WINDROSE ELECTRIC
I+D & Industrialización

Qué significa realmente el grado automoción

La expresión se usa constantemente, pero no designa una única cualificación — designa cuatro, independientes entre sí. Confundirlas lleva a conclusiones como «este chip es de grado automoción, así que puede tomar la decisión de frenado». No puede.

Introducción técnica
4
Cualificaciones independientes
−40°C
Temperatura mínima de automoción
1000h
Ensayo de vida a alta temperatura
10–15yr
Compromiso de suministro
1/36
Combinaciones que alcanzan ASIL-D
99%
Cobertura de fallo ASIL-D
01

No es un sello — es una pila de certificaciones

Cuando se dice que un chip es «de grado automoción», esa afirmación puede cubrir solo uno de los cuatro puntos siguientes.

Uno

Rango de temperatura

La ventana entre frío y calor en la que sigue funcionando correctamente.

AEC-Q100 Grade 0/1/2/3
Dos

Fiabilidad

Miles de horas de envejecimiento, ciclado térmico, vibración y humedad.

AEC-Q100 / Q101 / Q200
Tres

Producción & suministro

Cultura de cero defectos, trazabilidad de lote, notificación de cambios, disponibilidad a diez años.

IATF 16949 / PPAP
Cuatro

Seguridad funcional

Si el sistema puede contener las consecuencias cuando el componente falla.

ISO 26262 ASIL

Los dos que más se confunden son el segundo y el cuarto.

AEC-Q100 responde a «¿fallará?». ISO 26262 responde a «¿qué ocurre cuando falla?». Son cualificaciones totalmente independientes. Un chip puede superar íntegramente AEC-Q100 y no tener capacidad ASIL alguna.

02

Uno — Temperatura

El más concreto de los cuatro. Los grados se diferencian únicamente en cuánto calor soporta el componente — porque su ubicación en el vehículo decide lo que debe aguantar.

−40°C 0°C 85°C 105°C 125°C 150°C ← más frío más caliente → Commercial 0 to 70°C Industrial −40 to 85°C AEC-Q100 AUTOMOTIVE Grade 3 −40 to 85°C Grade 2 −40 to 105°C Grade 1 −40 to 125°C Grade 0 −40 to 150°C
Compare el Grado 3 con el Industrial. El rango de temperatura es idéntico — ambos de −40 a +85 °C — y sin embargo no son equivalentes. La diferencia no está en la temperatura, sino en el segundo punto: la dureza de los ensayos y el nivel de tasa de fallo exigido. «Industrial equivale a Grado 3 de automoción» es un error tan extendido como caro.

Distintas ubicaciones en el vehículo imponen cargas térmicas muy distintas:

−40 °C

Invierno nórdico

85 °C

Dentro de la cabina

125 °C

En el vano motor

150 °C

Junto a la cadena cinemática

Un caso real. Un documento de diseño de un proveedor recogía un componente como «no de grado automoción, pero especificado de −30 a +85 °C». Parece suficiente — hasta que se recuerda que el vehículo se entrega en el norte de Europa, donde el requisito a nivel de vehículo es de −40 a +85 °C.

Esos diez grados no son margen. Deciden si el camión arranca en el invierno noruego. Y el componente ni siquiera alcanza el Grado 3, el nivel de automoción más bajo — cuyo suelo es exactamente −40 °C.

03

Dos — ¿Fallará antes de tiempo?

Este es el grueso de AEC-Q100: más de cuarenta ensayos de esfuerzo, miles de horas, cientos de muestras. El objetivo es forzar en unos meses la aparición de defectos que de otro modo surgirían en el décimo año.

Esfuerzo ambiental
  • 1000 h de vida en operación a alta temperatura
  • 1000 h de polarización temperatura-humedad
  • 1000 ciclos térmicos
Integridad del encapsulado
  • Resistencia de terminales y soldabilidad
  • Nivel de sensibilidad a la humedad
  • Dimensiones físicas, corte transversal
Fiabilidad a nivel de oblea
  • Electromigración
  • Integridad del óxido de puerta
  • Inyección de portadores calientes
Eléctrico & cribado
  • Descarga electrostática
  • Enclavamiento (latch-up)
  • Tasa de errores blandos

¿Qué se obtiene al superarlo? Un compromiso de tasa de fallo — expresado normalmente en PPM (partes por millón) o FIT (fallos por mil millones de horas) — junto con informes de ensayo trazables.

Los componentes de consumo se saltan casi todo esto, o realizan solo unos pocos ensayos. «Funciona» y «sigue funcionando dentro de diez años» son afirmaciones distintas. Un teléfono se sustituye a los dos años; un camión rueda quince.

04

Tres — Producción y suministro

El más olvidado de los cuatro, y el más severo para un vehículo industrial con quince años de vida útil.

Ciclo de vida de un chip de consumo
Descatalogado a los 2–3 años aproximadamente
Compromiso de suministro de automoción
10–15 años
Los proveedores de automoción deben aplicar además PCN (notificación de cambio de proceso) y EOL (aviso de fin de vida): ningún cambio silencioso de proceso, material o planta de fabricación. A ello se suman IATF 16949, la aprobación PPAP y la trazabilidad por lote.

Dicho claramente: un componente de consumo puede descatalogarse mientras nuestro camión sigue en garantía. Eso significa quedarse sin recambios — o rediseñar la placa. Y un rediseño implica volver a certificar.

05

Cuatro — La seguridad funcional es otra cuestión

Los tres primeros preguntan si el chip es bueno. El cuarto pregunta qué le ocurre a las personas cuando falla.

AEC-Q100

¿Fallará?

Fiabilidad. Reduce la probabilidad de fallo. Ensaya el componente en sí — envejecimiento, temperatura, vibración, descarga electrostática.

ISO 26262 · ASIL

¿Y si falla?

Seguridad funcional. Gestiona las consecuencias del fallo. Ensaya el sistema completo — ¿hay un segundo canal que lo detecte y puede el sistema alcanzar un estado seguro?

ASIL no es una clasificación de calidad. Se calcula a partir del peligro. ISO 26262 puntúa tres dimensiones:

S · Severidad
La gravedad del daño
S0 – S3
×
E · Exposición
La frecuencia de la situación
E0 – E4
×
C · Controlabilidad
Si el conductor aún puede evitarlo
C0 – C3
ASIL
Nivel resultante
QM · A · B · C · D
QM
A
B
C
D
Basta la gestión de calidad habitualEl más estricto

Por qué tantas combinaciones se reducen a cinco niveles

S tiene tres valores utilizables, E cuatro y C tres. Son 36 combinaciones — un número finito. Y esas 36 dan solo cinco resultados, porque la tabla de ISO 26262 se comporta como una suma sencilla: puntuar S, E y C con 1, 2, 3 (E hasta 4), sumar y leer el nivel.

S1 · Lesión leve
C1
C2
C3
E1
QM
QM
QM
E2
QM
QM
QM
E3
QM
QM
A
E4
QM
A
B
S2 · Lesión grave
C1
C2
C3
E1
QM
QM
QM
E2
QM
QM
A
E3
QM
A
B
E4
A
B
C
S3 · Riesgo vital / mortal
C1
C2
C3
E1
QM
QM
A
E2
QM
A
B
E3
A
B
C
E4
B
C
D
18 casillas QM 8 casillas ASIL-A 6 casillas ASIL-B 3 casillas ASIL-C 1 casilla ASIL-D

De 36 combinaciones, exactamente una alcanza ASIL-D: S3 × E4 × C3. El daño más grave, en la situación de conducción más frecuente, sin posibilidad de que el conductor lo evite. Las tres dimensiones deben estar al máximo a la vez. La mitad de la tabla — 18 casillas — no exige ningún proceso de seguridad funcional.

Y hay solo cinco niveles porque ASIL no describe el riesgo con precisión — decide cuánto trabajo hay que hacer. Cada nivel arrastra un conjunto completo de requisitos de desarrollo: objetivos de cobertura, métodos de verificación, independencia del proceso, hardware en lockstep. Con 36 niveles la norma sería inservible. Es una regla deliberadamente gruesa.

Qué separa a ASIL-B de ASIL-D:

IndicadorASIL-BASIL-D
Métrica de fallo de causa única≥ 90 %≥ 99 %
Métrica de fallo latente≥ 60 %≥ 90 %
Tasa de fallo aleatorio del hardware< 10⁻⁷ / hora< 10⁻⁸ / horaDiez veces más estricto
Arquitectura de hardwareSuele bastar un núcleo con perro guardiánNormalmente se exigen núcleos en lockstep
Independencia del procesoRelajadaRevisión, auditoría y evaluación independientes

¿Qué es un núcleo en lockstep? Dos núcleos de CPU ejecutan el mismo código al mismo compás mientras el hardware compara sus salidas en tiempo real. Cualquier discrepancia genera un fallo inmediato. Es la forma más eficaz de detectar fallos aleatorios de hardware — por eso los ASIL altos rara vez prescinden de él.

Alcanzar ASIL-D sin lockstep obliga a compensar con abundantes autopruebas de software y cálculo redundante: caro y difícil de defender ante un servicio técnico.

06

Cada combinación — y qué cae en ella

Los ejemplos siguientes son ilustrativos, no normativos. El ASIL es una propiedad de un peligro concreto, no de un tipo de componente — la misma función puede caer en otra casilla en el análisis de peligros de otro fabricante.

ASIL-D — una combinación

S × E × CSumaFunciones típicas
S3 × E4 × C310Fallo de la dirección asistida eléctrica · frenado no deseado de ESC / EBS · despliegue no deseado del airbag · aceleración plena no deseada (vigilancia del par) · frenado no deseado del AEB · dirección y freno por cableDaño mortal, en la situación de conducción más frecuente, sin posibilidad de que el conductor lo evite.

ASIL-C — tres combinaciones

S × E × CSumaFunciones típicas
S2 × E4 × C39Cambio brusco de la asistencia de dirección en conducción normal (degradada, no perdida)
S3 × E3 × C39La batería de alta tensión no se desconecta tras un choque · pérdida de aislamiento de AT
S3 × E4 × C29Pérdida parcial de la fuerza de frenado en conducción normal (otros circuitos siguen disponibles)

ASIL-C es raro en la práctica — la mayoría de los equipos diseñan directamente a D o recurren a la descomposición ASIL.

ASIL-B — seis combinaciones

S × E × CSumaFunciones típicas
S1 × E4 × C38Fallo de pilotos traseros y de gálibo — exposición permanente, y el conductor no ve sus propias luces traseras
S2 × E3 × C38Fallo total de los faros — sin iluminación de noche
S2 × E4 × C28Fallo de las luces de freno — el vehículo que sigue no sabe que está frenando
S3 × E2 × C38Falta de vigilancia del aislamiento de alta tensión — riesgo de electrocución que una persona no puede percibir
S3 × E3 × C28Aceleración no deseada del control de crucero o del ACC
S3 × E4 × C18Pérdida de propulsión en conducción normal — el vehículo aún puede alcanzar el arcén

También suelen ser ASIL-B: la indicación de velocidad en el cuadro, la vigilancia de presión de neumáticos y la capa de percepción de radares y cámaras.

ASIL-A — ocho combinaciones

S × E × CSumaFunciones típicas
S1 × E3 × C37La cámara de marcha atrás se apaga — colisión a baja velocidad durante la maniobra
S1 × E4 × C27Iluminación interior encendida de forma permanente, degradando la visión nocturna
S2 × E2 × C37Fallo total del limpiaparabrisas bajo lluvia — pérdida de visibilidad frontal
S2 × E3 × C27Fallo de un solo faro
S2 × E4 × C17Error de indicación del velocímetro — el conductor aún puede estimar la velocidad por el tráfico y la marcha
S3 × E1 × C37Pérdida del aviso de fuga térmica en una condición de uso poco frecuente
S3 × E2 × C27Anomalía en la coordinación del freno del remolque en determinadas condiciones
S3 × E3 × C17Pérdida de propulsión con exposición moderada — el vehículo puede detenerse en el arcén

QM — dieciocho combinaciones

SeveridadCombinacionesFunciones típicas
S1 · nueve casillasE1C1 · E1C2 · E1C3
E2C1 · E2C2 · E2C3
E3C1 · E3C2 · E4C1
Iluminación de la caja de carga, calefacción de asiento, luces de lectura, antipinzamiento de ventanilla, cortinilla del techo, soplante de climatización, desempañado de retrovisores, brillo del cuadro.La unidad de infoentretenimiento, la navegación, el Bluetooth, la carga inalámbrica y la iluminación ambiental están todas en esta franja.
S2 · seis casillasE1C1 · E1C2 · E1C3
E2C1 · E2C2 · E3C1
Descontrol del ajuste de asiento en condiciones poco frecuentes, anomalías del alumbrado del remolque, fallo de la velocidad lenta del limpiaparabrisas (la rápida sigue disponible), anomalía de la ayuda al arranque en pendiente, aviso de presión de neumáticos no emitido
S3 · tres casillasE1C1 · E1C2 · E2C1Peligros de severidad mortal en condiciones poco frecuentes que el conductor controla por completo; anomalías de propulsión con exposición baja que el frenado puede contener

Tres pautas que conviene interiorizar.

La controlabilidad es la palanca más potente. Un error de velocímetro en S2 × E4 × C1 es ASIL-A; un fallo de luces de freno en S2 × E4 × C2 es ASIL-B. Misma severidad, misma exposición — toda la diferencia está en si el conductor puede advertirlo y compensarlo.

La severidad por sí sola no decide nada. S3 aparece en QM (tres casillas), A (tres), B (tres), C (dos) y D (una) — abarca todos los niveles. Mortal no significa ASIL alto.

Solo el máximo en los tres ejes llega a D. S3 × E4 × C3 es la única casilla. Por eso hay tan pocos elementos ASIL-D en un vehículo: dirección, freno, airbag, vigilancia del par — y poco más.

Aplicada al frenado de emergencia automático, la asimetría es todo el argumento.

Frenado no deseado — frenar cuando no se debe — cae en S3 × E4 × C3. Eso es ASIL-D, la única casilla.

Ausencia de frenado — no frenar cuando se debería — cae en torno a S3 × E3–E4 × C1, es decir ASIL-A o B. La referencia es un camión sin AEB: siempre se esperó que el conductor frenase por sí mismo.

Todo requisito ASIL-D de un sistema AEB existe para impedir un frenado que no debería producirse — no para garantizar un frenado que sí debería.

07

Las cuatro dimensiones son ortogonales

Cualquier combinación es posible. Conocer una de las cuatro no dice nada de las otras tres.

ChipTemperaturaFiabilidadSeguridad funcional¿Apto para una decisión de frenado AEB?
SoC de consumo0 to 70 °CSin AEC-Q100Sin ASILNo
SoC industrial−40 to 85 °CSin AEC-Q100Sin ASILNoSolo la temperatura; nada más
SoC cualificado para automoción−40 to 105 °CGrade 2Puede seguir sin tener ningunoSolo percepciónNo la decisión de seguridad
MCU de seguridad, ASIL-B−40 to 125 °CGrade 1ASIL-B, sin lockstepRequiere argumentación adicional
MCU de seguridad, ASIL-D−40 to 125 °CGrade 1ASIL-D, núcleos en lockstep

La tercera fila es la trampa. «Usamos la versión cualificada para automoción» suena tranquilizador, pero esa frase solo responde a temperatura y fiabilidad. No dice absolutamente nada sobre seguridad funcional.

08

Qué preguntar cuando oiga «grado automoción»

Sobre la temperatura

¿Qué grado AEC-Q100? Pida el certificado en sí, con la referencia exacta y el grado.

Sobre la fiabilidad

¿Existe certificado AEC-Q100? «Diseñado según normas de automoción» y «cualificado según ellas» son afirmaciones distintas.

Sobre la seguridad funcional

¿Qué ASIL? ¿Con lockstep o sin él? Exija un certificado de producto — un certificado de proceso no cuenta.

Sobre el suministro

¿Cuántos años de suministro se comprometen? ¿Hay detrás disciplina de PCN y EOL?

Tres afirmaciones habituales y lo que significan en realidad:

  • «La nuestra es una solución de grado automoción.» Suele cubrir solo la temperatura. No dice nada sobre si se superó AEC-Q100, y absolutamente nada sobre ASIL.
  • «Estamos certificados en ASIL-D.» Pregunte si es a nivel de producto o de proceso / sistema de gestión. Lo segundo demuestra que la empresa tiene un proceso de desarrollo — no que este producto sea seguro.
  • «Este chip tiene variante de automoción.» Que exista una variante no es lo mismo que sea la que compramos. Exija la referencia exacta, nunca el nombre de la familia.