Fährt das automatisierte Automobil sicher mit „Consumer“-Halbleitern?

Abstract:

  • Increasing demand to use consumer grade semiconductors in vehicles
  • Truly different: automotive semiconductors and consumer parts
  • Resulting new and growing industry risks often unknown
  • Automated driving vision requires new level of industry-wide cooperation
  • Experienced automotive suppliers in ZVEI reach out to OEMs

Der Siegeszug der Automobilelektronik setzt sich weiter ungebremst fort. Während in der Vergangenheit Elektronik und Software im Verborgenen geholfen haben, Sicherheit, Verbrauch und Komfort zu verbessern, ist inzwischen die Elektronik selbst Kaufkriterium für den Endverbraucher. Amaturenbrett und Displays im Fahrzeug sollen die Performance von Tabletts erreichen, die mobilen Kundengeräte sollen nahtlos im Automobil eingebunden werden, Assistenzsysteme unterstützen den Fahrer und helfen Unfälle zu vermeiden. In den letzten Monaten sehen wir jetzt futuristische Prototypen, die zeigen sollen, dass das Automobil irgendwann seinem Namen tatsächlich gerecht werden und alleine fahren wird. Dadurch nimmt die Vernetzung der Elektronik im Fahrzeug konstant zu und immer größere Anteile der Komponenten können direkt oder indirekt Einfluss auf die Sicherheit des Fahrzeuges, seiner Nutzer und der Umwelt nehmen.

Als Resultat explodiert die Anzahl und Vielfalt der elektronischen Komponenten im Fahrzeug und der Druck nimmt zu, Innovationen immer schneller ins Fahrzeug zu bringen. Der klassische Entwicklungsansatz, dass praktisch alle Elektronikkomponenten im Automobil speziell nach den Anforderungen der rauen Fahrzeugumgebung entwickelt wurden, lässt sich nicht mehr durchhalten. Stattdessen werden immer öfter bereits vorhandene Standardkomponenten, die für andere Zielapplikationen entwickelt wurden, ins Automobil eindesignt. Man muss dabei wissen, dass viele Faktoren, die Qualität, Sicherheit und Zuverlässigkeit dieser Komponenten maßgeblich beeinflussen, unumkehrbar bereits in einer sehr frühen Phase endgültig festgelegt werden, im Extremfall bereits Jahre vor der Entwicklung der Komponente, wenn die Herstellungtechnologie selbst entwickelt wird.

Da wir unverändert sichere, fehlerfreie und zuverlässige Automobile benötigen, muss sich die gesamte Industrie vom Automobilhersteller über den Tier1 bis zum Komponentenlieferant neu bewusst machen, wo all die Unterschiede liegen können zwischen fürs Automobil optimierten Komponenten und zum Beispiel Konsumerbauteilen. Wenn allen Beteiligten klar ist, welche Funktion im Automobil unter welchen Randbedingungen angestrebt wird und die Fähigkeiten und Grenzen aller in Betracht gezogenen Komponenten umfänglich bekannt sind, können dann gemeinsam alle Risiken analysiert werden, ob und wie ein Bauteil die gewünschte Funktion abbilden kann. Während im Extremfall ein zuverlässiger und sicherer Einsatz unmöglich ist, werden sich in vielen Fällen durch Zusatzaufwendungen auf Systemebene Lösungen finden lassen. Verbleibende Einschränkungen müssen allen Parteien bewusst sein und dann gemeinsam getragen werden. Transparenz und Flexibilität erlauben auch, im immer unübersichtlicher werdenden Komponentenmarkt die beste „Total Cost of Ownership“ auf Systemebene zu finden.

In 2014 hat sich im ZVEI ein neuer Arbeitskreis „Consumer Components in Safe Automotive Applications“ bestehend aus führenden Automobilkomponentenlieferanten gebildet, der es sich zur ersten Aufgabe gemacht hat, alle technischen und nichttechnischen Faktoren transparent zu machen, in denen sich Halbleiter und Passive Komponenten für die verschiedenen Zielmärkte unterscheiden können. Ein Positionspapier wurde in 2014 veröffentlicht, das Hintergründe und Ziele des Arbeitskreises aufzeigt. Im November 2015 wurde dann ein „factsheet“ online verfügbar gemacht, das insgesamt 66 mögliche Unterschiede zwischen Bauteilen, die speziell für Automotive entwickelt wurden und anderen Komponenten auflistet und deren möglichen Einfluß auf das Fahrzeug aufzeigt. Letztlich lassen sich die beschriebenen Herausforderungen nur in der Zusammenarbeit zwischen Automobilhersteller, Tier 1 und Komponentenhersteller lösen. Daher möchten die Teilnehmer des neuen Arbeitskreises nach Abarbeitung der ersten vorbereitenden Schritte möglichst bald in eine enge Zusammenarbeit mit Tier1 und Automobilherstellern gelangen. Die enge Zusammenarbeit hat die deutsche Automobilindustrie in eine weltweit führende Rolle gebracht. Die Veränderungen unserer Industrie geben uns die Chance, diese Führungsrolle unter Einbringung unserer individuellen Stärken zu verteidigen und auszubauen.

Autor des Artikels:

Dipl.-Ing. Stephan Lehmann, Freescale, München