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汽車產業原本為一個非常封閉的環境，國際車廠并不會將產品Cost Down視為重要的任務，因為汽車是與人類生命財產有關的行業，產品設計的不良或可靠性的缺陷將會造成車廠巨大的賠償，因此車廠不會輕易的去更換供應商。但近年來「AI智慧汽車」與「ADAS」的崛起，汽車電子占車價的比重逐步提升到40-50%，這兩個汽車新發展面向，使得車廠必須開始跳脫既有的供應鏈，開始尋找合適的電子產品供應鏈。從2017年全球汽車銷售量排行榜來看，前七大車廠的銷售量已經占了全球60%的比重，這代表市場是非常集中的，如何擊退競爭者進入國際車廠的供應鏈，無非是現今電子廠商所面臨的重要課題。

當車廠要開發一個產品與功能時，將會定義系統功能->子系統功能->該采用的電子控制單元(ECU)->需要使用的半導體元件，規格由左至右、由上而下；但在進行驗證時則需由下而上，一步一步完成驗證需求，正所謂「基礎不牢，地動山搖」，從最源頭確認質量起，將會是產品達到高可靠性的不二法門。如不遵循V型曲線，當產品發生失效狀態下，就無法厘清是上一段產品問題，還是制程問題，或是自己設計不良所導致。

Step 1：Component level – 集成電路IC符合AEC-Q100要求、離散元件符合AEC-Q101需求、LED符合AEC-Q102要求(2017年新版)、多芯片元件MCM符合AEC-Q104要求(2018年新版) 、被動元件符合AEC-Q200要求

Step 2：PCB level -印刷電路板(以下簡稱PCB)通過IPC-6012DA驗證

Step 3：Board level – 考慮元件上板后的焊點可靠性(BLR, Board Level Reliability)

Step 4：Board level – PCBA制程質量驗證確認

Step 5：System level -從系統模塊到Tier 1 / 品牌車廠的標準規范

Step 1：Component level：AEC-Q系列

對車用ICs可靠性驗證而言，美國在1994年即由克萊斯勒(Chrysler)、福特(Ford)以及通用汽車(GM)三大汽車廠發起成立汽車電子委員會(Automotive Electronics Council-簡稱AEC)。AEC建立車用電子元件的質量控制標準，符合AEC規范的元件均可被Chrysler、Ford與 GM三家車廠同時采用，因而促進了元件制造商交換其產品特性數據的意愿，并推動了汽車電子元件通用性的實施，為汽車電子元件市場的快速成長打下基礎。

近年來國際車廠于安全相關的ECU上，將AEC-Q100制定為強制性的主動元件需求，AEC-Q200詢問熱度逐步提高，未來也會轉化為強制性的需求，筆者呼吁廠商須提早因應。對于LEDs Component， AEC也于2017年頒布了AEC-Q102，已成為車用LED的圣經。

Step 2：PCB level -PCB板通過IPC-6012DA驗證

印刷電路板(Printed circuit board，簡稱PCB)是主被動元件的溝通橋梁，當元件故障時可透過Re-work更換，但不可能移除所有元件后再更換PCB，因此不得不說PCB為汽車電子零組件中的關鍵零件。

車用PCB以往并無特殊的驗證手法，多遵照IPC-6012進行驗證，由于車用電子市場的崛起，PCB制造業者積極搶食這塊大餅，IPC(國際電子工業聯接協會，簡稱IPC)不得不重視此問題，特別于2016年頒布了首份針對車用PCB的驗證及允收規范IPC-6012DA，其中包含了溫度沖擊耐久試驗(Thermal shock endurance Testing)、高溫耐久試驗(High Temperature Endurance Testing)、高溫高濕儲存試驗(High Temperature & Humidity Storage Testing)、陽極細絲導通試驗(Conductive Anodic Filament，簡稱CAF Testing)、表面絕緣電阻試驗(Surface Insulation Resistance，簡稱SIR Testing)…等。這份也成為車廠與Tier 1對于PCB可靠性驗證的重要參考法規。

Step 3：Board level – 車用組件上板后的焊點可靠性

板階可靠性（BLR），是國際間常用來驗證IC元件上板至PCB之焊點強度的測試方式，是目前手持式裝置常規的測試項目。而隨著汽車電子系統的復雜度提升，更多的IC元件被運用在汽車內，BLR遂逐步成為車電重要測試項目之一，不僅Tier 1車廠BOSCH、Continental、TRW對此制定專屬驗證手法，令人注意的是AEC汽車電子協會近期最新出爐的AEC-Q104，明確定義了車用電子的板階可靠性試驗(Board Level Reliability)項目，雖然項目僅有BLR TCT(溫度循環)、Drop(落下)、Low Temperature Storage Life(簡稱LTSL)、Start Up & Temperature Steps(簡稱STEP)等，尚未能完全貼近Tier 1的客戶規范，但卻是車用板階可靠性通用標準發展的一大步。

Step 4：Board level – PCBA制程質量驗證確認

歐盟2006年7月開始實施RoHS，在電子產品上限制使用鉛（Pb），含量需小于1000 ppm。在當時電子產品使用錫鉛焊錫已經超過50年以上歷史，導入無鉛制程中，無論設備、測試方法、產品質量與可靠性等議題必須重新進行檢視與確認。焊接材料從錫鉛轉為無鉛錫膏后熔點由183℃提升至217℃，溫度的提升導致焊點硬度變硬、變脆、耐疲勞性差，焊點缺陷多容易造成錫須等問題，因此掌控制程良率的難度大幅提升。當時因醫療、國防、車用電子的應用上，對于可靠性需求極高，所以導入的腳步較消費性的電子產業慢很多。

在2007年版的AEC-Q100 Version G尚未有無鉛(Pb Free)的驗證需求，不過AEC在2009年發布了Q005(PB-FREE TEST REQUIREMENTS)，正式面對了無鉛制程的轉換；且2014年在進行AEC-Q100的改版作業中(Version G->H)，加入了無鉛測試的驗證要求包含了焊錫性測試(Solderability)、焊錫耐熱試驗(Solder Heat Resistance)以及錫須試驗(Tin Whisker)，從此汽車電子毅然而然跟上環保的腳步。

而廠商在消費性電子產品導入無鉛過程中，累積了非常多的經驗，克服了各式各樣的難關，因此在進入車用的階段相對有經驗。

Step 5：System level -從系統模塊到Tier 1 / 品牌車廠的標準規范

系統模塊的驗證需求大致可區分為三個階段：

1. 求生存：此時公司正面臨生死存亡的關鍵時刻，能將產品用較低價較快速的方式投入市場才能足以生存，在這個階段并無質量與可靠性可言。

2. 副廠品牌：公司已有所規模，想要逐步建立品牌價值，這時多參考國際車用規范進行質量驗證，而業界普遍且通用性較廣的則為ISO 16750(繁體版CNS 15481、簡體版GB/T 28046、日文版JASO D014)，內含四大類的驗證，電性負載、機械負載、氣候負載、耐化學溶劑負載。

3. 車用正廠零組件：此時唯有通過車廠的廠規或是Tier 1廠規，并無其他二路可選。

要在汽車這個產業長久生存，需跳脫既有的消費性電子產業思維，對于質量與可靠性的要求是沒有任何妥協的余地，價格是放在較后面的考慮，車廠對于新的產品導入可能有長達3~5年驗證期，對于產品的售后維修備料，更可能要求達20年之久，當決定跨入汽車產業之路，經營者必須更有耐心與決心。若您有汽車電子元件AEC-Q驗證需求，歡迎聯系我們！