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汽车芯片标准化:走出混沌,解锁产业新纪元

汽车纵横全媒体 2024-01-11 10:45 发文

随着全球汽车产业向电动化、网联化、智能化加速转型发展,汽车芯片在汽车新技术应用和功能提升中的重要性日益凸显。然而,受技术壁垒、生产工艺限制、成本控制以及内外部环境和市场需求等因素的影响,我国汽车芯片产业发展依旧面临较大的挑战。

我国汽车芯片产业要实现进一步向上突破,需要通过建立行业统一标准来引导产业技术进步和产品创新,实现整车企业、研究机构和专项技术企业共同研发,推动技术突破和产品创新。

为推动全球汽车芯片产业发展,2023年12月5-6日,以“共享中国机遇、共谋创新发展、共赢产业未来”为主题的2023全球汽车芯片创新大会暨第二届中国汽车芯片高峰论坛于无锡滨湖召开。其中“汽车芯片标准化发展”主题论坛围绕汽车芯片标准发展需求、汽车芯片检测发展模式、汽车芯片检测技术创新驱动等议题,聚焦基础、通用要求、产品与技术应用、匹配试验等领域的标准方向开展讨论,为汽车芯片技术持续创新升级出谋划策。中国汽车工业协会副秘书长陈士华主持会议。

无“章”可循,

芯片产业标准亟需建立

随着汽车新四化的加速推进,芯片复杂度越来越高,需求量也在持续增长。芯片作为汽车产业的重要组成部分,其性能和品质直接影响到汽车的整体性能和安全性。为了应对这一挑战,行业需要建立一个全面、高效的标准体系,以确保不同应用场景下芯片从器件到模块到系统到整车的全面覆盖。

中国汽车工业协会副秘书长陈士华

作为一名专注于第三代半导体功率器件可靠性的研究者,工业和信息化部电子第五研究所研究员、国家重点实验室总师陈媛坦言,中国汽车芯片产业应该努力争取更多的话语权,因为在实际使用中,这些半导体器件将面临更高的强度、更高的工作电压开关速度,这些都直接影响其可靠性。中国汽车芯片的可靠性评估标准体系建设亟需解决。

工业和信息化部电子第五研究所研究员、

国家重点实验室总师陈媛

她举例到,由于碳化硅器件的材料、工艺与硅器件存在差异,相应的验证标准体系尚未完全建立。然而国内的部分公司,已经开始生产碳化硅器件的产品并上车使用。“在评估体系尚未建立的情况下,我们如何放心地使用这些器件呢?”陈媛说到,“建立可靠的机制来评估和测试这些器件的标准迫在眉睫。在这个过程中,行业需要依据已有的基础结合实际情况进行适当的调整和优化。

标准是检验检测的依据、是质量提升的基础,检验检测是推动标准实施的重要手段。纵观汽车芯片全价值链,汽车芯片标准、检测认证是不可或缺的重要成分。中汽研软件测评(天津)有限公司功能安全与芯片测试平台总监夏显召认为,目前我国芯片产业需要解决的最关键问题,是设计和审核标准。虽然现在基于原标准的技术检测方法已经得到广泛应用,但需要进一步优化和完善这些方法,以确保汽车芯片达到特定的要求。

中汽研软件测评(天津)有限公司

功能安全与芯片测试平台总监夏显召

他同时指出,近年来越来越多的汽车芯片企业开始关注信息安全问题。然而,目前很多测试机构对于汽车芯片的测试理解还不够深入,或者由于其他原因只测试部分项目。因此,行业需要建立一种统一的沟通语言,以更好地理解和评估汽车芯片的安全性。

江苏云途半导体有限公司产品工程总监/质量工程总监陈燕军从供应商角度详述了标准缺失带给他们的困扰。“检测条件、检验项目、实验标准、报告要求都不清晰;另外,有部分单位仅进行了实验,未进行数据分析,这涉及人员、实验方法、认证条禁、设备校准等,许多并不符合审核标准要求。”他同时提到,“虽然公路安全是汽车安全的重要一环,但公路安全以及需要做什么并不明确。同样,成本与安全要求也存在矛盾。信息安全方面,虽然国内在可靠性方面做得较多,但主要涉及功能安全部分,信息安全占比较小。”

江苏云途半导体有限公司

产品工程总监/质量工程总监陈燕军

“希望能够明确国家在安全可靠性方面的标准要求,统一行业标准,让大家知道该做什么、哪些是我们要做的事情。”陈燕军呼吁,“只有这样,我们才能展开良性竞争和共同发展。”

多方协同,

共建行业标准“芯”生态

集成电路行业的发展不能弯道超车,也无捷径可走。汽车芯片产业更需要脚踏实地,努力探索两个行业融合的平衡点。只有通过政府、行业协会、企业以及社会各界的共同努力,我国汽车芯片产业才能在日新月异的行业中立足。

在此背景下,行业各个标准化机构纷纷开展了汽车芯片标准的研究工作。为实现技术标准的规范统一,建立系统的标准体系,促进汽车芯片产业安全可控和快速有序发展,中国汽车工业协会标准法规工作委员会于2023年中开始筹建汽车芯片团体标准专业委员会(以下简称专委会)。2023年12月5日,专委会在无锡正式成立。专委会将根据工作计划,联合汽车、芯片两大产业人士,有序开展汽车芯片标准研究制定工作,促进汽车芯片产业快速、稳定、可持续发展。

专委会为解决我国汽车芯片上车在标准方面的卡脖子问题,探寻我国汽车芯片标准体系架构,梳理汽车芯片标准体系下我国汽车及芯片产业的发展路径,提供了有力的支持。

另外,国家新能源技术创新中心也已展开汽车芯片标准体系建设。据国家新能源汽车技术创新中心技术标准化部部长吴倩介绍,其工作内容主要分为五个子课题,包括汽车芯片的标准现状梳理、技术结构分析、标准化需求调研、标准体系架构搭建以及标准仪器的制定。

国家新能源汽车技术创新中心

技术标准化部部长吴倩

目前国家新能源技术创新中心已经完成了一部分的需求调研和技术结构分析工作。例如正在计划启动汽车通信芯片和车身系统匹配实验方法的团标制定工作。她同时强调,虽然标准体系建设的路线图已经基本完成了,但这只是开始,还有更多的工作要做。

上海机动车检测认证技术研究中心有限公司高级专家陈大为在会上详细阐述了AEC-Q100 J版本和H版本的主要差异,并对标准的重点内容进行了着重讲解。新版的AEC-Q100标准更回归了初心,即基于知识和常理进行测试,同时与时俱进,增加了对先进工艺质量可靠性的要求。

上海机动车检测认证技术研究中心有限公司

高级专家陈大为

他介绍到,汽车芯片的质量零缺陷和可靠性是芯片标准的关键考虑因素。这种可靠性不仅仅要考虑到芯片的长期工作能力,还与智能驾驶和辅助驾驶的功能安全息息相关。在汽车芯片领域,设计、封装、检测检验、应用验证和交付等每个环节都贯穿着对质量可靠性的严格要求。设计阶段尤为重要,应考虑IP要求、高可靠的冗余设计等技术,这些都是构成高质量汽车芯片的关键因素。

此外,行业还需要根据实际工况反向推算前期的可靠性实验条件,并以此为基础,基于知识和常理进行芯片质量可靠性的实验要求。他指出,燃油车对电池芯片兼容性的理解已经远远不够,因为随着智能化、电动化、网联化的发展,车辆使用环境已变得异常复杂。因此,行业需要不断推出新的兼容性测试方法,并持续推动相关标准的建立。

中国质量认证中心汽车功能安全中心副主任兼中认车联网技术服务(深圳)有限公司(国家车联网产品质量检验检测中心)副总经理王江东对未来车规级半导体认证趋势进行了展望。他认为,车规级半导体认证未来的趋势将是公路安全和网络安全的融合,将以公路安全为核心,进一步扩展到围绕网络安全的大概念来解决问题。同时,认证也要注意到产品质量保证的要求,通过实际案例可以看到,在芯片认证过程中,不仅需要体系建设,还需要考虑绿色环保、指定车辆等因素。

中国质量认证中心汽车功能安全中心副主任

兼中认车联网技术服务(深圳)有限公司

(国家车联网产品质量检验检测中心)

副总经理王江东

无锡中微腾芯电子有限公司董事长陆坚则认为标准制定和转化至关重要,认证的标准需要尽快转化成国标。同时,国内目前能够满足汽车芯片需求的工艺线较少,需要重新审视并打通各个关键环节,形成一个共识,打通它们之间的壁垒。

无锡中微腾芯电子有限公司董事长陆坚

“我们正与整车企业共同努力,筹建一个汽车芯片推广应用平台。这个平台将打通各个关键环节,包括标准制定、行业咨询、产业研究等。希望通过这个平台的建设,能够形成一个完整的汽车芯片生态系统。”陆坚说到,“汽车芯片的发展需要我们共同努力,从标准制定到应用验证,从持续改进到解决问题,从平台建设到生态系统形成,积极寻求解决方案,共同推动汽车芯片的蓬勃发展。”

车“芯”融合,

推动行业高质量发展

随着智能化、网联化和电动化趋势的深入,汽车产业正在经历一场前所未有的变革。在这场变革中,汽车芯片生态的地位日益凸显,成为了车企差异化定义和软硬件融合的关键因素。

中国汽车工程研究院股份有限公司信息智能事业部芯片高级主任工程师周昕指出,行业内应关注汽车芯片的一体化发展。智能网联汽车标准体系技术逻辑框架由移动终端、出行服务、基础设施和智慧城市四个部分构成,这为汽车芯片的一体化发展提供了清晰的方向。行业应积极推动汽车端的需求分解和芯片端的技术匹配,提升汽车芯片产品适用性,防止贸易壁垒,促进技术合作。

中国汽车工程研究院股份有限公司

信息智能事业部芯片高级主任工程师周昕

在基础能力保障端,行业应关注环境温度、电磁兼容和应力冲击等问题,这些问题将直接影响芯片的性能和稳定性。而在高阶能力需求方面,传统的汽车芯片设计已经无法满足新的需求,行业标准需要重新定义器件工作时间,增加自动启停和OTA等机制,同时也要关注器件实际工作时间的增加对器件寿命风险的影响。

为了确保汽车芯片的可靠性、安全性和信息安全性,行业需要进行可靠性、安全性和功能安全的正向测试设计,生成并丰富测试用例,优化矫正模型参数,制定具有行业共识的检测体系并推广遵循。同时,行业还应关注芯片的测评保障,包括功能安全测评、信息安全测评和失效分析等,以满足汽车全生命周期、全应用场景下的安全可靠需求。

随着汽车产业的快速发展,满足用户的个性化需求已成为行业重要发展趋势。汽车应用的智能化,强调为每个用户提供专属的应用体验;工业规模化生产,强调产品生产一致性。芯片产业的发展离不开标准化,标准化不仅能使产业规模得以扩大,更能通过组合的形式配合软件的支持,实现满足个性化需求的创新。

长城汽车股份有限公司EE架构经理张良认为,汽车的智能化与芯片的标准化之间存在相互促进的关系。智能化为汽车提供了更多的功能和个性化体验,而标准化则保证了芯片产品的生产一致性。比如在座舱部分,通过标准化产品如抬头显示交互、语音交互、联网数据交互和面部手势识别等,可以实现规模化生产,并满足不同用户的需求。芯片标准化的推进需要综合考虑智能化、标准化、竞争力和消费者利益等多个方面。通过建立标准体系、引导技术创新和跨行业合作。

长城汽车股份有限公司EE架构经理张良

中国电子技术标准化研究院技术总监菅端端也强调,在制定芯片标准时,应基于关键系统的性能要求指定核心芯片的指标。此指标应该限定在一个范围内,“如果指标定死,可能成为某个企业的标准,对于其他企业是不公平的。”菅端端表示,“应用许可范围,要有竞争和对比的机会,同时需要明确芯片的检测指标、项目及考察的方式。”

中国电子技术标准化研究院技术总监菅端端

他同时指出,标准应该体现公平、合理、无歧视的思想,以及协商一致的原则,标准的制定是为了满足实际需求,并实现简化、统一化、通用化、系列化、模块化、组合化,即标准六化。

总的来说,汽车芯片生态的变革正在重塑汽车产业的新格局。在这个过程中,行业需要把握智能化、网联化和电动化带来的机遇和挑战,通过标准、检测和生态一体化的考量,推动汽车芯片产业的健康发展。

图片:芯片大会 

文章:汽车纵横

排版:汽车纵横

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