車載エレクトロニクスの加速に伴い、車載グレードチップは自動車電子技術の重要な部分となっています。車載グレードチップは、自動車分野で運転の安全性と車両制御に重要な役割を果たしているため、信頼性の要件は非常に高くなっています。車載グレードチップがさまざまな過酷な環境のテストに耐えられることを確認するには、信頼性環境テストを実施する必要があります。信頼性環境テストとは、特定の過酷な環境でチップをテストし、この環境での動作能力と長期安定性を確認することです。模擬環境試験室（信頼性環境試験室）は、信頼性環境テスト試験室は、高温、低温、高湿度、低湿度、振動などの条件など、車両走行中のさまざまな過酷な環境をシミュレートし、厳格な試験方法を通じて車載用チップの信頼性を試験することができます。信頼性環境試験を通じて、車載用チップを総合的に試験・評価し、信頼性と安定性を確保することができます。
自動車用電子製品は一般的に高価です。主な理由の1つは、自動車グレードの電子部品を使用していることです。しかし、自動車グレードのデバイスとはどのような電子部品でしょうか？まず、自動車における電子部品の応用と一般の民生用電子機器の応用の違いを見てみましょう。
環境要件
温度: 車載エレクトロニクスは、部品の動作温度に対する要件が比較的広いです。設置場所によって要件は異なりますが、一般的に民生用製品の要件よりも高くなります (AEC Q100 では H バージョンの 0 度 -70 度の温度要件が削除されたと言われています。車載製品でこれほど低い要件を持つことはできないためです)。
例：
エンジン周囲: -40 度 -150 度;
客室: -40 度 -85 度;
民間製品: 0 度 -70 度。
その他の環境要件（湿度、カビ、ほこり、水、EMC、有害ガスによる侵食など）は、多くの場合、消費者向け電子製品の要件よりも高くなります。
振動、衝撃
車が移動する環境で動作する場合、多くの製品はより多くの振動と衝撃に遭遇します。この要件は、家庭に設置される製品の要件よりもはるかに高くなる可能性があります。
信頼性
自動車の信頼性要件を説明するために、別の方法で説明しましょう。
1. 設計寿命：一般的な自動車の設計寿命は約15年、走行距離は200,000キロメートルであり、これは民生用電子機器の寿命要件よりもはるかに長いです。
2. 同じ信頼性要件の下では、システムを構成するコンポーネントとリンクの数が多いほど、コンポーネントに対する信頼性要件が高くなります。現在、自動車の電子化の度合いは非常に高くなっています。パワートレインからブレーキシステムまで、多数の電子機器が搭載されており、各機器は多くの電子部品で構成されています。それらを単純に直列関係と見なすと、車両全体がかなりの信頼性に達することを保証するために、システムの各部分に対する要件は非常に高くなります。これが、自動車部品に対する要件がPPM（百万）で表現されることが多い理由です。 1つの部品）で説明します。
一貫性の要件
現在、自動車は大量生産の段階に入りました。年間数十万台の自動車が生産されるため、製品品質の一貫性に対する要求は非常に高くなっています。これは、初期の半導体材料にとっては非常に困難なことでした。
結局のところ、半導体製造における拡散などのプロセスの一貫性は制御が難しく、生産された製品の性能はばらつきやすく、初期の頃はエージングとスクリーニングによってのみ達成できました。現在、プロセスの継続的な改善により、一貫性は大幅に向上しました。品質の一貫性は、多くの地元のサプライヤーと国際的に有名なサプライヤーとの間の最大の違いでもあります。複雑な自動車製品の場合、一貫性の悪い部品が車両全体に安全上の危険を引き起こすことは絶対に許容されません。
他の要件を見てみましょう。
製造プロセス
自動車部品は小型化、軽量化に向けて常に進化していますが、民生用製品と比較すると、自動車製品の製造工程に対する要件は、容積や消費電力の点で緩和できます。一般的に、十分な機械的強度を確保し、大手自動車サプライヤーの製造工程に準拠するために、より大きなパッケージが使用されます。
製品ライフサイクル
近年、自動車製品の価格は継続的に低下していますが、自動車は依然として耐久性に優れ、高額な商品であり、アフターサービス部品の供給を長期間維持する必要があります。同時に、自動車部品の開発には多くの検証作業が必要であり、部品の交換に伴う検証作業も膨大です。そのため、車両製造会社と部品サプライヤーも、長期間にわたって安定した供給を維持する必要があります。
標準
この観点から見ると、自動車製品の要件を満たすことは確かに複雑であり、上記の要件は自動車部品（電子部品の場合はシステム）に対するものです。要件を電子部品に変換する方法は非常に困難になります。この問題を解決するために、当然、いくつかの標準が登場しており、最も認知されているのはAEC標準です。
アクティブデバイスコンポーネントのAEC Q100要件
パッシブ（ポジティブデバイス）コンポーネントに対するAEC Q200要件
もちろん、OEM 向けの企業標準がたくさんあるという人も多いと思います。しかし、この点についても私の理解を共有したいと思います。以前勤務していた OEM には、関連する一般的な信頼性要件標準はありますが、これらのコンポーネントを構成する電子部品 (抵抗器、コンデンサ、トランジスタ、チップなど) を直接対象とするのではなく、完全な自動車コンポーネント (電子部品で構成されたシステム) を評価します。その要件は、下位レベルのコンポーネントを選択するための参照として使用できますが、電子部品のテストにはまだ非常に不適切です。
車両規制の検証
前職では、AEC Q100/200 認証を取得していない電子部品を使用することは避けられませんでした。多くの自動車工場の担当者は、車両規制に適合しているかどうかを確認するために、何らかの信頼性検証を実施したいと考えています。
私の個人的な意見としては、この方法はあまり効果的ではないと思います。なぜなら、これらのテストは必要なテストではあるものの、十分なテストではないからです。この方法は、デバイスの可用性を否定するためにしか使用できず、使用可能であることを確認するために使用することはできません。
理由は簡単です。サンプルサイズが小さすぎて、テストされる項目が十分ではないからです。半導体などの大量に製造される部品の場合、少数のサンプルをテストして信頼性を判断するのは非常に不確実です。ここで、AEC Q100が実施する主な認証テスト項目も見てみましょう。違いがわかります。
どちらの基準がより厳しいでしょうか?
自動車の規制と産業規制、どちらが要求が高いのでしょうか？一般的に、高低の標準的な順序は軍事産業＞自動車＞産業＞家電だと考えられています。しかし、個人的にはこの順序を完全に受け入れることはできません。産業は非常に広い分野であり、遭遇する環境や信頼性の要件も大きく異なります。大型産業機器の信頼性要件が自動車の要件よりも低くなることは決してないと考えられます。（例えば、大規模発電所の主要機器）、同時に、環境の厳しさが自動車の要件をはるかに超える可能性があります。産業規制の要件が自動車の要件よりも低いと単純に言うことはできません。
車種専用パーツ使用のデメリット
選択の余地はなく、メリットばかりでデメリットはありません。自動車標準の電子部品を使用することのデメリットは何でしょうか?
まず、高価であり、システム要件が高く、開発および検証コストが高く、出力が低いため、コストが民生用電子機器よりもはるかに高くなります。比較的高い敷居により、販売プレミアムも大きくなります。
2 つ目の欠点は、選択が難しいことです。電子機器を扱う人なら誰でも、今日では電子部品が非常に豊富であることを知っています。同じ機能を持つ製品には多くのソリューションがあり、複雑さは大きく異なる場合があります。ただし、自動車規制の要件を満たすために、一部の高度に統合された製品をあきらめなければならない場合があります。計画。
もう一つの明らかな欠点は、一部の製品が技術的に遅れており、大量の検証作業が新製品の市場投入速度に影響を与えることです。同時に、チップメーカーの一般的な発売戦略は、製品を市場に投入する前に、民生用電子機器市場が成熟するまで待つことです。自動車市場への。たとえば、2013年に編集者が開発した製品は、ARM Cortex A9プロセッサを使用していました。当時、それは基本的に自動車市場で最高の製品でしたが、ARM Cortex A57プロセッサは消費者市場では珍しくありませんでした。
車両標準以外の電子部品を車内で使用するとどのようなリスクがありますか?
この問題は非常に複雑であり、多くの側面から判断する必要があります。
1. 関連する認証を取得していないが、製品の性能と信頼性が実際に要件を満たしており、多数のアプリケーションによって検証されている場合、リスクは比較的小さいです。
2. これは非常に重要なポイントで、部品とシステムの関係です。システムの性能と信頼性は次世代の電子部品で構成されているため、同じ設計では、非自動車標準部品を使用した製品は間違いなく劣ります。ただし、優れた設計により、部品の性能要件を軽減できます。保護対策が適切に設計され、部品の故障がシステムに与える影響が小さい場合は、非自動車標準部品を使用してより良い製品を作ることができます。
現在の技術とプロセスの制限により、自動車で使用する必要のあるすべての電子部品がいわゆる車両規制を満たすことはできません。しかし、自動車の特定の機能を実現するには、これらの部品を使用する必要があります。この状況は、次の 2 つのカテゴリに分けられます。
a. この機能には高い安全要件があり、逸脱は許容されません。
例: 緊急通話用の E-CALL 機能。この機能を確保するには、デバイスにバックアップ バッテリーをインストールする必要があります。この機能は生命の安全に関連しており、一部の企業の ASILI (ISO26262) 評価によると、レベル B に到達する必要があります。
そして、バッテリーが-40度で高い性能を維持するのは非常に難しいことがわかっています。そのため、一部の企業の解決策は、バッテリーに加熱抵抗線を巻き付け、低温で加熱して性能を確保することです。この時点では、単一のコンポーネントの基準によって合格しているわけではありませんが、部品アセンブリとして、自動車メーカーの標準要件を満たすことができます。これは、OEMの企業基準とコンポーネント基準の関係も示しています。
b. この機能は一般的に安全性に関係しないため、逸脱を受け入れることを検討できます。
エンターテイメント システムの LCD 画面など。低温では応答性と光学性能が低下する可能性があります。ただし、この状況は一部のエンジニアリング スタッフによって受け入れられます。
3. 一部の「大胆」で不注意な人は、コストを削減したり、パフォーマンスを向上させたりするなど、特定のアイデアを持っており、短期間で少数のサンプルを通じてパフォーマンスと精度を検証したいだけです。信頼性、この場合、将来のすべてが性格に依存するとしか言えません。何が起こるかは誰にもわかりません。