如何實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)汽車產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)過去多年來一直與軍工和航空產(chǎn)業(yè)關(guān)系密切。軍事與政府項(xiàng)目加快了技術(shù)的發(fā)展，快速提高了元件的質(zhì)量及可靠性。多年來，政府始終通過國(guó)防后勤局 (DLA)、Columbus 國(guó)防供應(yīng)中心 (DSCC) 等部門以及有關(guān)元件計(jì)劃的陸海軍聯(lián)合項(xiàng)目 (JNA) 密切關(guān)注著軍火商的活動(dòng)。上述政府機(jī)構(gòu)通過一系列嚴(yán)格的絕對(duì)規(guī)范指導(dǎo)著半導(dǎo)體制造商的工作，元件設(shè)計(jì)、構(gòu)建或工藝處理上發(fā)生的任何變動(dòng)都要獲得有關(guān)部門的批準(zhǔn)。有關(guān)規(guī)范詳細(xì)制定了產(chǎn)品達(dá)標(biāo)與監(jiān)管細(xì)節(jié)，并在實(shí)施前交由有關(guān)政府部門批準(zhǔn)，而且相關(guān)細(xì)節(jié)不允許有任何變動(dòng)。

上個(gè)世紀(jì) 80 年代，國(guó)防部 (DOD) 認(rèn)識(shí)到商業(yè)領(lǐng)域?qū)夹g(shù)的推動(dòng)力量日益強(qiáng)大，現(xiàn)有的體系已經(jīng)難以繼續(xù)發(fā)揮作用。此外，再加上設(shè)備復(fù)雜性大幅提高，通常重復(fù)性較高的合格認(rèn)證的成本也逐漸提高，這些都促成了合格制造商名單 (QML) 計(jì)劃的實(shí)施。根據(jù) QML 計(jì)劃，DSCC 對(duì)有關(guān)制造商進(jìn)行了認(rèn)證，確認(rèn)其能夠?qū)呻娐?(IC) 等元件的設(shè)計(jì)、認(rèn)證以及制造的質(zhì)量與可靠性進(jìn)行管理。QML 集成電路制造商采用現(xiàn)有的一系列規(guī)范作為設(shè)計(jì)、工藝處理與達(dá)標(biāo)的指南。但是，其工作的重點(diǎn)則由確認(rèn)產(chǎn)品是否符合規(guī)范轉(zhuǎn)移到了產(chǎn)品性能上。DSCC 及 DoD 允許 QML 制造商的技術(shù)評(píng)審委員會(huì) (TRB) 確定需要哪些達(dá)標(biāo)規(guī)范與檢驗(yàn)手段來保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量以及可靠性。這樣，標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)有元件就可用來替換客戶規(guī)范，而且仍能向客戶確保產(chǎn)品滿足應(yīng)用需求。

就環(huán)境而言，當(dāng)今的汽車電子產(chǎn)業(yè)非常類似于 10 年前的軍用電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)?？蛻舻奶囟ㄒ笾饾u增多，成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充?？蛻粢?guī)范就是規(guī)則，而不再是例外的要求，而且一家汽車客戶常常針對(duì)某種廠商設(shè)備擁有不只一種設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮的作用不僅僅是解決一般問題以及改善供應(yīng)商關(guān)系，在制定及管理有關(guān)文件方面發(fā)揮著更重要的作用。

汽車客戶通常對(duì)應(yīng)用或操作有著具體的要求，這些要求反映在客戶的印刷材料及一般規(guī)范中。設(shè)備規(guī)范通常不能完全與 IC 供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品相匹配，因此需要雙方展開技術(shù)對(duì)話來修訂印刷材料。達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)通常根據(jù) AEC Q-100 制定。最終得到的達(dá)標(biāo)報(bào)告（常稱作生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序，即 PPAP）要求由客戶在生產(chǎn)前批準(zhǔn)。上述程序常常造成采購(gòu)工作無(wú)謂的復(fù)雜化，有些標(biāo)準(zhǔn)的、現(xiàn)成的汽車產(chǎn)品已經(jīng)滿足了應(yīng)用性能要求，其訂貨到出貨時(shí)間又很短，因此對(duì)這些產(chǎn)品而言上述情況就更加復(fù)雜。

客戶達(dá)標(biāo)規(guī)范與控制在一定環(huán)境下（如針對(duì)安全性特別重要的應(yīng)用而言）得到保證，以實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)的目標(biāo)：最高的質(zhì)量與可靠性以及最低的成本，與此同時(shí)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)都應(yīng)堅(jiān)持制造商合格規(guī)范的原則。

標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成解決方案

德州儀器 (TI) 在 QML 與汽車供應(yīng)商經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上定義了其標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品系列，以滿足汽車客戶購(gòu)買現(xiàn)成解決方案的需求。該產(chǎn)品系列結(jié)合了滿足最佳商業(yè)行為的達(dá)標(biāo)規(guī)范以及作為指導(dǎo)原則的 AEC Q-100。這使其既能對(duì)客戶的需求做出快速響應(yīng)，又能保證推出的產(chǎn)品滿足高標(biāo)準(zhǔn)汽車應(yīng)用的質(zhì)量及可靠性要求。同時(shí)，汽車客戶必須與選定的供應(yīng)商結(jié)成合作伙伴關(guān)系，以最大程度減少不必要的達(dá)標(biāo)認(rèn)證，并應(yīng)在對(duì)供應(yīng)商專業(yè)知識(shí)及客戶需求理解的基礎(chǔ)上接受供應(yīng)商的達(dá)標(biāo)規(guī)范。

質(zhì)量體系

為了獲得成功，IC 供應(yīng)商必須建立起質(zhì)量體系，確保其充分認(rèn)識(shí)到客戶需求，并在整個(gè)企業(yè)組織內(nèi)部詳細(xì)表述客戶需求。標(biāo)準(zhǔn)組織較早以前就認(rèn)識(shí)到圖 1 所示的層級(jí)系統(tǒng) (hierarchical system) 是最佳的。應(yīng)存在一份頂級(jí)文件，即質(zhì)量體系手冊(cè)，以明確廣泛的要求。這通常稱作做什么規(guī)范。這種頂級(jí)質(zhì)量文件接著推動(dòng)下一級(jí)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，這些規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)涵蓋所有商業(yè)行為，涉及從設(shè)計(jì)、晶圓制造、組裝、測(cè)試、質(zhì)量達(dá)標(biāo)到客戶支持等產(chǎn)品開發(fā)過程中的所有方面。這些通常稱作怎樣做的規(guī)范。作為質(zhì)量系統(tǒng)內(nèi)部的制衡部分，熟悉汽車客戶要求的成員必須在全部門團(tuán)隊(duì)中占據(jù)常任職位并管理規(guī)范體系。這樣我們就能保證質(zhì)量體系與規(guī)范可持續(xù)滿足汽車客戶的要求。

質(zhì)量與可靠性

汽車客戶向供應(yīng)商提出滿足具體性能要求的強(qiáng)制性規(guī)范。為了保證特定器件或器件系列滿足客戶的需求，企業(yè)組織與負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)方（包括器件設(shè)計(jì)、晶圓制造、組裝／測(cè)試以及應(yīng)用工程設(shè)計(jì)）必須建立起密切聯(lián)系。

為了保證器件在擴(kuò)展的溫度范圍以及各種汽車環(huán)境中使用有關(guān)技術(shù)時(shí)都能表現(xiàn)出最佳的質(zhì)量與可靠性，我們需要在以下領(lǐng)域進(jìn)行額外的評(píng)估：

在最高建議操作條件下對(duì)目標(biāo)封裝進(jìn)行半導(dǎo)體可靠性及電遷移檢查；

在不同溫度下檢測(cè)電氣特性；

確定在擴(kuò)展溫度范圍內(nèi)的封裝材料集性能（如某些鑄?；衔锊贿m于在擴(kuò)展溫度范圍內(nèi)工作）。

應(yīng)該進(jìn)行不同層次的質(zhì)量達(dá)標(biāo)及可靠性檢測(cè)。任何新工藝或器件技術(shù)都應(yīng)進(jìn)行廣泛的達(dá)標(biāo)認(rèn)證，現(xiàn)有工藝或技術(shù)經(jīng)調(diào)整后除采用類似的達(dá)標(biāo)規(guī)范外還應(yīng)滿足特定的設(shè)備要求。如圖 2 所示。

經(jīng)過最初的認(rèn)證后還應(yīng)進(jìn)行各種質(zhì)量及可靠性檢測(cè)。在晶圓制造廠，我們應(yīng)進(jìn)行晶圓級(jí)可靠性檢測(cè)，以保證晶圓廠的工藝完全在控制之中，并能根據(jù)晶圓制造規(guī)范進(jìn)行生產(chǎn)。

我們應(yīng)在組裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行與封裝相關(guān)的測(cè)試，以確保組裝工藝在控制之中，并能制造出性能可靠的器件。此外還應(yīng)定期進(jìn)行外在故障率 (EFR) 及內(nèi)在故障率 (IFR) 壽命測(cè)試檢測(cè)。

客戶支持

即便購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)器件，汽車客戶也可能要求額外的支持。不管汽車設(shè)備是經(jīng)過修改后要求客戶批準(zhǔn)的還是標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成解決方案，我們對(duì)汽車客戶的服務(wù)承諾都是一樣的。汽車客戶可就標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品獲得以下支持：

產(chǎn)品選擇

應(yīng)用支持

提前 180 天的工藝變動(dòng)通知

更長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命終止采購(gòu)支持

接到故障設(shè)備后 24 小時(shí)內(nèi)確認(rèn)客戶設(shè)備故障

確認(rèn)產(chǎn)品問題后 24 小時(shí)內(nèi)抑制問題惡化

明確問題根本原因并視情況采取校正行動(dòng)（8D 模式）

汽車 FA 支持

歸納總結(jié)

通過與選定的供應(yīng)商建立起合作伙伴關(guān)系，以及在任何可能的條件下采用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成元件，汽車客戶可降低成本并加快產(chǎn)品的交付進(jìn)程。由于可依賴供應(yīng)商提供滿足客戶需求的標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成解決方案，我們能夠縮短內(nèi)部設(shè)計(jì)周期。