確保汽車電子產(chǎn)品的可靠性已經(jīng)引發(fā)了整個半導體供應鏈的爭奪，并且發(fā)現(xiàn)了一系列數(shù)據(jù)不足，缺乏明確定義的標準以及不一致的專業(yè)知識水平的問題。

可靠的功能安全性，可在惡劣環(huán)境中使用18至20年，或在自動出租車或卡車上持續(xù)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(lǐng)域取得工程技術(shù)進步。它還需要管理一個全球供應鏈，這個供應鏈由初創(chuàng)公司，沒有汽車經(jīng)驗的芯片制造商以及在先進電子方面經(jīng)驗不足的汽車供應商組成。

圖1.系統(tǒng)驗證應確定系統(tǒng)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(tǒng)的可靠性，或者在出現(xiàn)故障時故障將會如何有效地轉(zhuǎn)移到另一個系統(tǒng)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(shù)據(jù)來保護其知識產(chǎn)權(quán)，使汽車制造商需要自己發(fā)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)。更糟糕的是，將所有這些結(jié)合起來的規(guī)則充其量只是參差不齊的規(guī)則。

卡內(nèi)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(shù)戰(zhàn)略來驗證這些車輛的非常規(guī)軟件方面的安全性?！薄?“一旦開發(fā)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(fā)揮作用。即使試點部署產(chǎn)生可接受的低故障率，仍然存在這樣的問題：有限規(guī)模部署是否能夠準確預測更大規(guī)模部署的安全性以及隨之而來的軟件更新。

圖2、全自動電動汽車電子技術(shù)的趨勢和挑戰(zhàn)

缺乏關(guān)于自動駕駛汽車的政府法規(guī)使得消費者受到競爭激烈的新興自動駕駛汽車（AV）行業(yè)支配的影響。但如果失敗，這些行業(yè)將會損失很多。這種經(jīng)濟威脅與ISO 26262標準的不斷發(fā)展相結(jié)合，可能是拯救的恩典。 ISO 26262要求在采購和制造的所有環(huán)節(jié)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(diào)查。毫無疑問，對于安全關(guān)鍵系統(tǒng)而言，測試和跟蹤過程更加昂貴，而可靠性和良好質(zhì)量仍然是非安全關(guān)鍵系統(tǒng)（如信息娛樂系統(tǒng)）的重要賣點。

在先進工藝節(jié)點上盲目飛行

通過向后看是真正了解高級節(jié)點的壽命和可靠性的唯一方法。 “先進節(jié)點的最大問題是你需要為壓力篩選測試獲得可靠的數(shù)據(jù)，并且在先進節(jié)點生產(chǎn)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(shù)，但實際上你不知道它是否在時間消失之前是有用可靠的?！皩α慵煽啃缘男判碾S著時間的推移而增加。 “當你有多年調(diào)試過程時，你自然會有更高的可靠性，”KLA-Tencor戰(zhàn)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(diào)試的系統(tǒng)缺陷和集成挑戰(zhàn)?！按蠖鄶?shù)汽車芯片不是在先進節(jié)點上開發(fā)的。但是那些需要大量計算能力才能做出瞬間安全關(guān)鍵決策的應用，例如AI，需要最高的密度。這就產(chǎn)生了在先進節(jié)點上常常被忽略的可靠性問題，因為使用這些過程開發(fā)的大多數(shù)芯片都用于消費者設備或受控環(huán)境。

圖3、汽車電子系統(tǒng)架構(gòu)復雜性的演進

“較新的制造工藝通常會產(chǎn)生比有時間成熟的舊工藝技術(shù)更多的缺陷部件，”西門子事業(yè)部Mentor的高級營銷總監(jiān)Tessent Benware表示。 “在汽車應用中使用最新的工藝技術(shù)是兩個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。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(zhì)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(tǒng)方法已不再充分。使用先進工藝節(jié)點實現(xiàn)復雜IC的汽車級質(zhì)量水平要求測試模式生成需要了解缺陷在物理上的表現(xiàn)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(shù)字意義。 ”

Benware看到了單元內(nèi)部更多的缺陷。 “在finFET工藝技術(shù)之前，通常會看到邏輯單元內(nèi)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(guān)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(shù)的引入，這種差異有望持續(xù)到5nm，3nm及以下?，F(xiàn)在汽車IC將利用這些先進節(jié)點，必須更多地專門用于測試電池內(nèi)部的缺陷?！八衅囯娮赢a(chǎn)品 - 特別是安全關(guān)鍵部件和系統(tǒng) - 現(xiàn)在都在制造期間和之后經(jīng)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(jīng)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?nèi)〕?，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(nèi)的模塊中，它們應該持續(xù)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?！暗诙竭M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(chǎn)批次，”

Jrgensen教授繼續(xù)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(xù)1，000小時大約相當于三個月。然后應該產(chǎn)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(jié)論，其他設備也會這樣做。這就是你如何對汽車零件進行質(zhì)量保證，這就是為什么它們?nèi)绱税嘿F。您在將它們放入車內(nèi)之前，需要通過大量的QA（質(zhì)量評估）測試。“

來源：網(wǎng)絡