鄭麗香，段翠霞，李旭，李欣榮

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 510610）

0 引言

電子元器件是指在電子線路或電子設(shè)備中執(zhí)行電氣、電子、電磁、機(jī)電和光電功能的基本單元[1]，是裝備性能、質(zhì)量可靠性的保障。在元器件相關(guān)工作中，選型是最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的步驟。隨著技術(shù)飛速發(fā)展，元器件新產(chǎn)品層出不窮、種類繁雜、數(shù)量龐大，不同產(chǎn)品等級(jí)之間的質(zhì)量、可靠性、價(jià)格等區(qū)別較大，合理準(zhǔn)確選擇符合裝備要求的產(chǎn)品至關(guān)重要，因此裝備設(shè)計(jì)師在選型時(shí)，除了考慮元器件功能性能、封裝外形等要求，還需全面了解國(guó)內(nèi)外電子元器件產(chǎn)品體系，掌握體系內(nèi)不同等級(jí)產(chǎn)品區(qū)別，從而在質(zhì)量與成本之間尋求最佳平衡，保障設(shè)備可靠性。

1 國(guó)外電子元器件產(chǎn)品體系

國(guó)外電子元器件產(chǎn)品體系主要由軍用級(jí)產(chǎn)品、高可靠性COTS（Commercial Off-The Shelf 商業(yè)現(xiàn)貨）器件和工業(yè)級(jí)/商業(yè)級(jí)產(chǎn)品構(gòu)成[2]。不同等級(jí)的產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、原材料、生產(chǎn)制造、篩選試驗(yàn)、裝配工藝及測(cè)試要求和預(yù)期壽命、成本造價(jià)都存在較大差異[3]。

1.1 軍用級(jí)產(chǎn)品

美國(guó)自1996 年起對(duì)國(guó)防采辦進(jìn)行改革，相應(yīng)的美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)也作了較大幅度的改進(jìn)。實(shí)行了合格廠家的認(rèn)證、合格生產(chǎn)線的鑒定認(rèn)證，并逐步地由原來(lái)的QPL（Qualified Products List）認(rèn)證改為QML（Qualified Manufacture List）認(rèn)證。QML 鑒定的過(guò)程著重于批準(zhǔn)制造商的能力，即按照規(guī)范的要求，從含有這些材料和過(guò)程的所有可能組合的生產(chǎn)中，抽取有代表性的試驗(yàn)樣品進(jìn)行鑒定[4]。如QML-38535是美國(guó)防部正式發(fā)布的軍用半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)品列表，列出了至該文件發(fā)布日期為止，所有按照MILPRF-38535《微電路性能規(guī)范》要求鑒定合格，并批準(zhǔn)的軍用半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)品型號(hào)。

1.2 高可靠性COTS 器件

鑒于軍用級(jí)電子元器件產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、鑒定、認(rèn)證周期較長(zhǎng)，難以快速支撐軍事應(yīng)用的需求，因此出現(xiàn)了技術(shù)發(fā)展水平較快、生產(chǎn)周期較短的高可靠性COTS 器件，主要包括VID（Vendor Item Drawing）產(chǎn)品和EP（Enhanced Product）增強(qiáng)型產(chǎn)品兩種。

為增強(qiáng)可靠性的商用貨架產(chǎn)品，明確適用于軍事用途的商業(yè)貨架產(chǎn)品升級(jí)篩選最低要求，符合要求的VID 產(chǎn)品經(jīng)DSCC 批準(zhǔn)后，軍方分配VID 號(hào)，并建立對(duì)應(yīng)關(guān)系VID 號(hào)以V62/ 開頭，以TI 公司TPS54314MPWPREP 同步降壓調(diào)整器為例，其對(duì)應(yīng)的VID 號(hào)為V62/06657-04XE。

EP 增強(qiáng)型產(chǎn)品主要是為滿足軍事應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的可靠性較高的塑封器件，目前國(guó)外發(fā)布提供EP 產(chǎn)品元器件供應(yīng)商主要有TI 公司、AD 公司、Maxim 公司、Intersil 公司等，目前EP 產(chǎn)品類別主要是放大器、時(shí)鐘電路、A/D 轉(zhuǎn)換器、D/A 轉(zhuǎn)換器、接口和隔離電路、數(shù)字電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、微控制器和微處理器、電源管理電路、溫度傳感器、模擬開關(guān)等，如2019 年TI 公司發(fā)布貨架EP 產(chǎn)品達(dá)到1500 多種，其中有700 多種為VID 產(chǎn)品。

1.3 工業(yè)級(jí)/商業(yè)級(jí)產(chǎn)品

除了軍用級(jí)產(chǎn)品和高可靠性COTS 器件外，國(guó)外大量應(yīng)用的則為工業(yè)級(jí)/商業(yè)級(jí)元器件產(chǎn)品。此類產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期較短，如目前TI 公司供貨7 萬(wàn)多種產(chǎn)品，其中85%左右都為工業(yè)級(jí)和商業(yè)級(jí)；AD 公司供貨4 萬(wàn)多種產(chǎn)品，其中90%左右都為工業(yè)級(jí)和商業(yè)級(jí)。

1.4 國(guó)外產(chǎn)品體系分析

國(guó)外電子元器件產(chǎn)品體系中不同等級(jí)產(chǎn)品的型號(hào)標(biāo)識(shí)[5]、生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量控制[6]的嚴(yán)格程度均存在較大差異。

（1）型號(hào)標(biāo)識(shí)。軍用級(jí)產(chǎn)品通常是經(jīng)過(guò)哥倫布國(guó)防供應(yīng)中心（DSCC）認(rèn)證、鑒定的產(chǎn)品，并分配SMD 號(hào)并建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，SMD 號(hào)一般以5962 開頭，例如TI 公司的數(shù)字信號(hào)處理器SMJ320C40GFM40 對(duì)應(yīng)的SMD 號(hào)為5962-9466902QXA，倒數(shù)第三個(gè)字母代表器件的質(zhì)量等級(jí)。EP 產(chǎn)品型號(hào)標(biāo)識(shí)方面與普通工業(yè)級(jí)產(chǎn)品區(qū)別主要在于型號(hào)規(guī)格中有“EP”標(biāo)識(shí)，例如TI 公司同步降壓調(diào)整器，其工業(yè)級(jí)產(chǎn)品型號(hào)為TPS54315PWPR，對(duì)應(yīng)EP 產(chǎn)品為TPS54315MPWPREP，對(duì)應(yīng)的VID 號(hào)V62/06657-05XE。此外，工業(yè)級(jí)產(chǎn)品一般型號(hào)中以“I”字母來(lái)標(biāo)識(shí)，商業(yè)級(jí)產(chǎn)品一般型號(hào)中以“C”字母來(lái)標(biāo)識(shí)。

（2）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法、篩選、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)。表1 以單片集成電路為例，分析了國(guó)外不同產(chǎn)品體系在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法、篩選、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)等方面區(qū)別。在試行標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法方面，軍用級(jí)產(chǎn)品執(zhí)行美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-PRF-38535《微電路性能規(guī)范》的要求，并按照MIL-STD-883《微電路測(cè)試方法》進(jìn)行檢驗(yàn)和試驗(yàn)的產(chǎn)品，包含V、Y、Q、M、T、N、B、S 等級(jí)；而EP 增強(qiáng)型和工業(yè)級(jí)產(chǎn)品均沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)際上EP 增強(qiáng)型產(chǎn)品主要需滿足航空、航天合格電子元器件（AQEC）質(zhì)量認(rèn)證的要求[7-8]，工業(yè)級(jí)產(chǎn)品需滿足制造商的質(zhì)量品質(zhì)體系要求。

2 國(guó)內(nèi)電子元器件產(chǎn)品體系

國(guó)內(nèi)電子元器件產(chǎn)品體系主要由國(guó)軍標(biāo)級(jí)產(chǎn)品、七專產(chǎn)品、普軍產(chǎn)品和工業(yè)級(jí)產(chǎn)品構(gòu)成。

2.1 國(guó)軍標(biāo)級(jí)產(chǎn)品

自20 世紀(jì)90 年代開始，國(guó)內(nèi)以明確的國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，按軍用電子元器件質(zhì)量認(rèn)證程序規(guī)則的規(guī)定對(duì)制造廠生產(chǎn)線進(jìn)行認(rèn)證，對(duì)產(chǎn)品或工藝／材料進(jìn)行鑒定，將鑒定合格的產(chǎn)品列入軍用電子元器件合格產(chǎn)品目錄（QPL）、將鑒定合格的工藝／材料及相關(guān)產(chǎn)品列入軍用電子元器件合格制造廠目錄（QML）。通過(guò)質(zhì)量認(rèn)證，允許列入QPL 或QML 的產(chǎn)品使用認(rèn)證標(biāo)志：“”。

2.2 七專產(chǎn)品

20 世紀(jì)70 年代，針對(duì)當(dāng)時(shí)軍用電子元器件質(zhì)量差的問(wèn)題，為了滿足導(dǎo)彈和衛(wèi)星的需要，我國(guó)建立了“七?！惫芾磙k法來(lái)提高元器件可靠性，如在20 世紀(jì)70 年代末期制訂的“七?！?905 技術(shù)協(xié)議和八十年代初期制訂的“七?！?406 技術(shù)條件?！捌邔！碑a(chǎn)品必須嚴(yán)格按QZJ84061《軍用高可靠“七?！彪娮釉骷煽啃怨ぷ鞴芾磙k法》進(jìn)行管理。根據(jù)發(fā)展的趨勢(shì)，后來(lái)到20 世紀(jì)80 年代末，“七專”條件將逐步向元器件的國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)(GJB)過(guò)渡。目前所有七專線不再維持認(rèn)證，“七?！碑a(chǎn)品主要是按照“七專技術(shù)協(xié)議”控制要求生產(chǎn)。

2.3 普軍產(chǎn)品

普軍產(chǎn)品是指按照軍用標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行篩選的產(chǎn)品。

2.4 工業(yè)級(jí)產(chǎn)品

工業(yè)級(jí)產(chǎn)品是指執(zhí)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。

2.5 國(guó)內(nèi)產(chǎn)品體系對(duì)比

與國(guó)外產(chǎn)品體系類似，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品體系中不同等級(jí)的電子元器件的差異性也主要體現(xiàn)在型號(hào)標(biāo)識(shí)和生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法、篩選、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)等方面。

（1）型號(hào)標(biāo)識(shí)。國(guó)軍標(biāo)級(jí)產(chǎn)品型號(hào)一般在產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格最前面用“”表示；“七?！碑a(chǎn)品型號(hào)一般在型號(hào)前面加“(G)”表示；普軍產(chǎn)品型號(hào)一般在型號(hào)前面加“J”表示；其工業(yè)級(jí)產(chǎn)品型號(hào)一般在型號(hào)前面不添加標(biāo)志。

（2）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法、篩選、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)。表2 以CAK45，GCA45，CA45 固體電解質(zhì)鉭電容器為例，分析了國(guó)內(nèi)電子元器件產(chǎn)品體系在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法、篩選、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)等方面差異[9-11]。在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)方面，國(guó)軍標(biāo)級(jí)產(chǎn)品執(zhí)行國(guó)軍標(biāo)總規(guī)范，七專產(chǎn)品執(zhí)行QZJ840628“七專技術(shù)條件”，而普軍產(chǎn)品執(zhí)行國(guó)標(biāo)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；此外，在試驗(yàn)方法、篩選、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)方面，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品體系所執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范均存在較大的差異性。

表1 國(guó)外不同產(chǎn)品體系檢測(cè)鑒定對(duì)比表（以單片集成電路為例）

表2 國(guó)內(nèi)不同產(chǎn)品體系對(duì)比表

3 結(jié)論

本文系統(tǒng)、全面地總結(jié)梳理了國(guó)內(nèi)外電子元器件產(chǎn)品選型產(chǎn)品體系，并對(duì)產(chǎn)品體系中涉及到的型號(hào)標(biāo)識(shí)和生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法、篩選、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)等方面的差異性進(jìn)行比對(duì)分析?；谏鲜龉ぷ?，可為裝備設(shè)計(jì)師在元器件選用、采購(gòu)以及管理控制等工作中帶來(lái)較大的支撐，便于快速識(shí)別、正確選用和準(zhǔn)確采購(gòu)。