với từng bộ phận của hệ thống là rất cao. Đây là lý do tại sao yêu cầu đối với phụ tùng ô tô thường được thể hiện dưới dạng PPM (hàng triệu). một phần) để mô tả.
Yêu cầu nhất quán
Ngày nay, ô tô đã bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt. Hàng trăm nghìn chiếc ô tô có thể được sản xuất trong một năm nên yêu cầu về tính nhất quán về chất lượng sản phẩm là rất cao. Điều này khá khó khăn đối với vật liệu bán dẫn trong những năm đầu.
Xét cho cùng, tính nhất quán của quá trình khuếch tán và các quá trình khác trong sản xuất chất bán dẫn rất khó kiểm soát. Hiệu suất của các sản phẩm được sản xuất rất dễ bị rời rạc. Trong những ngày đầu, nó chỉ có thể được thực hiện bằng cách lão hóa và sàng lọc. Giờ đây, với sự cải tiến liên tục của các quy trình, tính nhất quán đã được cải thiện rất nhiều. Sự nhất quán về chất lượng cũng là điểm khác biệt lớn nhất giữa nhiều nhà cung cấp trong nước và các nhà cung cấp nổi tiếng quốc tế. Đối với các sản phẩm ô tô phức tạp, việc các bộ phận có độ đồng nhất kém có thể gây nguy hiểm cho toàn bộ xe là điều hoàn toàn không thể chấp nhận được.
Hãy xem xét một số yêu cầu khác:
Quy trình sản xuất
Mặc dù các bộ phận ô tô không ngừng phát triển theo hướng thu nhỏ và nhẹ, so với các sản phẩm tiêu dùng, các yêu cầu về quy trình sản xuất sản phẩm ô tô có thể được nới lỏng về khối lượng và mức tiêu thụ điện năng. Nói chung, các gói lớn hơn được sử dụng để đảm bảo có đủ độ bền cơ học và tuân thủ quy trình sản xuất của các nhà cung cấp ô tô lớn.
Vòng đời sản phẩm
Mặc dù giá các sản phẩm ô tô liên tục giảm trong những năm gần đây nhưng ô tô vẫn là mặt hàng bền bỉ, có giá vé lớn, việc cung cấp phụ tùng sau bán phải được duy trì trong thời gian dài. Đồng thời, việc phát triển một bộ phận ô tô đòi hỏi nhiều công việc xác minh và công việc xác minh do thay thế linh kiện cũng rất lớn. Vì vậy, các công ty sản xuất xe và cung cấp phụ tùng cũng cần duy trì nguồn cung ổn định trong thời gian dài.
tiêu chuẩn
Từ quan điểm này, việc đáp ứng các yêu cầu của sản phẩm ô tô thực sự rất phức tạp và các yêu cầu trên là dành cho phụ tùng ô tô (đối với linh kiện điện tử là một hệ thống). Làm thế nào để chuyển đổi các yêu cầu thành linh kiện điện tử trở nên rất khó khăn. Để giải quyết vấn đề này, Đương nhiên, một số tiêu chuẩn đã xuất hiện và những tiêu chuẩn được công nhận nhiều hơn là các tiêu chuẩn AEC:
Yêu cầu AEC Q100 đối với các thành phần thiết bị đang hoạt động
Yêu cầu AEC Q200 đối với các thành phần thụ động (Thiết bị có thể)
Tất nhiên, tôi đoán nhiều người cũng sẽ nói rằng có nhiều tiêu chuẩn doanh nghiệp dành cho OEM. Nhưng tôi cũng muốn chia sẻ hiểu biết của mình về điểm này. OEM mà tôi từng làm việc trước đây có các tiêu chuẩn yêu cầu chung về độ tin cậy, nhưng nó đánh giá một bộ phận ô tô hoàn chỉnh (một hệ thống bao gồm các bộ phận điện tử), thay vì nhắm mục tiêu trực tiếp vào các bộ phận điện tử tạo nên các bộ phận này. (điện trở, tụ điện, bóng bán dẫn, chip, v.v.). Mặc dù các yêu cầu của nó có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho việc lựa chọn các thành phần cấp thấp hơn nhưng nó vẫn rất không phù hợp để thử nghiệm linh kiện điện tử.
Xác minh các quy định về xe
Trong công việc trước đây, việc tôi sử dụng một số linh kiện điện tử không có chứng nhận AEC Q100/200 là điều khó tránh khỏi. Nhiều nhân viên nhà máy ô tô muốn tiến hành một số cuộc xác minh độ tin cậy để xác minh xem nó có đáp ứng các quy định về xe hay không.
Ý kiến cá nhân của tôi là phương pháp này không hiệu quả lắm, vì những xét nghiệm này chỉ là xét nghiệm cần thiết chứ chưa đủ. Nó chỉ có thể được sử dụng để từ chối tính khả dụng của thiết bị chứ không phải để xác nhận rằng thiết bị có thể được sử dụng.
Lý do rất đơn giản: cỡ mẫu quá nhỏ và các hạng mục được kiểm tra không đủ. Đối với các linh kiện được sản xuất với số lượng lớn như chất bán dẫn, việc kiểm tra một số lượng nhỏ mẫu để xác định độ tin cậy của chúng là rất không đáng tin cậy. Sau đây chúng ta cũng có thể xem qua các hạng mục kiểm tra chứng nhận chính do AEC Q100 thực hiện, tức là Bạn có thể thấy sự khác biệt.
Tiêu chuẩn nào khắt khe hơn?
Quy định về ô tô hay quy định công nghiệp, cái nào có yêu cầu cao hơn? Người ta thường tin rằng thứ tự tiêu chuẩn cao và thấp là công nghiệp quân sự > ô tô > công nghiệp > điện tử tiêu dùng. Nhưng cá nhân tôi không thể hoàn toàn chấp nhận mệnh lệnh này. Công nghiệp là một lĩnh vực rất rộng, môi trường và các yêu cầu về độ tin cậy gặp phải cũng rất khác nhau. Có thể hình dung rằng yêu cầu về độ tin cậy của một thiết bị công nghiệp lớn sẽ không bao giờ thấp hơn yêu cầu về độ tin cậy của ô tô. (Ví dụ: thiết bị chủ chốt của một nhà máy điện lớn), đồng thời, sự khắc nghiệt của môi trường có thể vượt xa yêu cầu của ô tô. Không thể nói một cách đơn giản rằng các yêu cầu quản lý công nghiệp thấp hơn so với ô tô.
Nhược điểm của việc sử dụng phụ kiện ô tô
Không có sự lựa chọn nào chỉ có ưu điểm và không có nhược điểm. Nhược điểm của việc sử dụng linh kiện điện tử tiêu chuẩn ô tô là gì?
Trước hết, nó đắt tiền, yêu cầu hệ thống cao, chi phí phát triển và xác minh cao, sản lượng thấp, khiến giá thành cao hơn nhiều so với thiết bị điện tử tiêu dùng. Ngưỡng tương đối cao cũng dẫn đến mức chênh lệch doanh thu lớn hơn.
Nhược điểm thứ hai là việc lựa chọn rất khó khăn. Ai chơi điện tử đều biết hiện nay linh kiện điện tử khá phong phú. Có nhiều giải pháp cho các sản phẩm có cùng chức năng và độ phức tạp có thể khác nhau rất nhiều. Tuy nhiên, đôi khi để đáp ứng yêu cầu của quy định về ô tô, một số sản phẩm có tính tích hợp cao phải bị loại bỏ. kế hoạch.
Một nhược điểm rõ ràng khác là một số sản phẩm lạc hậu về công nghệ và khối lượng lớn công việc xác minh ảnh hưởng đến tốc độ đưa sản phẩm mới ra thị trường. Đồng thời, chiến lược ra mắt chung của các nhà sản xuất chip là đợi cho đến khi thị trường điện tử tiêu dùng bão hòa rồi mới áp dụng sản phẩm ra thị trường. đến thị trường ô tô. Ví dụ, vào năm 2013, một sản phẩm do biên tập viên phát triển đã sử dụng bộ xử lý ARM Cortex A9. Vào thời điểm đó, về cơ bản nó là sản phẩm tốt nhất trên thị trường ô tô, nhưng bộ xử lý ARM Cortex A57 không phải là hiếm trên thị trường tiêu dùng.
Những rủi ro của việc sử dụng linh kiện điện tử không đạt tiêu chuẩn xe trên ô tô là gì?
Vấn đề này thực sự phức tạp và cần được đánh giá từ nhiều khía cạnh:
1. Mặc dù chưa đạt được chứng nhận liên quan nhưng hiệu suất và độ tin cậy của sản phẩm thực sự đáp ứng yêu cầu và nó cũng đã được xác minh bởi một số lượng lớn ứng dụng. Nếu đúng như vậy thì rủi ro là tương đối nhỏ.
2. Đây là điểm rất quan trọng, đó là mối quan hệ giữa các thành phần và hệ thống. Hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống bao gồm các linh kiện điện tử ở cấp độ cao hơn, vì vậy trong cùng một thiết kế, các sản phẩm sử dụng linh kiện không đạt tiêu chuẩn xe chắc chắn sẽ kém hơn. Tuy nhiên, thiết kế tốt có thể làm giảm yêu cầu về hiệu suất của các bộ phận. Nếu các biện pháp bảo vệ được thiết kế tốt và lỗi linh kiện ảnh hưởng nhẹ đến hệ thống thì có thể sử dụng các linh kiện không đạt tiêu chuẩn ô tô để tạo ra sản phẩm tốt hơn.
Do những hạn chế của công nghệ và quy trình hiện tại, không phải mọi linh kiện điện tử cần sử dụng trên ô tô đều có thể đáp ứng được cái gọi là quy định về phương tiện. Nhưng để thực hiện được những chức năng nhất định trên ô tô thì phải sử dụng những bộ phận này. Tình trạng này có thể được chia thành hai loại:
Một. Chức năng này có yêu cầu an toàn cao và những sai lệch không thể được chấp nhận.
Ví dụ: Chức năng E-CALL cho các cuộc gọi khẩn cấp. Để đảm bảo chức năng này, cần phải lắp pin dự phòng trên thiết bị. Chức năng này liên quan đến an toàn tính mạng và theo xếp hạng ASILI (ISO26262) của một số công ty, nó bắt buộc phải đạt cấp độ B.
Và chúng tôi biết rằng pin rất khó duy trì hiệu suất cao ở -40 độ. Vì vậy, giải pháp của một số hãng là quấn một sợi dây điện trở nóng lên pin và nung nóng ở nhiệt độ thấp để đảm bảo hiệu suất. Tại thời điểm này, nó không đủ tiêu chuẩn theo tiêu chuẩn của một bộ phận duy nhất, nhưng với tư cách là một bộ phận lắp ráp, nó có thể đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn của nhà sản xuất ô tô. . Điều này cũng cho thấy mối quan hệ giữa các tiêu chuẩn doanh nghiệp của OEM và các tiêu chuẩn thành phần.
b. Chức năng này nhìn chung không liên quan đến vấn đề an toàn nên bạn có thể cân nhắc việc chấp nhận những sai lệch
Chẳng hạn như màn hình LCD của hệ thống giải trí. Có thể hiển thị phản ứng giảm và hiệu suất quang học ở nhiệt độ thấp. Nhưng tình huống này sẽ được một số nhân viên kỹ thuật chấp nhận.
3. Một số người “táo bạo” và bất cẩn có những ý tưởng nhất định, chẳng hạn như giảm chi phí hoặc đạt được hiệu suất tốt hơn và chỉ muốn xác minh hiệu suất và độ chính xác của mình thông qua một số lượng nhỏ mẫu trong một khoảng thời gian ngắn. Độ tin cậy, trong trường hợp này tôi chỉ có thể nói rằng mọi chuyện sau này sẽ tùy thuộc vào tính cách, không ai biết trước được điều gì sẽ xảy ra.