如何實(shí)現標準汽車(chē)產(chǎn)品的標準化

半導體產(chǎn)業(yè)過(guò)去多年來(lái)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(lái)，政府始終通過(guò)國防后勤局 (DLA)、Columbus 國防供應中心 (DSCC) 等部門(mén)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(zhù)軍火商的活動(dòng)。上述政府機構通過(guò)一系列嚴格的絕對規范指導著(zhù)半導體制造商的工作，元件設計、構建或工藝處理上發(fā)生的任何變動(dòng)都要獲得有關(guān)部門(mén)的批準。有關(guān)規范詳細制定了產(chǎn)品達標與監管細節，并在實(shí)施前交由有關(guān)政府部門(mén)批準，而且相關(guān)細節不允許有任何變動(dòng)。

上個(gè)世紀 80 年代，國防部 (DOD) 認識到商業(yè)領(lǐng)域對技術(shù)的推動(dòng)力量日益強大，現有的體系已經(jīng)難以繼續發(fā)揮作用。此外，再加上設備復雜性大幅提高，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(shí)施。根據 QML 計劃，DSCC 對有關(guān)制造商進(jìn)行了認證，確認其能夠對集成電路 (IC) 等元件的設計、認證以及制造的質(zhì)量與可靠性進(jìn)行管理。QML 集成電路制造商采用現有的一系列規范作為設計、工藝處理與達標的指南。但是，其工作的重點(diǎn)則由確認產(chǎn)品是否符合規范轉移到了產(chǎn)品性能上。DSCC 及 DoD 允許 QML 制造商的技術(shù)評審委員會(huì ) (TRB) 確定需要哪些達標規范與檢驗手段來(lái)保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量以及可靠性。這樣，標準的現有元件就可用來(lái)替換客戶(hù)規范，而且仍能向客戶(hù)確保產(chǎn)品滿(mǎn)足應用需求。

就環(huán)境而言，當今的汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)非常類(lèi)似于 10 年前的軍用電子設備產(chǎn)業(yè)?？蛻?hù)的特定要求逐漸增多，成為業(yè)界標準的補充?？蛻?hù)規范就是規則，而不再是例外的要求，而且一家汽車(chē)客戶(hù)常常針對某種廠(chǎng)商設備擁有不只一種設計?，F有基礎設施發(fā)揮的作用不僅僅是解決一般問(wèn)題以及改善供應商關(guān)系，在制定及管理有關(guān)文件方面發(fā)揮著(zhù)更重要的作用。

汽車(chē)客戶(hù)通常對應用或操作有著(zhù)具體的要求，這些要求反映在客戶(hù)的印刷材料及一般規范中。設備規范通常不能完全與 IC 供應商的標準產(chǎn)品相匹配，因此需要雙方展開(kāi)技術(shù)對話(huà)來(lái)修訂印刷材料。達標標準通常根據 AEC Q-100 制定。最終得到的達標報告（常稱(chēng)作生產(chǎn)件批準程序，即 PPAP）要求由客戶(hù)在生產(chǎn)前批準。上述程序常常造成采購工作無(wú)謂的復雜化，有些標準的、現成的汽車(chē)產(chǎn)品已經(jīng)滿(mǎn)足了應用性能要求，其訂貨到出貨時(shí)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(hù)達標規范與控制在一定環(huán)境下（如針對安全性特別重要的應用而言）得到保證，以實(shí)現汽車(chē)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(shí)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)都應堅持制造商合格規范的原則。

標準的現成解決方案

德州儀器 (TI) 在 QML 與汽車(chē)供應商經(jīng)驗的基礎上定義了其標準的產(chǎn)品系列，以滿(mǎn)足汽車(chē)客戶(hù)購買(mǎi)現成解決方案的需求。該產(chǎn)品系列結合了滿(mǎn)足最佳商業(yè)行為的達標規范以及作為指導原則的 AEC Q-100。這使其既能對客戶(hù)的需求做出快速響應，又能保證推出的產(chǎn)品滿(mǎn)足高標準汽車(chē)應用的質(zhì)量及可靠性要求。同時(shí)，汽車(chē)客戶(hù)必須與選定的供應商結成合作伙伴關(guān)系，以最大程度減少不必要的達標認證，并應在對供應商專(zhuān)業(yè)知識及客戶(hù)需求理解的基礎上接受供應商的達標規范。

質(zhì)量體系

為了獲得成功，IC 供應商必須建立起質(zhì)量體系，確保其充分認識到客戶(hù)需求，并在整個(gè)企業(yè)組織內部詳細表述客戶(hù)需求。標準組織較早以前就認識到圖 1 所示的層級系統 (hierarchical system) 是最佳的。應存在一份頂級文件，即質(zhì)量體系手冊，以明確廣泛的要求。這通常稱(chēng)作做什么規范。這種頂級質(zhì)量文件接著(zhù)推動(dòng)下一級規范及標準，這些規范與標準涵蓋所有商業(yè)行為，涉及從設計、晶圓制造、組裝、測試、質(zhì)量達標到客戶(hù)支持等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的所有方面。這些通常稱(chēng)作怎樣做的規范。作為質(zhì)量系統內部的制衡部分，熟悉汽車(chē)客戶(hù)要求的成員必須在全部門(mén)團隊中占據常任職位并管理規范體系。這樣我們就能保證質(zhì)量體系與規范可持續滿(mǎn)足汽車(chē)客戶(hù)的要求。

質(zhì)量與可靠性

汽車(chē)客戶(hù)向供應商提出滿(mǎn)足具體性能要求的強制性規范。為了保證特定器件或器件系列滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，企業(yè)組織與負責運營(yíng)方（包括器件設計、晶圓制造、組裝／測試以及應用工程設計）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(chē)環(huán)境中使用有關(guān)技術(shù)時(shí)都能表現出最佳的質(zhì)量與可靠性，我們需要在以下領(lǐng)域進(jìn)行額外的評估：

在最高建議操作條件下對目標封裝進(jìn)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的封裝材料集性能（如某些鑄?；衔锊贿m于在擴展溫度范圍內工作）。

應該進(jìn)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)都應進(jìn)行廣泛的達標認證，現有工藝或技術(shù)經(jīng)調整后除采用類(lèi)似的達標規范外還應滿(mǎn)足特定的設備要求。如圖 2 所示。

經(jīng)過(guò)最初的認證后還應進(jìn)行各種質(zhì)量及可靠性檢測。在晶圓制造廠(chǎng)，我們應進(jìn)行晶圓級可靠性檢測，以保證晶圓廠(chǎng)的工藝完全在控制之中，并能根據晶圓制造規范進(jìn)行生產(chǎn)。

我們應在組裝現場(chǎng)進(jìn)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。此外還應定期進(jìn)行外在故障率 (EFR) 及內在故障率 (IFR) 壽命測試檢測。

客戶(hù)支持

即便購買(mǎi)標準器件，汽車(chē)客戶(hù)也可能要求額外的支持。不管汽車(chē)設備是經(jīng)過(guò)修改后要求客戶(hù)批準的還是標準的現成解決方案，我們對汽車(chē)客戶(hù)的服務(wù)承諾都是一樣的。汽車(chē)客戶(hù)可就標準產(chǎn)品獲得以下支持：

產(chǎn)品選擇

應用支持

提前 180 天的工藝變動(dòng)通知

更長(cháng)的產(chǎn)品壽命終止采購支持

接到故障設備后 24 小時(shí)內確認客戶(hù)設備故障

確認產(chǎn)品問(wèn)題后 24 小時(shí)內抑制問(wèn)題惡化

明確問(wèn)題根本原因并視情況采取校正行動(dòng)（8D 模式）

汽車(chē) FA 支持

歸納總結

通過(guò)與選定的供應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成元件，汽車(chē)客戶(hù)可降低成本并加快產(chǎn)品的交付進(jìn)程。由于可依賴(lài)供應商提供滿(mǎn)足客戶(hù)需求的標準的現成解決方案，我們能夠縮短內部設計周期。