如何實現(xiàn)標準汽車產(chǎn)品的標準化

半導體產(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，政府始終通過國防后勤局 (DLA)、Columbus 國防供應(yīng)中心 (DSCC) 等部門以及有關(guān)元件計劃的陸海軍聯(lián)合項目 (JNA) 密切關(guān)注著軍火商的活動。上述政府機構(gòu)通過一系列嚴格的絕對規(guī)范指導著半導體制造商的工作，元件設(shè)計、構(gòu)建或工藝處理上發(fā)生的任何變動都要獲得有關(guān)部門的批準。有關(guān)規(guī)范詳細制定了產(chǎn)品達標與監(jiān)管細節(jié)，并在實施前交由有關(guān)政府部門批準，而且相關(guān)細節(jié)不允許有任何變動。

上個世紀 80 年代，國防部 (DOD) 認識到商業(yè)領(lǐng)域?qū)夹g(shù)的推動力量日益強大，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)備復雜性大幅提高，通常重復性較高的合格認證的成本也逐漸提高，這些都促成了合格制造商名單 (QML) 計劃的實施。根據(jù) QML 計劃，DSCC 對有關(guān)制造商進行了認證，確認其能夠?qū)呻娐?(IC) 等元件的設(shè)計、認證以及制造的質(zhì)量與可靠性進行管理。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、工藝處理與達標的指南。但是，其工作的重點則由確認產(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)評審委員會 (TRB) 確定需要哪些達標規(guī)范與檢驗手段來保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量以及可靠性。這樣，標準的現(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)界標準的補充?？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某種廠商設(shè)備擁有不只一種設(shè)計。現(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)商的標準產(chǎn)品相匹配，因此需要雙方展開技術(shù)對話來修訂印刷材料。達標標準通常根據(jù) AEC Q-100 制定。最終得到的達標報告（常稱作生產(chǎn)件批準程序，即 PPAP）要求由客戶在生產(chǎn)前批準。上述程序常常造成采購工作無謂的復雜化，有些標準的、現(xiàn)成的汽車產(chǎn)品已經(jīng)滿足了應(yīng)用性能要求，其訂貨到出貨時間又很短，因此對這些產(chǎn)品而言上述情況就更加復雜。

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

標準的現(xiàn)成解決方案

德州儀器 (TI) 在 QML 與汽車供應(yīng)商經(jīng)驗的基礎(chǔ)上定義了其標準的產(chǎn)品系列，以滿足汽車客戶購買現(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)行為的達標規(guī)范以及作為指導原則的 AEC Q-100。這使其既能對客戶的需求做出快速響應(yīng)，又能保證推出的產(chǎn)品滿足高標準汽車應(yīng)用的質(zhì)量及可靠性要求。同時，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標認證，并應(yīng)在對供應(yīng)商專業(yè)知識及客戶需求理解的基礎(chǔ)上接受供應(yīng)商的達標規(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，確保其充分認識到客戶需求，并在整個企業(yè)組織內(nèi)部詳細表述客戶需求。標準組織較早以前就認識到圖 1 所示的層級系統(tǒng) (hierarchical system) 是最佳的。應(yīng)存在一份頂級文件，即質(zhì)量體系手冊，以明確廣泛的要求。這通常稱作做什么規(guī)范。這種頂級質(zhì)量文件接著推動下一級規(guī)范及標準，這些規(guī)范與標準涵蓋所有商業(yè)行為，涉及從設(shè)計、晶圓制造、組裝、測試、質(zhì)量達標到客戶支持等產(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隊中占據(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)組織與負責運營方（包括器件設(shè)計、晶圓制造、組裝／測試以及應(yīng)用工程設(shè)計）必須建立起密切聯(lián)系。

為了保證器件在擴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)域進行額外的評估：

在最高建議操作條件下對目標封裝進行半導體可靠性及電遷移檢查；

在不同溫度下檢測電氣特性；

確定在擴展溫度范圍內(nèi)的封裝材料集性能（如某些鑄模化合物不適于在擴展溫度范圍內(nèi)工作）。

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

經(jīng)過最初的認證后還應(yīng)進行各種質(zhì)量及可靠性檢測。在晶圓制造廠，我們應(yīng)進行晶圓級可靠性檢測，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)范進行生產(chǎn)。

我們應(yīng)在組裝現(xiàn)場進行與封裝相關(guān)的測試，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)定期進行外在故障率 (EFR) 及內(nèi)在故障率 (IFR) 壽命測試檢測。

客戶支持

即便購買標準器件，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的還是標準的現(xiàn)成解決方案，我們對汽車客戶的服務(wù)承諾都是一樣的。汽車客戶可就標準產(chǎn)品獲得以下支持：

產(chǎn)品選擇

應(yīng)用支持

提前 180 天的工藝變動通知

更長的產(chǎn)品壽命終止采購支持

接到故障設(shè)備后 24 小時內(nèi)確認客戶設(shè)備故障

確認產(chǎn)品問題后 24 小時內(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（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準的現(xiàn)成元件，汽車客戶可降低成本并加快產(chǎn)品的交付進程。由于可依賴供應(yīng)商提供滿足客戶需求的標準的現(xiàn)成解決方案，我們能夠縮短內(nèi)部設(shè)計周期。