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聊聊汽車電子的可靠性問題(一)

作者:時間:2019-03-11來源:網絡收藏

  供應鏈的變化,對共享數據的抵制和技術的未知性加劇了持續的不確定性。

本文引用地址:http://www.rylpcf.shop/article/201903/398365.htm

  確保產品的可靠性已經引發了整個半導體供應鏈的爭奪,并且發現了一系列數據不足,缺乏明確定義的標準以及不一致的專業知識水平的問題。

  可靠的功能安全性,可在惡劣環境中使用18至20年,或在自動出租車或卡車上持續使用,這是一項艱巨的任務,需要在人工智能,激光雷達,雷達,車輛和車輛通訊等領域取得工程技術進步。它還需要管理一個全球供應鏈,這個供應鏈由初創公司,沒有汽車經驗的芯片制造商以及在先進電子方面經驗不足的汽車供應商組成。

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  圖1.系統驗證應確定系統出于正確的原因做正確的事情。

  此時,沒有人確切知道7nm AI(人工智能)系統的可靠性,或者在出現故障時故障將會如何有效地轉移到另一個系統中。事實上,沒有人確定在測試期間要問什么是正確的問題。供應鏈上下的所有供應商之間的溝通必須清晰和開放,但一些供應商通過隱瞞重要數據來保護其知識產權,使汽車制造商需要自己發現一些數據。更糟糕的是,將所有這些結合起來的規則充其量只是參差不齊的規則。

  卡內基梅隆大學的Phillip Koopman和Edge Case Research的Mitch Wagner在2018年SAE世界的一篇2018年的論文中寫道:“目前,還沒有普遍認可的技術戰略來驗證這些車輛的非常規軟件方面的安全性。”。 “一旦開發團隊認為他們的車輛準備就緒,似乎會部署許多HAV,然后他們就會看到公路上的事情如何發揮作用。即使試點部署產生可接受的低故障率,仍然存在這樣的問題:有限規模部署是否能夠準確預測更大規模部署的安全性以及隨之而來的軟件更新。

  

聊聊汽車電子的可靠性問題

  圖2、全自動電動技術的趨勢和挑戰

  缺乏關于自動駕駛汽車的政府法規使得消費者受到競爭激烈的新興自動駕駛汽車(AV)行業支配的影響。但如果失敗,這些行業將會損失很多。這種經濟威脅與ISO 26262標準的不斷發展相結合,可能是拯救的恩典。 ISO 26262要求在采購和制造的所有環節跟蹤所有的材料和零件,為供應商之間的安全行為文化和合作奠定基礎。故障的故障診斷看起來像航空調查。毫無疑問,對于安全關鍵系統而言,測試和跟蹤過程更加昂貴,而可靠性和良好質量仍然是非安全關鍵系統(如信息娛樂系統)的重要賣點。

  在先進工藝節點上盲目飛行

  通過向后看是真正了解高級節點的壽命和可靠性的唯一方法。 “先進節點的最大問題是你需要為壓力篩選測試獲得可靠的數據,并且在先進節點生產一段時間之前你沒有它們,”Gert J?rgensen說道。 Delta Microelectronics的銷售和營銷。 “你可以使用模擬生命周期的舊方法,但實際上你不知道這個模型在時間消失之前是否合適。這些工具是因為你將舊模型強加給新技術,但實際上你不知道它是否在時間消失之前是有用可靠的。“

  對零件可靠性的信心隨著時間的推移而增加。 “當你有多年調試過程時,你自然會有更高的可靠性,”KLA-Tencor戰略合作高級主管Jay Rathert說。 “但是當你將7納米和10納米零件放入其中時,這些工藝仍然有很多成熟的工作要做。仍然存在許多尚未調試的系統缺陷和集成挑戰。“

  大多數汽車芯片不是在先進節點上開發的。但是那些需要大量計算能力才能做出瞬間安全關鍵決策的應用,例如AI,需要最高的密度。這就產生了在先進節點上常常被忽略的可靠性問題,因為使用這些過程開發的大多數芯片都用于消費者設備或受控環境。

  

聊聊汽車電子的可靠性問題

  圖3、系統架構復雜性的演進

  “較新的制造工藝通常會產生比有時間成熟的舊工藝技術更多的缺陷部件,”西門子事業部Mentor的高級營銷總監Tessent Benware表示。 “在汽車應用中使用最新的工藝技術是兩個關鍵挑戰。這種較高的缺陷密度意味著制造后的測試必須達到更高水平的缺陷覆蓋率以達到同等質量水平。使用抽象邏輯故障模型生成檢測缺陷的測試序列的傳統方法已不再充分。使用先進工藝節點實現復雜IC的汽車級質量水平要求測試模式生成需要了解缺陷在物理上的表現方式和位置,并且必須了解這些缺陷在模擬意義上的行為,而不僅僅是數字意義。 ”

  Benware看到了單元內部更多的缺陷。 “在finFET工藝技術之前,通常會看到邏輯單元內部有50-50個缺陷分裂,互連線中有缺陷。隨著finFET的引入,與互連層相比,制造晶體管和相關邏輯單元的工藝復雜性不成比例地增長。隨著更多異國晶體管技術的引入,這種差異有望持續到5nm,3nm及以下。現在汽車IC將利用這些先進節點,必須更多地專門用于測試電池內部的缺陷。“

  所有汽車電子產品 - 特別是安全關鍵部件和系統 - 現在都在制造期間和之后經過嚴格的測試。目標是淘汰早起失效或早期有隱患的設備:早期失效的設備。

  “每一臺設備都經歷了加速的生命周期測試,然后你需要這樣做128小時 - 整整一周,”Jrgensen說。 “你測試設備,你把它們放入烤箱,加速生命周期測試,一周后將它們取出,然后你就模擬了一年的壽命。接下來,您將設備放入汽車或車內的模塊中,它們應該持續工作20年。通過[做到這一點],你擺脫了所謂的早期失效或者有隱患的設備。“

  第二步進一步進行測試。 “然后你有另一部分批次,這是你放在同一個溫箱里的很多生產批次,”

  Jrgensen教授繼續說,“但它在那里待了1000個小時。這是很多1,000個組件,然后你加速老化測試,然后你看看這1000個組件是否可以持續1,000小時大約相當于三個月。然后應該產生20年的模擬壽命。所以,我們有1,000臺設備正在通過這一點,你得出結論,其他設備也會這樣做。這就是你如何對汽車零件進行質量保證,這就是為什么它們如此昂貴。您在將它們放入車內之前,需要通過大量的QA(質量評估)測試。“



關鍵詞: 汽車電子

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