本文件提供了宇航用商业现货器件（以下简称“COTS器件”）货源基础的分类、风险、信息和数据，给出了使用方在COTS器件需求分析、选择保证、供应保证、质量保证和应用保证中需考虑的因素等方面的指导，并给出了COTS器件板级和子系统级保证实施注意事项。 本文件适用于宇航任务用COTS器件保证。

ICS49.045
CCSV25
中华人民共和国国家标准
GB/T439282024
宇航用商业现货(COTS)器件保证指南Guide for commercial off-the-shelf(COTS)parts assurance forspaceapplication
2024-04-25发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-08-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义、缩略语
3.1术语和定义
3.2缩略语
4通则
4.1工作目标
4.2工作内容
5COTS器件货源基础
5.1分类
5.3信息和数据
6COTS器件保证考虑的要素
需求分析
选择保证
供应保证
质量保证
应用保证
7板级质量保证和应用保证注意事项电路板设计
安装工艺
7.3板级试验
8子系统级质量保证和应用保证注意事项8.1
子系统设计
8.2组装工艺
8.3子系统级试验
附录A（规范性）COTS器件保证信息数据库内容要素...附录B（规范性）COTS器件选择保证要素附录C（资料性）COTS器件典型宇航应用风险及应对措施附录D（资料性)不同集成水平下试验的目的、能力、优势和局限性附录E（资料性）常用缓解COTS器件辐射问题的方法参考文献
GB/T43928—2024
GB/T43928—2024
本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口。本文件起草单位：中国空间技术研究院、西安空间无线电技术研究院。本文件主要起草人：张海明、汪悦、朱恒静、张大宇、张磊、李海岸、李江、黄金英。Ⅲ
1范围
宇航用商业现货（COTS）器件保证指南GB/T 43928—2024
本文件提供了宇航用商业现货器件（以下简称“COTS器件”）货源基础的分类、风险、信息和数据，给出了使用方在COTS器件需求分析、选择保证、供应保证、质量保证和应用保证中需考虑的因素等方面的指导，并给出了COTS器件板级和子系统级保证实施注意事项。本文件适用于宇航任务用COTS器件保证。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T4937.201一2018半导体器件机械和气候试验方法第20-1部分：对潮湿和焊接热综合影响敏感的表面安装器件的操作、包装、标志和运输GB/T190002016质量管理体系基础和术语GB/T37312.1一2019航空电子过程管理航空航天、国防及其他高性能应用领域(ADHP）电子元器件第1部分：高可靠集成电路与分立半导体器件通用要求GB/T38027—2019微纳卫星试验要求GB/T41040一2021宇航用商业现货(COTS）半导体器件质量保证要求GB/T41041一2021宇航禁限用元器件控制要求IECTS62686-2:2019航空电子过程管理航空航天、国防及其他高性能应用领域（ADHP）电子元器件第2部分：无源元件通用要求[Processmanagementforavionics—Electroniccomponentsforaerospace,defenseandhighperformance(ADHP)applicationsPart2:Generalrequirementssfor
passive components]
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GB/T19000—2016界定以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
commercialoff-the-shelf;COTS商业现货
采用商用成熟技术，未按宇航或军用标准设计和制造的、不受宇航机构采购限制的现货产品，3.1.2
COTS器件COTSparts
按照商业现货方式提供的元器件。注1：本文件中器件和元器件同义，英文parts和components同义。注2：COTS器件包括：
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-产品说明(包括数据手册、网站信息等)；开发工具(使用元器件必需的软件工具)；元器件。
spaceratedCOTSparts
宇航级COTS器件
在制造商生产线上生产，具有增强的过程控制和筛选要求，制造商宣称适合宇航应用的COTS器件。
注：增强要求可能包括具有优化材料设置的晶圆厂和封装线，进行晶圆批接受试验、抗辐射设计和筛选鉴定等。但其鉴定和筛选不受宇航机构或第三方监督，详细信息因制造商而异。3.1.4
assurance
提供COTS器件能够满足宇航任务使用的信任的活动。注：本文件中保证按照工作内容，包含选择保证、供应保证、质量保证和应用保证。3.1.5
制造商筛选
manufacturerscreen
由元器件制造商自行定义和实施的无损检测，目的是在室温或工作温度范围内对部分或全部器件手册参数规格进行功能验证，或消除早期失效，或识别参数异常值。注：不同制造商、不同元器件类型的筛选可能有很大的不同。3.1.6
原始器件制造商originalcomponentmanufactureroCM确定元器件技术规范并进行生产的公司。[来源：GB/T37034.2—2018,3.1.13]3.1.7
授权经销商此内容来自标准下载网
authorizeddistributor
独立于授权者（此处指电子元器件制造商或OCM）合法的个人或合作组织，经合同保证同意其使用授权者的名称及销售网络。
[来源：GB/T3
37034.2—2018,3.1.9]
非授权经销商
non-authorized distributor
未归入授权经销商或OCM名录的公司。[来源：GB/T37034.2—2018,3.1.12]3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AEC-Q：汽车电子协会鉴定(AutomotiveElectronicsCouncil-Qualification）AQEC：航空鉴定合格电子元器件(AerospaceQualifiedElectronicComponents）CMoS：互补金属氧化物半导体（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）DD:位移损伤(DisplacementDamage)DPA：破坏性物理分析(DestructivePhysicalAnalysis)ELDRS：低剂量率损伤增强效应(EnhancedLowDoseRateSensitivity）ESD：静电敏感度(ElectrostaticSensitiveDischarge)EMI/EMC：电磁干扰/电磁兼容性(ElectroMagneticInterference/ElectroMagneticCompatibility）2
FPGA：现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray)LET：传能线密度(LinearEnergyTransfer)MSL：潮湿敏感等级(MoistureSensitivityLevel)PIND：颗粒碰撞噪声检测(ParticleImpactNoiseDetection)）TID:总剂量(Total IonizingDose)SEB：单粒子烧毁(SingleEventBurnout）SEE:单粒子效应(SingleEventEffect)SEFI：单粒子功能中断(SingleEventFunctionalInterrupt）SEGR：单粒子栅穿(SingleEventGateRupture)SEL:单粒子锁定(SingleEventLatchup)SEU:单粒子翻转(SingleEventUpset)SOI:绝缘衬底上硅(SiliconOnInsulator)4通则
4.1工作自标
GB/T43928—2024
基于COTS器件货源基础，对COTS器件采取各种保证措施，确保在宇航任务全寿命周期内，满足其性能、质量、进度、成本等要求。4.2工作内容
COTS器件保证工作宜基于货源基础信息。COTS器件保证工作内容包含：需求分析、选择保证、供应保证、质量保证和应用保证。宇航任务宜在预研和可行性论证阶段确定是否通过使用COTS器件达到项目性能、质量、进度、成本等需求；在方案设计阶段确定以何种形式选择和应用COTS器件；在研制阶段，按计划或方案实施保证；并在全寿命周期进行COTS器件风险控制和信息数据收集。5COTS器件货源基础
5.1分类
5.1.1按供应方分类
COTS器件按照供应方可分为两类：a）购自于OCM或授权经销商的COTS器件；b）购自于非授权经销商的COTS器件。5.1.2按执行标准规范分类
COTS器件按照执行标准规范分类，可分为五类，涉及的COTS器件类型、执行标准规范、生产线和产品特点见表1。执行标准规范一般采信制造商在互联网、数据手册中公开发布的信息和提供的质量证明文件信息。
I类执行标准规范为宇航级制造商规范或数据手册，IⅡI类执行标准规范为非宇航各级标准（如国际标准、国家标准、行业标准、团体标准等)，I类、IV类、V类执行标准规范为非宇航级制造商规范或数据3
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手册，IN类一般不进行筛选或鉴定，V类需具体分析。未在表1列出的COTS器件类型可参照表1分类。
表1COTS器件执行标准分类、生产线和产品特点类别
COTS器件类型
宇航级COTS器件
AEC-Q元器件
供应方自行按照公开
标准筛选的元器件
按照国家标准生产的元器件
（非宇航级或宇航用）
供应方自定义筛选的
高可靠(Hi-Rel)元器件
供应方自行定义的
科学级元器件
工程样片，（厂家)标准级
一般工业用元器件
5.2风险
5.2.1概述
执行的主要标准规范
宇航级制造商规范或数据手册
GB/T 37312.1—2019
IECTS62686-2:2019
汽车工业标准
相应国家标准或行业标准
相应国家标准（元器件
通用规范和详细规范）
制造商规范或数据手册
制造商规范或数据手册
制造商规范或数据手册
数据手册
生产线和产品特点
经过抗辐射等空间环境适应设计和试验通常有宇航应用经历
执行相应工业标准，
按照标准鉴定和认可
执行相应工业标准，按照标准鉴定和认可执行相应的国家标准或行业标准，但未进行鉴定和认可
执行相应国家标准
根据制造商的具体情况
根据制造商的具体情况
可能与宇航或军级元器件共线生产，但不进行筛选和鉴定
需具体分析
COTS器件风险类型与供应方分类相关。其风险程度与执行标准分类相关，从类别I到类别V逐渐升高。
5.2.2供应方为原始器件制造商（0CM)5.2.2.1性能指标风险
或授权经销商的风险类型
与宇航级和军级元器件相比，COTS器件一般工作温度范围更窄，设计裕量更小。尤其在高低温下，电（光）性能指标偶尔会超出数据手册。COTS器件一般允许在多个生产线制造，批次间差异可能大。若将COTS器件用在关键系统，宜进行验证以保证其性能指标满足宇航任务。5.2.2.2质量和可靠性风险
COTS器件质量和可靠性风险包含五个方面。a）采用了GB/T41041一2021规定的宇航禁限用结构/工艺的COTS器件一般风险较高，如：金铝键合、纯锡镀层引出端、塑料封装等。b）沿用已有系统设计时，COTS器件可能存在技术状态更改现象，使用不同批次元器件可能引入风险。
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COTS器件可靠性是通过大批量生产和使用保证的。低产量、未知的制造商可能代表元器件c)
风险较高。
d）手工生产的COTS器件，风险可能较高。尤其是当项目要求的生产速度高于制造商通常维持的生产速度时，可能会导致风险升高，原因是：1）生产激增；
2)需要引入新的、经验较少的人员。e）未经板级安装验证的COTS器件，可能存在工艺适配问题，如采用通用工艺造成内部焊点熔融、引线或焊端应力集中等隐惠。5.2.2.3停产/断档风险
COTS器件可能会更快停产/断档，尤其是OCM破产或被收购的情况下。供应方一般依据工业标准发布产品停产通知。在选择元器件时，使用方宜考虑COTS器件停产/断档带来的备件贮存问题和产品功能的可替代性。使用方宜尽最大可能同时采购元器件，以确保备件足够，减少批次间差异。5.2.2.4空间环境适应性风险
COTS器件大多是为地面应用而设计的，往往存在空间环境适应性风险，尤其是辐射问题。元器件的抗辐射能力取决于其制造技术（如CMOS-bulk、CMOS-SOI、双极等）、工艺参数（如氧化物厚度、掺杂水平等）。使用方宜关注晶圆批次、晶圆制造工艺变化等信息。针对宇航级COTS器件，尽管供应方进行过抗辐射加固或评估，使用方仍需结合具体宇航任务分析其空间环境适应性风险。
5.2.2.5最小订单数量风险
COTS器件的最小订单数量可能极大超过宇航任务要求的库存量。使用方宜结合继承使用情况考虑是否进行长期贮存。
5.2.3供应方为非授权经销商的其他风险类型5.2.3.1操作损伤风险
对静电放电或潮湿敏感元器件，非授权经销商提供的元器件可能不会存放在元器件制造商推荐的贮存条件下。甚至，元器件可能已从原始包装中移除，且在处理过程中未采取适当的保护措施。5.2.3.2假冒伪劣风险
通过非授权经销商购买元器件通常不能提供追溯至OCM的能力。可追溯性的缺失可导致供应方提供来历不明的元器件，或提供不可控的非正常生产的元器件，如拆机或回收元器件、失效或报废元器件。元器件合格证、质量一致性证明等文件资料可能假冒伪造。5.2.3.3价格风险
当供应方库存量为有限定数时，对多个代理商发送采购需求将产生人为的虚拟增量需求，导致价格升高。
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5.2.3.4进度或计划风险
供应方不能提供确切的交货日期。5.3信息和数据
COTS器件信息和数据一般来自供应方声明，以及提供的满足规范的证据。鉴于商业敏感性，供应方提供的信息和数据是一般有局限的。使用方或第三方机构宜针对COTS器件建立保证信息和数据库，以指导选择和应用。考虑的要素宜按照附录A。COTS器件保证考虑的要素
6.1需求分析
根据宇航任务具体情况进行需求分析（考虑的要素见表2)，确定是否应用COTS器件，拟选择的货源基础类别、质量保证试验等级。宇航任务拟允许选用，或通过不一致控制等方式选用COTS器件时，宜结合任务背景，基于货源基础，在项目元器件保证计划或大纲中，规定必要的元器件选择保证、供应保证、质量保证、应用保证要求。表2宇航任务需求分析考虑的要素分类
应用状态
主要内容
宇航任务最终科学目标
或目的
系统在寿命周期内完成
任务所经历的相关环境
为实现任务目标而执行
的特定功能
系统必须执行其预定功
能的总时间
6.2选择保证
6.2.1通则
考虑的要素
是否是载人任务?任务平台和载荷分类是什么？任务愿意承担什么程度的风险
定义了所经历的应力，如热效应、电磁效应、静电效应、辐射效应等，并确保了解所需的工作环境、元器件性能阅值和裕度以及非工作条件应用结构及其余需求。各部分如何与电路的其余部分和其他子系统接口和相互作用
任务寿命定义了为任务选择、应用和试验元器件的标准，以免过早失效影响任务结果
宇航任务宜确定选用目录并在目录中选择COTS器件。使用方选择COTS器件宜基于COTS器件基础信息、停产断档情况、问题通报情况等，综合考虑继承性、先进性、可获得性、价格和保证成本，进行COTS器件市场调研和选用论证，并分析COTS器件应用风险和控制措施。宜按照附录B逐项确认选择保证要素。
6.2.2选用目录
基于COTS器件保证信息数据库，宇航任务需要确定并维护元器件选用目录或优选清单。优选清单宜充分继承在以往型号中已经成功应用的COTS器件。如选用目录或优选清单中的COTS器件无6
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法满足应用需求，宜选择知名生产厂、产品质量信誉良好的现代化高水平制造商的成熟COTS器件；在基础条件相似的情况下，推荐选用货源基础类别高的COTS器件。6.2.3选择和决策
6.2.3.1供应方选择
宜在OCM或授权经销商处直接采购COTS器件；若不具备条件，宜选择有采购历史且具有型号应用经历的渠道。
6.2.3.2执行标准选择
选用方宜了解COTS器件生产线的认证标准、产品的适用规范。在基础条件相似的情况，推荐选用表1中类别更高的COTS器件。不宜选用民用、适用规范不明或无公开渠道查询数据手册的COTS器件。
6.2.3.3元器件选择
选用方宜充分地开展市场调研和COTS器件预选，宜甄别选出多种待选元器件，调研信息包含：COTS器件的功能、性能、元器件历史应用信息、匹配电路情况、环境适应性、质量与可靠性、供应情况等。避免选择处于技术开发初期、未大批量生产或设计处于技术极限的COTS元器件。6.2.3.4风险分析和控制
基于附录B的COTS器件选择保证要素，结合5.2指出的风险信息，综合分析COTS器件应用风险和控制措施。COTS器件常见的宇航应用风险及采取的措施见附录C。6.2.3.5评价与验证
对于关键COTS器件，在采用未验证新技术的情况下，需提前进行评价与验证，确定其使用可行性。
6.2.3.6决策
使用方宜建立决策机制，结合选用论证情况、评价与验证结果，确定待选COTS器件最终选用结论，以及为应对风险后续开展的保证工作和开展的时机。6.3供应保证
6.3.1供应方管理
供应方宜在使用方确定的供应方名录范围内。6.3.2合同或协议
对在OCM或授权经销商处直接采购的COTS器件，宜在合同或协议中明确交货期限、需提供的产品数据资料、长期稳定供应(如：停产或断档通知)等内容对在其他代理商处采购的COTS器件，还宜在合同或协议中明确下列内容：a）提供追溯至OCM的能力；
b）元器件一般宜采用原始包装，若必须分包在处理过程中采取适当的保护措施；c）采用制造商推荐的贮存条件存储，尤其是对静电放电或潮湿敏感的元器件：GB/T43928—2024
d）假冒伪劣的预防处置机制。
6.3.3采购模式
采用批量、集中采购模式，尽量确保初样、正样使用的COTS器件为同一批次。6.3.4备件、消耗品计划
宜制定备件、消耗品计划，确定宇航任务全寿命周期及任务延续期内所需备件和消耗品型号规格、批次需求和数量，包括质量保证、应用调试、预期早期失效的消耗品。6.3.5长期贮存计划
对于延续性或需进行在轨维护的单机，为应对停产/断档、技术状态更改等风险，宜制定元器件长期贮存计划，明确元器件长期贮存要求，包括贮存条件、包装方式、贮存期限、复验要求和备件、消耗品计划等。确定贮存数量时宜考虑宇航任务延续性、贮存寿命、费用、技术更新、战略方针、国际形势等因素。6.4质量保证
6.4.1方案和实施
宜按照GB/T410402021制定质量保证方案，基于制造商筛选，确定项目和具体要求后实施6.4.2试验等级
GB/T41040一2021规定的“试验等级”仅代表筛选和鉴定试验等级，与可靠性、制造工艺或质量水平无关。试验等级1级～3级重点在元器件级试验，4级重点在板级、系统级试验和应用保证。常见质量保证试验（以下简称“试验”）项目在元器件级、电路板级、子系统/机箱级进行的优势和问题见附录D。跳过元器件级试验通常是为了降低成本和加快进度，但如果在更高的级别检测到任何故障，将对成本和进度产生负面影响。更高集成度的试验减少了使用方对COTS器件设计裕度和故障裕度的了解。6.4.3试验结果分析
试验过程中发现的不符合，可能是选择的标准不适用于某些COTS器件。不符合的试验结果宜与失效分析、风险分析和评价相结合。6.5应用保证
6.5.1贮存
未装机的元器件宜贮存在清洁、通风、无腐蚀性气体，满足静电防护要求，并满足温度和相对湿度要求的场所和包装内。长期贮存的元器件还宜按计划的贮存条件和包装方式进行。6.5.2板级和子系统级应用保证
宜在板级和子系统级设计（降额设计、热设计、抗辐射加固设计、工艺控制等方面，结合元器件级质量保证的信息，对COTS器件进行应用保证。常用缓解COTS器件辐射问题的方法见附录E。
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