确保您不在操作边缘的粗略方法是在范围之外对其进行测试。例如，您可以在 -65°C 的电压下以比正常更高的时钟速度和更高/更低的电压测试部件。

制造商自己可能不会在极端温度下进行测试，但他们知道在测试条件下需要多少余量，并且会对此进行测试。他们还知道如何确保他们正在测试所有内容。你什么都不知道。例如，振荡器之类的东西可能在 -40°C 下工作良好，一旦开始工作到非常低的温度，但有些可能无法在 -45°C 下启动。由于某些时序条件，一条特定指令可能首先开始失败。

如果制造商可以提供符合该温度条件的设备，那将是最好的。或游说放松的要求。或者将加热器放在那里以保证在可接受的预热期后达到最低温度（可能在达到可接受的温度之前禁止操作）。

如果零件需要满足军用较低的温度范围，您确实需要确保它可靠地工作。

正如您所说，无法判断您是否在超出其温度范围的测试期间对设备进行了降级。你有两个选择：

1. 联系制造商，询问他们零件应该能够承受的极端温度。因为您可能已经注意到温度范围非常相似。制造商可能会选择一个通常指定的温度范围，这是可行的，但对潜在客户具有吸引力，然后在该温度范围内进行测试，即使他们可能认为零件可能更坚固。测试很昂贵。如果他们奇迹般地回答，我保证他们永远不会肯定地回答，他们会说如果你的零件死了，那是你自己的责任。但是，根据您的可靠性目标，您可能会更放心地测试您的设备并在扩展的温度范围内使用它们。
2. 使用加热器、温度传感器和控制系统（可以是相同的微控制器 + 驱动器）将温度控制在设定的范围内。你很幸运想要在低温下操作，对于相同的环境温差来说，这更容易也更便宜。老实说，对于一个更可靠的系统来说，这并不是什么大问题。只需对加热器的功率要求进行粗略计算，然后在芯片附近焊接一个功率电阻器和一个热敏电阻，为加热器添加一个驱动器（可以是一个简单的晶体管），并通过运行在背景中的低频。这是要解决的 1 个方程、约 5-6 个组件和约 10 行代码。您甚至不必使用 PI 控制，具有迟滞的比较器就可以完成这项工作。

您所指的有时称为“升级”。这与“降额”相反，您可以根据您的应用程序和可靠性需求对部分或全部组件进行降额。

这是一篇关于升级主题的旧文章。他们最后的建议是一个很好的建议——联系制造商以了解在低温下运行可能会受到什么影响。他们永远不会保证超出其限制的操作（除非您是他们的大/战略客户），但他们可能能够就他们最关心的问题提供一些指导，这可以帮助您制定良好的寿命测试/筛选。

真正的答案取决于很多因素。它会看到热循环（在冷热之间进行）还是仅在 -55C 下运行？热循环会导致键合线和 IC 封装出现机械故障。它是“一次性”还是“关键任务”应用程序，即看到失败的后果是什么。如果它是“一次性”（为短期使用而建造的单个单元），您可能可以测试几个单元。如果是关键任务情况，或者零件将在低温下永久运行，您可能需要在鉴定上花费更多精力。

多年来，此类筛选已用于军事应用。重要的是要了解零件性能的真正“悬崖”在哪里。我们都同意这些部件可能不会在 -200C 下工作。我们可能都同意这些部件在 -41C 下可能表现得很好（刚好在 STM32F 工作范围之外）。制造商已在其组件工作范围内设置了一些保护带。

相关的问题是——你能弄清楚保护带在哪里（它是否包括你想要的较低温度范围），它是否会在多个批次之间发生变化。

弄清楚这一点需要测试许多部件，以获得关于部件在低温下的可靠性的良好统计数据，以及它们的故障分布情况，因此您可以预测故障模式是否可能出现在您的实施中。然后，一旦您的产品投入生产，您将不得不通过某种验收抽样来监控零件性能。

所有这一切的另一种方法是安装一个加热器，并使用 STM32F 的芯片温度传感器作为加热器控制回路中的反馈。对冷启动没有帮助，但如果它是一个连续运行的单元，它可能没问题。

我假设 MCU 是 CMOS，尽管您没有这么说。所有 MCU 都存在限制最高工作温度的自热问题。例如，插入充电器的 iPhone 摸起来可能会感觉到大约 50C，但在操作时内部温度会达到 125C 或更高。因此，您的 MCU 的测试限制（通常在使用热流进行鉴定期间进行控制）将确保设计限制正常。一旦低于该限制，晶体管延迟就会减少，这会引入种族危险的可能性。此外，本征载流子浓度会降低，这将对迁移率产生影响。如果您的 MCU 具有 A/D 或 D/A 转换器，它们的特性（例如最大误差）可能会增加，或者根本不工作。

降低频率根本无济于事（这可能有助于高温）。在其范围之外使用该设备的主要缺点是，即使出错的可能性很低，但每秒执行数百万条指令仍然很重要。如果您对功耗不太讲究，可以在代码中禁用节电程序（例如停止、睡眠等），这将导致很小的自热效应，可以通过使用厚绝缘层来增强这种效应. 但是，如果您的设备必须在非常低和非常高的温度下工作，这将是一个问题。

除非您可以从制造商那里获得慢速和快速批次，否则对您的设备进行资格预审不会有太大帮助；这些将是掺杂和其他参数（例如金属厚度）的极端值，以评估可靠性。

如果您有丰厚的预算，您可以从 ARM 或其竞争对手那里获得您自己的处理器的许可，并自行将其硬化到您自己的温度规格。这被称为客户自有工具 (COT) 方法。如有必要，您也可以许可内存控制器 IP 和外围设备。另一种方法是联系专门从事定制的制造商，并要求他们在扩展的温度范围内对您所需的产品进行资格预审。

进行定制的制造商将有权访问验证芯片所需的所有计算机辅助设计 (CAD) 数据库。然后在较低温度下重新验证​​设计是一件简单的事情。然而，他们可能依赖第二个供应商在通常范围之外的温度下对硅进行表征。这需要广泛的 SPICE 模拟和相关的库表征实验，这可能超出了他们愿意为除最大客户之外的所有人做的事情的范围。作为此过程的一部分，前面提到的热流可用于检查拆分批次在您指定的低温下是否仍通过其测试向量。如其他答案所述，这也可能导致产量损失。