自动驾驶要求车载元器件零缺陷，怎么破？

发表于： 2020年10月21日 2020年10月21日
分类：是说芯语

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宜特中国CEO

崔革文

各位好，我叫崔革文，父亲是山东人，1949年去了台湾，我问我父亲为什么我叫崔革文，他说这个名字好，你只要不要把名字的后面两个字颠倒念就行了。我这辈子就两个工作，第一个工作是在台湾的工业技术研究院做了18年，18年后加入了台湾宜特十年，2014年我调任中国宜特总经理至今。

2008年的时候全球金融风暴时我在台湾宜特，从那个时候开始我就开始接触有关汽车电子相关的东西。一直到今天，我对ADAS这件事情都还是存在着一些怀疑，目前ADAS针对黑人和白人都还有一点辨识上的问题，从数据来看，黑人的危险性比较高，也不知道是不是因为夜间时黑人的辨识率较低,所以容易被撞到。

我们可以从视频短片中看到自动驾驶车辆撞到路边上的机器人，这件事有两个角度，第一是机器人傻傻的不知道躲车，但是换一个角度说，自动驾驶车辆没有办法辨识在路边的机器人。另外这个视频就是去年发生在亚利桑那州自动驾驶车辆闯红灯的事件，你们可以看到右手边有行人要过马路，交通讯号灯已经显示是红灯，左边有一台人员驾驶的汽车已经停住了，可是这个自动驾驶却仍然在行驶。

做汽车电子这件事情，我们不能用传统消费性电子的思维来看，汽车电子出问题时谈的不是返工，它谈的是一旦发生问题的时候就召回，如果问题和人命有关，请问人命能召回吗？我在农历年后，应重庆长安汽车研究院的邀请,双方针对汽车电子供应链质量与可靠性的问题进行探讨与交流，长安汽车研究跟我提及，去年长安汽车召回了两千多台车子，这是车厂负责任的表现，但是他们的供应商差点因为召回而出现财务上的问题。

我想说的是要踩进汽车电子的前装市场，车厂除了要求产品绝对不能有可靠性的问题外,还要看你这个供应商的财力够不够大，万一出问题，即使跟人命无关，可是召回可能就会让你破产,一旦破产供应链就会出问题。车用芯片利润很高,但为什么过去投入的厂家不多呢？主要因为它的进入门槛非常高，一旦发生问题时要付出的代价很大,尤其是对质量与可靠性的要求更是严谨，目前在车用芯片大多数还是掌握在国外公司手上，可是我们拥有国内最大的汽车市场，2018年国内汽车销售占额已经到了34.13%,成为全球最大的汽车销售市场, 因此ADAS的兴起,肯定会让国内车用电子市场产生很大的商业机会, 这是千载难逢的机会。

六年前去长春第一汽车研究院进行技术交流，当时我们就认为汽车产业很快会从传统的机械产业变成机电产业，到了2030年，一台车的成本就有50%是来自汽车电子。

ADAS要面临的挑战非常的多，你看这个人在车里面悠闲看书，喜欢喝酒的人上车后把目的地说清楚后就能开喝，自动驾驶会搞定一切。但自动驾驶要面临的是很复杂的环境，从车对车、车对人、车对物，在高速路上必须及时的对汽车下出动作指令，特别是在一个复杂的城市交通环境，如何能够让汽车在运行中各项讯号不中断，因此可能光是靠5G还不够，为了让车子在时速120公里的时候，传输讯号要能够保证不延迟、不中断而且能在面对复杂的交通环境下快速做出正确的反应。因此,真正要做到全自动驾驶,应该是5G+AI+HPC+多维度卫星定位系统应该才有机会,而国内自主开发的北斗卫星可能也会派上用场。

今年三月,国外知名机构针对自动驾驶的”脱离”发出一份调查报告, 脱离的意思是指自动驾驶不能处理的情况，必须由驾驶者接手车辆。一开始有很多的车厂参加这个调查，这份报告里显示在脱离的条件下,领先者是GM、Waymo、Ford，紧跟在领先者后面的这些公司包括Intel, VW，BOSCH…百度也在其中。有几家车厂中途退出了脱离的评鉴，主要因为知道自己玩不下去，因此退出了评鉴，所以要做到全自动驾驶的挑战还是非常多的。

特斯硬件2.0大概约有一百多颗芯片。今年初特斯拉再度发布号称史上最强大的硬件3.0车载计算机，硬件3.0除了用特斯拉自行研发的专属芯片,还加上ARM A72 CPU,GPU, ISP等一系列功能强大的芯片,据称硬件3.0能达到144TOPS的运算能力（Tera Operations Per Second），1TOPS代表一秒钟可进行一万亿次的计算能力。但无论功能如何强大，这些芯片最基本的要求仍然是必须符合AEC的要求.

我关注汽车电子领域已经十多年，2008年在台湾就呼吁要注意车用电子供应链的问题，日本车厂的Tier1 是DENSO、SEAKI、Panasonic等公司，Tier2 是Renesas、Toshiba、Fujitsu、TDK, 在美国Tier1是DELPHI、TRW、AUTOLIV, Tier2是Freescale、TI、ON等公司，在欧洲Tier1是BOSCH、TDK、Continental等，Tier 2是NXP, Infnion, ST Micro等, 请问国内的Teri 1 & Tier2在哪里?过去五十多年,欧美和日本的车厂,在车用电子的创新应用大都是车厂管理Tier1,Tier1参与车厂进行车辆整合设计开发,同时也兼具管理Tier2和Tier3的功能,主要因为领域不同,所需要的专业知识与技能也不同。多年前我在台湾看到了车用电子供应链不够健全的问题，在国内五年多我看到的仍然是相同的问题，这是需要大家去思考的一件事。

在自动驾驶兴起后，我的判断是车厂将直接管理Tier1 –Tier3，因为当大量的集成电路因为ADAS而上车后, 车辆的整体安全性、可靠性的责任一定会背在车厂身上，加上未来高达50%的汽车成本会来自于车用电子，这件事情对车厂来说是非常大的转变, 而且一旦车用电子发生问题，其代价将会很惊人，因此未来车厂在车用电子供应商的可靠性管理上会扮演相当重要的关键角色。

在每一个不同的年代，每一次的产业的变革，都会对当下的某一些产业产生冲击。1980年流行磁带，但是1990年MP3出来，磁带就消失，因此自动驾驶的出现，很快就会冲击到AM（后装）市场, 将来真的走到了自动驾驶 Level 5的话，我个人认为AM的市场几乎或将消失，因为将来车主是不能随便到外面买一个车用电子产品装在车上的，没有人能保证AM的产品是否会对原车厂所装配的电子产品产生电场与磁场干扰的问题，如果干扰严重就有可能让车辆出现误动作,这是会出人命的,我估计车厂也会将此条件订为免责条款之一。

因为自动驾驶的创新应用，也改变了过去在造车上的传统思维，过去汽车只要求简单、不复杂、稳定的机械运动，未来为了要达到全自动驾驶的各种性能要求，大量最先进工艺和高度集成的芯片自动驾驶都会用上，2018年汽车电子技术大会上，宝马、奥迪都在呼吁，说汽车大量采用先进工艺的集成电路，除了过去车厂完全没有这种经验积累外，大量的电子元器件、模块装上车到底会发生什么问题都缺乏实务上的经验,加上汽车所处的环境较消费性电子产品来的恶劣许多,这是最危险的一件事，都要非常谨慎的去处理。

为了满足ADAS的高速，高性能运算需要，目前已经有人将2.5D/3D封装的芯片用上ADAS.

那么先进封装与高度集成的芯片面临的可靠性问题是什么？我们在实验室里面做了一个简单的回流焊测试，在几次回流焊之后我们做分析，发现在焊锡接点的共金层（IMC）出现了孔洞,这证明温度会使焊点共金层出现孔洞,使焊点结合强度迅速劣化,所以对未来的汽车电子来说，ADAS需要最先进工艺且功能强大的芯片，而人们对这些芯片用在复杂的汽车环境到底会发生什么样的问题亦缺乏实务经验，这肯定是车用电子可靠性上的大挑战,也是国际上各大车厂所高度关注的议题,从2018年国际汽车电子技术论坛上,几乎全部的会员都在探讨汽车电子可靠性上的问题

应新能源汽车与ADAS的出现，芯片也将从过去的mW转向百瓦以上的功耗，因此芯片散热的不均匀性对IC设计者来说也是个大问题，从宜特实验室的实际测试数据中，已经看到中/高功率芯片在寿命试验中出现过热现象，这对于过去使用传统烤箱来执行IC寿命试验的客户来说，是已经无法满足AEC验证上的需求。

在小小的汽车空间里，当大量的电子模块、芯片被装上车后，内部空间中被复杂的电场与磁场所包覆，这种看不见也摸不到的干扰源,到底会产生何种交互干扰而影响到电子模块的正常运作,这也是必须被高度关注的，这问题甚至可能要用航空电子的严谨度来看待。上海宜特除了具备AEC-芯片EMC测量能力外，同时也建立了芯片近场扫描分析，并协助芯片设计业者能够精准的掌握如何进行芯片电磁干扰来源的修改方向。

2018年国际汽车电子技术大会上，奥迪认为未来要做到完全自动驾驶，一台车大约需要六千到一万颗半导体元件。而一台车里面有一万颗半导体组件，而每一颗组件如果有1 PPM的失效率，那就代表每生产一百万台车会有一万台会发生问题，你是消费者你接受吗？博世认为车用电子要做到趋近于零缺陷,则车用功率组件失效率必须要<0.5PPM, IC 则必须<1PPM，宝马的零缺陷要求也是以元器件必须符合AEC为基础下开始做起.

因此车用元器件符合AEC要求,已经是车用电子最基础的一件事情，AEC包括以下这些项目:

过去车厂在计算车用产品的工作寿命,是用一天平均开车1.5小时为基础，保证15年，因此产品设计寿命只需要8000小时，可是自动驾驶出现后,会变成每天平均”自动开车”时间变成22.5小时，保证15万公里，因此车用电子产品的保证寿命会变成121,500小时。可靠性寿命需求提高了15倍之多，以目前的AEC标准的验证条件,能够让产品满足这么长的寿命时间需求吗？因此2018年AEC技术论坛上,会员们都在谈车用电子可靠性与寿命的问题, 同时也大声呼吁AEC委员会必须尽速修订目前的标准以满足长寿命的需求。无论规格如何修订,会员们一致认为自动驾驶要成功, 就必须是：No Compromises in QUALITY and RELIABILITY.