原创 失效分析(和可靠性)没有那么高深莫测

失效分析现在已经成为了热门技术。业界也有不少专家在讲授失效分析知识。总的来说，失效分析在一般人的眼中，是很高深莫测的一门学问。

这以失效分析方面的专家动辄就拿昂贵的仪器，拿高深IC的解剖来说事不无关系。事实上，有的仪器他们可能也没用过，只有美国的大机构才用得起。

学院派的专家就不用说了，他们由于没有工作经验，所以只能讲解一些理论，他们的主要东西基本上是靠照搬美国的理论来的。所以，大理论一听，真的很高深。而一些研究所的专家，可能用过一些仪器（但是他们用得也不全），也做过一些解剖，但是，很少有企业用到那些仪器。

即使是一些有工作经验的专家出来传授失效分析知识，也不能免俗，总是以那些高深的分析和解剖为主要讲解内容。（我不清楚他们是有所保留，还是觉得不讲高深一点镇不住人）

在我看来，一味地强调高深的失效分析，不顾中国企业现状，就像没有教会人走路就先教人跑步一样。

中国电子行业现在的状况可以说是可靠性非常差。即使一些大公司有可靠性相关部门，很多大公司对可靠性测试花了大投入，但是对失效分析不够重视，失效分析人员沦为修理人员。而可靠性测试的理论基础也是基于发达国家的理论过来的，所以有时并不是那么符合我国，因为我国的技术水平以发达国家不在同一个层面，所以出的问题也不是同层面的问题。中国人有个很大的缺点，就是喜欢形式主义，所以不管是大公司还是小公司，在失效分析和可靠性方面，空有形式，少有实质。

可靠性领域，有两个榜样。美国和日本。美国以严格全面的测试保证可靠性。日本却是更重视失效分析。当然，美国失效分析也是老大，但是日本相对来说更重视实用的失效分析（当然日本也重视可靠性实验）。美国是技术巨无霸，可靠性测试方面日本也没办法达到那样的水平，所以日本实事求是地选择失效分析为重点，不断完善，从而使品质不断提升。

日本的电子产品曾经是劣质品的代名词，但是后来很多地方，特别是家电，赶上了甚至超越了美国。日本的电子产品成为了价廉物美的代名词。日本没有美国的大手笔投入来搞那么全面的可靠性测试，所以其可靠性成本也比美国低。但是，他们通过失效分析，不断提升了品质，所以物美。

举一个实际的例子。

塑封IC刚开始时，可靠性是很差的。当然，IC美国是老大，日本的IC更差。所以日本的电子产品大多要靠进口美国的IC。一开始，美国对塑封IC的可靠性差，认为是理所当然的。他们称要用高可靠性的IC，就要用陶瓷封装的IC，因为那是通过严格的测试的。但是，日本的失效分析专家做了实实在在的测试、失效分析、DPA（破坏性物理实验，以良品解剖为核心），把失效的问题找出来了，通过不断的改善，使日本的塑封IC可靠性也大大提高。美国后来才反过来学习日本的经验，从而提升了他们的塑封IC可靠性，最后重新超越日本。（有几个地方都是这样，美国一开始很厉害，但是日本采用了更合适的方法超过了美国，美国后来重新检讨改进，重新超越日本。比如美国在目标管理和绩效考核进行得如火如荼的时候，日本推行全面质量管理，结果最后日本胜出，美国领悟过来后，抛掉目标管理和绩效考核，才重新赶超日本的）。

    我国的电子业水平，和美国和日本比起来有如天壤之别。我国的电子业基础十分落后，可靠性水平也很差，除了廉价和技术含量低的产品能够抢占不少市场份额外，高端产品（比如IC和复杂元件），几乎是国外产品的天下。我们现在的水平，比日本起步时候的水平（相对水平）还差得多。那么，可靠性方面，我们应该学日本模式还是学美国模式更合适呢？

就是问一个外行也知道，我们基础差，学日本比学美国更合适。也就是说，脚踏实地地做失效分析，更加重视失效分析，对提升我国的电子产业可靠性更合适。而且要注意，我们跟日本比起来，差距巨大，也不能照搬日本的全部模式。可惜中国很多企业走的是美国模式的道路。不过那是好高骛远，不切实际。就像自己只有拖拉机，不去学开拖拉机的技术，反而想学开飞机的技术，结果飞机没开着，拖拉机也没开好。比如说，现在失效分析的专家动辄就拿解剖IC说事（其实有时他们也没解剖过），可是在中国很多企业根本就没条件。

中国政府对基础产业的扶持力度远远不够，虽然总是有吹牛的类似政策出台，但总是雷声大雨点小。他们宁愿花大量的金钱去搞泡沫经济，去拉动鸡的屁的高速发展，也不愿意花稍微多一点的钱来支持基础产业的发展（新闻上都是忽悠你的）。大型企业在类似的政策“熏陶”下，浮躁十足。大家看了就知道了，那些稍微大一点的电子公司，包括牛皮吹得响哄哄的HE(化名，以下同)，最后几乎都搞房地产去了，或者炒股去了。或者好大喜功，根本不够强的时候就想做大做强，比如LX。大有什么用？想做大，首先要做强再说。中国有几个企业真正的强的？HW（还好，老板讨厌泡沫经济，不过HW同样有恶性竞争、依靠拉关系等的问题）也没资格出来吹牛。不过这些公司基本上都在吹牛自己有多强。可是看看他们生产出来产品，那个技术水平和可靠性，真的没资格吹牛自己有多强，只能说相对的强。中国的元器件企业，与先进国家的比起来更是差得太远了。

中国电子产品除了技术落后，基础薄弱，其实最大的问题还是可靠性的问题。可靠性上不去，再大都做不强。中国现在还缺乏在各方面都非常正面的大企业（有的广告吹得好产品做得差，有的浮躁，有的恶性竞争，有的在供应商处是国际大流氓）。我认为中国电子产业未来的希望在中小企业——民营企业为主体的群体，也是创造真正价值的主力（国有企业的产值和创造的价值以水分为主，不足以信）。政府必须更加公平的对待民营企业。但是，作为民营企业本身，对政府不要抱有幻想，而是靠做强，自己强大了，政府自然而然会重视你。

可靠性是中国很多中小企业发展的主要瓶颈。同样是普通的整机产品，技术都很公开了，中国的产品与欧美日本等发达国家的产品输就输在可靠性上。这里先说明一下，我所说的中小企业是指员工人数一万人以下，年销售额100亿以下的企业，也就是说，中国的绝大多数企业是属于我所说的中小企业范畴。根据我多年的工作经验，加上和众多同行的交流，和众多供应商的交流，我意识到，中小企业的可靠性有很大的提升空间，而且提高可靠性并不是那么高深莫测。因为大多数中小企业可靠性方面已经误入歧途了。踏踏实实地做失效分析，而且不用做那么高深的失效分析，就能大大提升产品可靠性。

以下是我针对不同种类的元件分别说明。

一、高端元件，比如说IC及一些大功率分立器件、技术含量高的无源器件。这些器件，国内的厂家生产不出来，或生产出来的可靠性很差。所以，大多靠进口。

如果有整机厂家（中小企业）这些元件失效了，有的公司送给一些分析机构做很专业的失效分析，同时，对来料进行复杂的检验，甚至筛选。这种公司，一般人会怎么想？是不是对他们很佩服？我告诉你，这种企业，一般应用这些高端元件时可靠性是很差的。为什么？

高端元件一般是欧美公司生产的，他们的技术水平很高，可靠性测试非常严格，所以，生产出来的元件，只要应用得当，是很可靠的。整机厂对这种元件来料测试或筛选，跟厂家的测试比起来，有如天壤之别，所以是不可能测出问题来的。但是，为什么有整机厂要做来料测试呢？而且还请专业机构做失效分析呢。那就说明，他们用这些元件时失效率过高。

失效率高是什么原因？请那些失效分析机构做的分析报告很专业，很能震撼人。可是问题解决了没有？没有。分析机构只会告诉你解剖看到的现象。然后，对于是什么原因造成的，他们最多会给一些推测，当然，推测的原因中包含了很多的可能。可是，他们没办法告诉你真正的原因。

真正的原因是什么？根据我的行业经验，这些高端元件，失效率高，首当其冲的原因就是采购到了冒牌货！冒牌货的问题解决了，高端元件的可靠性问题就解决了一大半。高端元件由于价值高，所以，冒牌货很多。在市场上，冒牌货比正品还要多得多。所以，很多公司一直在用冒牌货却不知道。当然，最恐怖的是，如果设计工程师的BOM上（或物料库中）都不规定品牌，这种公司的元件质量一定会烂得很。

所以，高端元件，中小企业去请人做失效分析没意义，来料测试也解决不了问题，关键是要控制采购渠道。一般只有通过代理商，或声誉好的贸易商进货，才能保证正货。

很多公司的采购会说，我们的量小，代理商不会给我们供货。当然，个别很大的代理商确实会挑剔客户，但是，现在代理商也不少了，这家不行那家行嘛。很多情况下，就是没有真心地跟人家合作而已。其实，只要每月的采购额10万以上，就有很多代理商愿意做。而且现在是金融危机，很多代理商都放低了姿态。不过要提醒的是，不要吊死在大代理商身上，因为他们比较势利，一旦供货紧张的时候，他们对中小客户是很差的。可以选定几家代理商集中采购高端元件，这样对大家都有好处。

有的中小企业另外一个极端是，要求所有的元件都从代理商处采购。我可以告诉你，有这个要求的中小企业，一定在用很多冒牌货！很奇怪是吧？很简单，因为不要说中小企业，就是大企业，完全从代理商处供货都是不现实的。那么，为什么有的中小企业“做到”这点了呢？因为这个“做到”不是真的做到，而是通过巧立名目，通过上有政策下有对策“做到”的。比如说，很多贸易商自称是代理商，于是整机厂家认可了他们，更有甚者，一些代理商伪造代理证，忽悠整机厂的人（采购有时真被忽悠了，有时是假装被忽悠了）。所以，形式主义要不得，要实事求是。要求供货由代理商为主，贸易商为辅的策略。而且，对于这些贸易商一定要是声誉好的，同时给他们灌输不能供冒牌货的观点，有严格的惩罚措施。

解决了货源问题，就解决了高端元件一半以上的问题。之后就是应用可靠性的问题。比如说防静电做得好不好，焊接工艺好不好，这些都不需要做失效分析就应该管控的。上面这些问题解决了，就可以更深入地把设计中的不合理问题暴露出来了。以前的话，这些元件一出问题，可以怪到来料不良。现在，都是正规货了，我说过，这些高端元件的可靠性是非常高的，如果是正货，很多问题其实是设计不当引起的。所以，就可以敦促设计工程师检讨自己的设计。如果确实还是认为是元件问题，那好，交给代理商返回给原厂做失效分析。因为代理商是有这个义务的。不过即使是原厂分析，一般也会说是应用问题（很多时候这是事实），而具体怎么造成的还是得自己分析。比如说，分析结果告诉你是过电应力，为什么会过电应力呢？可能性就千奇百怪了，自己要分析才行。原厂的元件会不会出问题呢？当然有可能。没有哪个公司的东西绝对不出问题的。但是要注意，原厂出问题的概率一般会很低，如果一个整机厂的高端元件好多次问题（比如所有的高端元件的问题加起来，一年达10次批次性的问题这么多），那么我可以告诉你，基本上是因为应用有问题，而不是厂家出问题。否则，这些厂家早就倒闭了。因为大厂家的器件是有很多大客户用的，他们的器件真的出了大批量事故，他们会损失巨大。每年出一两次的话他们有可能就赔死。

所以，对于中小企业来说，高端元件失效的问题一般是很浅层次的问题，还轮不到对这些高端元件做深入的分析这种水平。除非你们的这些高端元件基本不出问题，偶尔才出问题时，说明你们的元件应用应该是比较可靠了，这时想进一步提升可靠性，就要进行失效分析。什么才叫可靠性好呢？有的人认为他们的可靠性已经“很好”了，事实上，高端元件，知名品牌的失效率是几个 ppm或几十ppm的数量级。而有的中小企业的有的高端元件的失效率达几百ppm、甚至几千ppm（相当于千分之几），这种水平的失效率，无疑是冒牌货或应用问题，还轮不上去怀疑正牌厂家的元件的可靠性的时候。

失效分析专家讲失效分析，动辄就是IC的解剖。事实上，中小企业来说，这些东西还用不上。只要会看人家的失效分析报告就可以了。高端元件控制货源、工艺、设计应用才是最有效率的提高可靠性的方法。

二、次高端元件。比如普通二三极管等分立元件，还有一些较为复杂的被动元件。这些次高端元件的特点是，技术有一定的难度，门槛较高，但是价格又一般般。这种元件，虽然欧美企业依然是做得最好，但是由于价格不是很高，所以欧美企业在逐渐越来越不重视这些元件，甚至放弃生产，所以，反而有的地方被日本赶超了。同时，由于技术上不是很难，所以台湾、香港和内地也有不少企业在生产。

这类元件价格不高、用量也不是很大，所以总体来说，采购额不是很高。这时，采购名牌厂的正牌货就有点难。这种元件一个办法是集中采购，放在和高端元件同样的代理商那里。另外，如果没办法集中采购，而单独找代理商人家又不愿意做时。愿意做的小贸易商又有冒牌货的风险。这时侯怎么办？我认为，以其冒着用冒牌货的风险，不如用牌子没那么大但是有正规货源的产品。比如台湾、香港和内地也有一些名牌企业（二线企业）生产这些东西质量也还可靠，这些元件的代理商一般都要求没那么高，采购额没那么大都愿意做。二线企业的元件失效分析还是要由厂家分析。这些厂家生产出来的东西可靠性还有待提高，并且有些性能也有待提高，可以通过要求他们做失效分析，不断提升可靠性。当然，有时，这些企业，特别是国内的企业，做失效分析时比较形式主义，这时要穷根究底，逼迫他们发现真正的问题，从而真实地改善质量。当然，通过厂家的失效分析报告，如果是应用问题，也要找自己公司在应用方面的实际问题。

三、通用标准元件。比如贴片电阻贴片电容。这些元件从性能上来说属于最简单的元件，但是生产需要一定的门槛，因为必须大规模生产才能有利润。

这种元件用量大，市场上有大量竞争对手，可靠性水平一般都比较高。包括国内的一些名牌厂家的质量也不错了。所以，这种元件除了选择好的品牌，杜绝冒牌货（也有冒牌货）外，就是要小心工艺和设计问题了，以上的问题做好了，可靠性一般就能上去。

四、门槛低的元件，是指生产这种元件投入不大，也没有技术门槛，生产厂家特别多。要注意，这种元件门槛低不等于元件本身真的很简单。比如说，晶振本身是个很复杂的元件，可是晶振生产的门槛很低，因为小厂家可以买晶元等元件回来，剩下的只是做装配封装而已。另外包括一些定制件门槛也低，比如变压器。

门槛低的元件，反而是最容易出问题的元件。就是因为门槛低，所以市场上鱼龙混杂。说实在话，这种“简单”的元件反而是中小企业中失效率最高的元件。解决了这些元件的失效问题，企业的整机失效率将会大大提高。

很多搞失效分析的专家基本上认为这种元件不值一提，所以最多是一笔带过。可是，对中小企业来说，最实用的知识，最快提升公司产品可靠性的，就是解决好这些“简单”元件的问题。而且对这些元件进行失效分析和解剖，一般是可行的。不像IC，事实上国内没几家能够解剖。

中小企业失效分析人员的主要精力花在解决这些“简单”元件，深入分析和调查，就能取得很大的成效。

比如下面这些元件，门槛很低（很小的厂都能生产），但是，确实是很多公司的老大难质量问题：晶体(无源)晶振(有源)、发光二极管(LED)、数码管、液晶显示器(LCD)、变压器、贴片功率电感、电源模块、电声器件、接插件、开关、线绕电阻、电位器、电机、风扇、印制电路板、线材加工、外协加工件(比如单板)，等等。

这种元件，能用好品牌的就要用好品牌的。当然，有时受采购量、货期、成本等影响，未必买得到好品牌的。这时，退而求其次，也要选择比较可靠，有改善实力的厂家。如果选的是很差的厂家，即使你技术协议做得再漂亮，罚款措施再严，也无法得到可靠性好的元件（所谓扶不起的阿斗）。做可靠性测试、做筛选也提高不了可靠性。因为在可靠性很差的企业，产品失效不符合浴盆曲线，可能是直线，更恐怖的是前低后高的曲线，比如很多潜在的不良后期才暴露出来。

一旦选择了合适的供应商，元件出了问题，就要脚踏实地地做失效分析了。很多公司的毛病是，元件出了问题，生产、技术、质量、采购、供应商之间就开始扯皮，扯来扯去，甚至换了不少供应商，就是没有把问题解决掉。特别是搞绩效考核的公司，所有的人都拼命推脱责任，效率及其低下。

元件出了问题，分析原因。找出改善办法，比追究谁的责任重要多了。做失效分析也只能看出失效现象和失效机理，但是真正的失效根源，是很复杂的，很多时候是各种原因交织在一起（越差的公司原因就越多）。解决的办法有时也要多方面入手。

一般公司失效分析最大的毛病就是，没有实地调查、没有多收集资料、没有验证，想形式主义地就得出了原因，得出了改善措施。到最后，问题还是没真正解决。特别是调查跟踪非常重要，能发现坐在会议室想破脑壳也想不出来的问题。

现在业界对这种“简单”元件的失效分析，大家交流较少，我倒是希望看见更多的同行，一起来交流这些方面的经验，这是失效分析最有用最有效率的地方——成本很低，但是收效巨大。中国整个电子行业，就是要靠不断的脚踏实地地做失效分析，提升可靠性，才有增强我国电子产品的实力。做强了，就一定会有很多做大的机会。光大而不强，没有任何意义。

失效分析能够暴露公司的设计、工艺、人为等方方面面的问题。同时，即使是元件本身的问题，也要和供应商一起分析和解决问题。不要一味地让供应商出个分析报告改善就完事了。供应商内部也有很多形式主义，只有干实事的心态去做事，才能发现真正问题。中国的普通供应商质量意识还不够高，分析问题也还不够专业或踏实。那么，可以通过失效分析，不断地推动中国供应商的进步。

失效分析没有那么高深莫测，把普通的元件失效分析做好了，产品的可靠性就能大幅度提升。曾经有个例子，有个同事，说我们公司没做失效分析，我当时就好笑，反驳道，我把元件不良的原因找出来了，改善了，那不就是失效分析么？或许在他的心目中，只有解剖IC之类的才叫失效分析。这也不怪他，因为那些专家一讲失效分析就是IC解剖。