自動駕駛
瑞薩加入AVCC藉由通力合作加速自動化汽車發展
瑞薩宣布已加入自動車運算聯盟(Autonomous Vehicle Computing Consortium, AVCC)成為核心成員。瑞薩電子與來自汽車生態系統的領導者,包括汽車的OEM、一級供應商和其他半導體供應商,一起攜手合作,以協助解決大規模部署自駕車時,若干重大的挑戰。
隨著汽車產業不斷進步,為滿足越來越多的連線環境需求,汽車發展將更加智慧化,對生態更友善,更容易入手。展望未來,將來的自動化汽車將在人工智慧的驅動下,利用更複雜,規模更大的軟體來執行。車輛邊緣運算平臺將在功率、散熱、尺寸、保全和安全性的限制下,在實現所需的超高性能運算方面,扮演重要的角色。標準化的技術框架,將是共用、再使用和逐步改善開發的大範圍汽車生態系統的極為關鍵的支援。
瑞薩汽車系統開發部副總裁Masayasu Yoshida表示,要實現機動性的未來,我們必須運用實際的案例,需求及科技,連結自動化汽車的實現。AVCC將在實現機動性的未來時,扮演樞鈕般的角色,我們很高興能參與建構車輛邊緣運算框架,並將我們廣受歡迎且久經考驗的R-Car SoC,與這套全新的框架相結合,並領導自動化汽車產業一起進化。
AVCC主席Massimo Osella則表示,AVCC非常高興地歡迎瑞薩成為核心成員,並期待他們以汽車半導體供應商的角色,貢獻獨特的技術和專業知識。
加快自駕腳步 現代開發全新智慧巡航控制技術
布局Level 3以上自駕車,現代汽車集團(Hyundai Motor Group)日前宣布研發首個基於機器學習的智慧定速巡航控制系統(SCC-ML),該技術會將駕駛人的行為模式納入其自動駕駛行為中,進而為駕駛人創造自定義的體驗。
現代汽車集團副總裁Woongjun Jang表示,新的SCC-ML技術改進了先前ADAS技術的智慧性,並大幅提高了半自主功能的實用性,現代汽車集團將繼續致力於創新AI技術的開發工作,以引領自動駕駛發展。
智慧巡航控制(SCC)為ADAS提供了基本的自動駕駛功能和核心技術,也就是當以駕駛員選擇的速度行駛時,可與前方車輛保持距離;而新研發的SCC-ML技術將AI和SCC結合到一個系統中,該系統可自行學習駕駛員的模式和習慣,透過機器學習,智慧巡航控制系統能以與駕駛人相同的模式自主駕駛。
另一方面,除了研發新一代智慧巡航控制系統外,現代也宣布與零件大廠Aptiv合作,投入16億美元資金創建合資企業,搶攻自駕車市場版圖。雙方共同聲明指出,此合資公司將推動SAE 4級和5級自動駕駛技術的設計、開發和商業化;該合資企業將於2020年開始測試完全無人駕駛系統(SAE 5級),並於2022年開始為機器人自動化廠商、車隊營運商和汽車製造商提供自動駕駛平台。同時,該合資公司將以韓國作為關鍵技術中心、汽車改裝基地和自動駕駛行動服務平台的試驗場域。
現代積極布局自動駕駛市場。
ROHM參展日本CEATEC化無限創意為先端技術
羅姆(ROHM)參展10月15~18日的CPS/IoT Exhibition「CEATEC 2019」。ROHM的主題為「Move Forward ! WITH OUR SEMICONDUCTORS」,以推動自動化/高效率的「Society 5.0」為主軸,展出ROHM最新的技術及相關解決方案,將有助於解決今後面臨的社會問題。
以「Powertrain 動力總成電動化」和「自動駕駛」為首,ROHM展示多款汽車技術革新關鍵的半導體和電子元件產品。現場將同步展出搭載ROHM引以為傲的車電半導體產品線之全新展示機,並詳細介紹ROHM備受矚目之最新車電系統的豐富多元功能。
ROHM針對「Society 5.0 (超智慧社會)」推出多款感測器及無線通訊解決方案。本次以超高速標籤印刷的熱感寫印字頭為主,將展出「印刷」「保管」「分類」「出貨」等主題的智慧物流解決方案,協助解決物流問題。
另外,ROHM也活用垂直整合生產體制,融合「電路設計」「電路布局」「製程」等三大先進類比電源技術優勢,陸續研發出世界頂尖的類比元件。ROHM也首次展出最先端電源技術Nano系列當中,無需電容的電源電路技術「Nano Cap」;另也展出兼容高抗雜訊/具低雜訊特性的運算放大器・比較器等先端類比技術。
SiC功率元件目前已正式進入普及階段。此次除了最新產品之外同時也介紹控制IC週邊元件和評估板等ROHM獨家推出的SiC最新解決方案。今年也首次展出搭載SiC功率元件的x EV展示機,讓參觀者可於現場親身體驗節能效果另也 會同步展出最新SiC導入實例及x EV解決方案。
I-PAT一眼看穿 汽車晶圓缺陷篩選率上層樓
在對可靠性影響幾個最大的關鍵製程步驟中,採用這種被稱為「篩選」的技術對100%的晶片和100%的晶圓進行檢測。在檢測中未通過預設缺陷率標準的晶片被「篩出」或「標記」,並將其從汽車供應鏈中濾除。濾除的標準通常是根據反覆出現的客戶退貨,並且對這些產品進行故障分析以揭示容易引起問題的製程層、晶片區域和缺陷類型。在採用8D研究對可靠性問題的來源進行辨識和表徵之後,許多領先的汽車半導體客戶將堅持讓他們的IC供應商採用有針對性的篩選作為預防措施,以確保完成零缺陷的品質目標。
缺陷檢測為汽車晶片製造挑戰
篩選所用的缺陷檢測的晶圓圖上通常有太多缺陷,這是汽車晶片製造商所面臨的挑戰。當然,並非晶片上的每個缺陷都有同等機率造成晶片致命故障。但如果不對缺陷的可靠性風險做出仔細評估,就可能造成讓人無法接受的「矯枉過正」,本來可以在整個使用壽命期間正常運行的晶片也被標記濾除。
為了實現提高品質且又不會矯枉過正的雙重目標,篩選必須成功識別在ppb級品質檢驗環境中最可能出現故障的晶片,同時允許合格晶片通過品質檢驗。一種稱為線上缺陷零件平均測試(I-PAT)的新型晶片級篩選方法由此而創建。I-PAT是一種統計方法,用於識別可靠性故障發生風險較高的晶片。
零件平均測試(PAT)由汽車電子委員會(AEC)於1997年首次認可,目前已被廣泛使用。其理念是採用電性測試,並將每個零件的性能參數與大量產品的資料分布進行比較和評估。那些符合規格但在產品正態分布之外的晶片被視為異常零件;實際結果表明,這些異常零件更容易產生可靠性故障,因此可以將其從供應鏈中濾除。參數化零件平均測試(P-PAT)的概念現已進一步發展並包括了其他幾種不同的辨識異常晶片的方法。
圖1顯示了該測試的基本概念。晶片A來自主要數值分布的中間,晶片B則遠低於零件平均測試的下限。因此,晶片B多半會被濾除以免其造成可靠性風險。
圖1 大部分零件(晶片)的資料都在狹窄的淺灰色分布範圍內,零件平均測試限度之外的任何零件儘管完全合乎規格也都將因其可靠性風險而報廢。
線上缺陷零件平均測試是將這個異常零件分析原則擴展用於線上缺陷資料。目前已經確定,給定晶片中可靠性缺陷的發生率與缺陷總數呈線性正比;如果晶片A缺陷數目是晶片B的十倍,那麼即使兩個零件在最終測試中都完全正常運行,晶片A也有著十倍可能性會發生可靠性故障。
這種簡單的關係可以用數學公式1來表示,其中P(LRD)是第i個晶片包含潛在可靠性缺陷(LRD)的概率,Ni是晶片I上的缺陷總數,m是比例常數(0<m<<1)。
公式1
在最基本的I-PAT使用中,可以將一個或多個關鍵篩選層的缺陷數目加總,以獲得晶圓上每個晶片的累積缺陷數目,並對該資料採用異常零件確定方法。由此篩選出的異常晶片中包含可靠性缺陷的統計概率是最高的。有了這些資訊,汽車製造廠可以有意識權衡並劃分異常零件的離群距離與最終良率損失,並以此確定針對該元件可以接受的品質風險。圖2顯示了晶圓上四個不同製程層的晶片累計缺陷數目。
圖2 晶圓上所有晶片的缺陷率可以用帕累托圖顯示。大多數晶片只有0~1個缺陷,但是一小部分將會是高缺陷率的異常零件。I-PAT方法允許工廠選定異常零件的限度,對於給定的元件或客戶在合適的風險和良率損失之間做出權衡。
I-PAT降低晶圓篩選難度
I-PAT是一種相對簡單的方法,可以很容易地加進大多數晶圓廠的篩選方法中。一旦到位,可以透過將特定的線上缺陷類型與工廠的可靠性經驗、探針資料、老化和最終測試資料以及客戶退貨等訊息相關聯並加以改進。這將指明那些與良率和可靠性最為相關的製程層和缺陷及其界定屬性。而這些屬性,可以讓已知的可靠性風險缺陷的識別更加便捷。
一旦確定了缺陷屬性和可靠性風險之間的相關性,就可以通過為每個缺陷類型分配權重並創建每個晶片的潛在缺陷概率指數(LDPI)以提升性能。使用LDPI時,採用了相同的I-PAT統計異常晶片的原則,但現在每個缺陷都根據其可靠性風險的相關性進行了加權。
使用加權I-PAT而不是總缺陷數有助於濾除與可靠性的相關性較弱的缺陷,並提升相關性強的缺陷訊號。雖然僅僅憑藉總缺陷數篩選異常晶片就可以顯著提高晶片可靠性,但採用加權方法可以更為有效。加權I-PAT透過減少矯枉過正和要求不嚴來提供更有效的篩選。I-PAT的線上異常晶片檢測也可以與探針和測試資料相結合,在測試決策過程中加入缺陷資訊以決定邊緣晶片的去留(圖3)。該技術顯示出那些通過探針和測試的風險晶片,並且還被更有效地用於指引區域零件平均測試,發現可能通過其他方式漏網的風險晶片(圖4)。
圖3 I-PAT異常晶片缺陷識別結合探測和最終測試資料可以完善合格/濾除的決策。
圖4 區域零件平均測試(G-PAT)能夠將那些在電性測試失敗的壞晶片附近的晶片篩選出來,儘管這些晶片本身會通過電性測試。缺陷引導的G-PAT使用I-PAT來識別具有相同缺陷源的其他缺陷異常晶片,在使用先前的方法時這些晶片可能會漏網。在這個刮痕的示例中,3表示的高風險晶片可能會進入汽車供應鏈並造成可靠性故障。
透過製程控制降低整體缺陷率仍然是在汽車零缺陷環境中提升可靠性的主要方法。偏移監控和持續改進計劃是製程控制的基礎,需要時間和紀律,但對於降低製程設備缺陷率是至關重要的。新興技術,例如I-PAT篩選,正在逐漸被推廣使用。作為傳統製程控制的補充方法,篩選是IC汽車製造廠向客戶提供優質產品的最快捷和最便宜的方式。篩選技術提供了識別和阻止個別高風險晶片進入供應鏈所需的安全網,是實現自動駕駛所需的亞ppb品質目標的下一步。
(本文作者David W. Price、Jay Rathert為KLA資深總監;Douglas Sutherland為KLA首席科學家)
優化辨識速度與準確率 PerceptIn堅定安全低速自駕之路
目前,較具備發展前景的技術是電腦視覺,馬羽佳強調,其具備較好的環境感知功能,也因為技術成熟、價格親民,因此導入大規模應用有相對優勢。此外,多感測器資訊融合技術也備受關注,該技術能夠對各類訊息進行篩選及融合,以提供全面的環境資訊進行決策,保障車輛行駛的穩定和安全。
PerceptIn發展適用於低速園區的自動駕駛載具,例如遊樂園、學校、科學園區等。根據不同的場景,自動駕駛技術可與載人、零售、廣告等功能的車輛結合,滿足不同的使用需求。
PerceptIn的視覺感測技術可讓自駕車辨識行駛過程中的車及行人,達到避障效果,辨識速度低於0.1秒,準確率達90%以上。
馬羽佳說明,PerceptIn透過優化系統內部資料傳輸以降低系統延遲,並將系統到電腦之間的傳輸優化,基於不同架構平台包括GPU、FPGA等的移植加速。而為了提高準確率,該公司也針對視覺演算法本身,同時使用深度學習和幾何視覺方法,達到視覺資訊交叉驗證;以「安全低速」為核心,讓自駕應用進行成本有效控制與採用相對成熟、可靠技術的前提下快速落地。
PerceptIn商務拓展經理馬羽佳指出,該公司降低系統延遲,並提高準確率,以「安全低速」為自駕技術應用發展核心。
奇景攜手Lumotive搶進光達市場
奇景光電日前宣布,旗下子公司立景光電與Lumotive共同推出創新光達(LiDAR)解決方案,該方案結合Lumotive專利的液晶超穎表面(Liquid Crystal Metasurfaces, LCM)技術與奇景的矽控液晶光閥(Liquid-Crystal-On-Silicon, LCOS)技術,實現更具顛覆性的光束控制技術,使得Lumotive光達系統的性能、可靠性大幅提升,並進一步降低成本。
奇景光電執行長吳炳昌表示,該公司很榮幸能與Lumotive合作,為新型LiDAR光達系統開發出真正突破的創新技術,而該公司也可透過此一技術,攜手Lumotive切入日益成長的自動駕駛汽車市場。此一光達解決方案是運用Lumotive專利液晶超穎表面技術與該公司為Lumotive量身訂做的LCOS研發製造服務,進而打造出獨特的LCM晶片,推動光達產業更進一步發展。
光達主要是用於自動駕駛系統的關鍵3D感測技術,需要精準的光束控制能力以利商業運用。傳統光達憑藉機械旋轉組件來控制光束指向,而新的固態光達技術,傾向使用MEMS微機電光學鏡或光學相位控制陣列來簡化光達結構。
不過,由於MEMS微機電光學鏡的光學孔徑較小,使得光學相位控制陣列的效率偏低,以至於上述兩種解決方案的光達性能仍有改進之必要。為此,Lumotive LiDAR光達的第一款產品,是將其設計的半導體晶片運用奇景客製化的LCOS技術,生產成獨特LiDAR光達晶片,可依據液晶超穎表面材料的光學調變,引導雷射脈衝控制光束指向,以提升光學相位控制陣列的效率。
Lumotive聯合創辦人兼首席執行長William Colleran博士指出,該公司的液晶超穎表面技術結合奇景獨特的LCOS技術和深厚的液晶專業知識,將可打造更完美的光達解決方案,明顯降低光達成本、提高性能及可靠度,進而使光達在未來能更順利的上市,實現更先進、安全的自動駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛車輛。
奇景和Lumotive攜手強化LiDAR光學相位控制陣列效率。
新思收購QTronic GmbH 擴大汽車產品開發實力
新思科技(Synopsys)近日宣布收購德國汽車軟體和系統開發模擬、測試工具業者QTronic GmbH,擴大該公司汽車解決方案產品組合,不僅可滿足汽車一級供應商和OEM公司需求,並可加一支經驗豐富的工程師團隊,加快技術開發和用戶部署。目前這項交易還需獲得監管機構審批,預計在2019財年第四季完成。
據悉,QTronic GmbH成立於2006年,為汽車軟體虛擬驗證工具供應商,旗下旗艦產品包括虛擬ECU平台Silver,主要功能為將開發任務從公路和測試平台轉移到微軟Windows PC;另一項產品為智慧測試自動化解決方案TestWeaver。
目前汽車軟體的發展迅速,再加上硬體、軟體和物理部件之間複雜的交互作用,使得汽車製造商及供應商於開發未來動力系統、電動汽車、先進駕駛輔助系統(ADAS),以及自動駕駛系統遭逢了巨大的挑戰。為克服此一困境,汽車製造業者正積極部署虛擬開發和測試環境,加速軟體更新、已進行車用系統的整合和測試。
在收購QTronic GmbH之後,新思將基於QTronic模擬和測試工具,為整個汽車電子供應鏈的系統和軟體發展加快提供全面的汽車虛擬原型驗證解決方案。
新思科技晶片驗證事業部總經理Manoj Gandhi表示,從半導體到原始設備製造商,汽車公司正尋求加速開發、驗證和測試的汽車電子系統。透過收購QTronic,該公司不僅鞏固了虛擬原型驗證解決方案的市場競爭地位,未來也將繼續提供強大的虛擬開發和測試解決方案,使汽車公司能夠更早、更快和更好地開發汽車軟體。
新思透過收購QTronic GmbH強化汽車軟體產品開發實力。
5G加快無人裝置應用 安全把關快步跟上
5G高速傳輸、大頻寬、低延遲的特性可說是無人裝置(自駕車、無人機等)實現與普及的重要推手。然而,無人裝置的崛起雖說為消費者帶來全新的使用體驗,卻也伴隨著新的安全隱憂。為此,UL積極聯合產官學及其他利害關係者,透過共識制訂更透明化的「UL 4600無人裝置安全標準」,期望讓製造商更謹慎與完善的考量產品安全問題,並向外界證明其產品或創新技術安全無虞,預計於2019年年底會完成初步版本。
UL首席工程師江志翔表示,5G可視為科技創新的「載具」或「加速器」,不過,5G將帶來智慧科技,但也讓人們的生活暴露在新安全隱憂中,像是之前特斯拉自駕車事故便是其中一個例子。換言之,創新科技的發展普及,安全是首要也是最重要的問題,因此,在自駕車等無人裝置發展迅速的情況下,UL也開始制定4600規範標準。
UL首席工程師江志翔強調失速的創新可以在安全的實驗室環境發生,而不在真實生活裡上演。
江志翔指出,UL 4600無人裝置安全標準是UL與MITRE、ECR合作,為無人裝置建立安全標準框架,以產品安全自述的創新方法,期望讓製造商更謹慎與完善的考量產品安全問題。過往安全標準都是有了事故之後,經過分析、檢討才開始制訂,但此種方式一來法規、標準的制訂速度會偏慢,二來也可能無法真正的處理到問題,因為當事故發生時,廠商不見得願意分享所有的檢討、分析資料,也就是「家醜不願外揚」的想法,也因此所制訂出來的標準也不見得都能契合實際問題。
江志翔補充,因此,UL便決定聯合產官學及其他利害關係者,透過共識制訂更透明化的無人裝置安全標準。換言之,UL 4600標準目的在於提供一個標準框架,透過產官學及其他利害關係者所分享出來的資訊建立起基本的安全案例(Safety Case),讓製造商有基本的規範可以遵循,接著,再依據各無人裝置業者自身情況、需求訂定更進一步的垂直(Vertical)標準。簡單來說,可將UL 4600標準譬喻成憲法,而之後會再隨著環境、產業變動而延伸許多子法供製造商參考。
江志翔認為,安全測試是持續進行的,不論是在實驗室環境或是現實生活中。如同車輛的安全性撞擊測試,測試車輛中使用的是假人、而非活生生的人;實驗室的環境是安全的測試場域,倘若所有創新都能夠在安全無害的測試環境中被適當地測試、把所有可能的危險因子透過科學的方法檢出、反覆確認危險因子被確實排除,也許遺憾得以降低。
福斯投資Argo AI 攜手福特研發自駕/電動汽車
福特汽車(Ford)和福斯汽車(Volkswagen)近日宣布擴大業務合作,合作範圍擴大至自動駕駛技術開發和電動汽車(EV)領域。同時Volkswagen同意投資福特旗下的自動駕駛技術開發公司Argo AI,投資金額逾70億美元。此次合作使兩家汽車製造商能夠將Argo AI的自動駕駛系統(SDS)獨立整合到自己的車輛中,進而讓兩家公司提高競爭力,並提升全球商業規模。
福特總裁兼執行長Jim Hackett表示,雖然福特和Volkswagen在市場上依舊保持獨立且維持競爭關係,但在自動駕駛技術上與Argo AI合作可以同時降低研發成本,提高發展效率以及商業規模。這項合作可以大幅提升福特和Volkswagen在智慧汽車時代的競爭力。
福特和Volkswagen將各自將Argo AI的自動駕駛系統整合到產品中,Argo AI平台的目標是提供支援自駕車等級Level 4(SAE Level 4)的自動駕駛系統,以實現在交通環境較複雜地區的車輛共享服務以及貨物運送服務。
另外值得一提的是,福特將成為第一家使用Volkswagen專用電動汽車架構和模組化電動工具包(Modular Electric Toolkit, MEB)的汽車製造商,並預計從2023年開始在歐洲量產量零排放(zero-emission)汽車。
Volkswagen執行長Herbert Diess表示,未來將有更多的使用者能夠受惠於Volkswagen的電動汽車架構,拓展Volkswagen的MEB可以幫助降低零排放汽車的開發成本,進而促進全球電動汽車的普及。此次的合作可以提高資本效率,進一步提高福特和Volkswagen雙方的競爭力和商業地位。
Volkswagen執行長Herbert Diess與福特總裁兼執行長Jim Hackett宣布擴大業務合作。
豐田/DENSO合資成立車用半導體公司
豐田(Toyota)宣布將與日本電裝(DENSO)攜手,合資成立半導體公司,用於研究和開發下一代車用半導體和車用電子元件,以因應未來自動駕駛、聯網汽車、電動車等市場。雙方合資的新公司預計於2020年4月成立,將招攬500員工,而DENSO占有50%所有權,豐田占49%。
豐田指出,現代車輛採用越來越多的電子控制元件,車用半導體的數量不停增加,且性能也持續提升;而因應未來聯網汽車、自動駕駛、共享移動和汽車電器化等趨勢,有必要繼續開發新一代的車用半導體產品,以創造安全的移動未來。
DENSO是世界知名的汽車零件供應商公司,為各大汽車製造商提供先進的汽車技術、系統與元件;在2018年6月,DENSO和豐田同意將電子元件生產和開發功能業務整合至DENSO,而DENSO也根據協議致力實現快速且有競爭力的生產和開發系統。在此同時,為了因應日後的自動駕駛、汽車聯網等新興移動需求,DENSO決定建立新的車用半導體研究和開發公司,並預計實現一個更強大的半導體研發系統。
與此同時,DENSO已經同意接受豐田合資新公司,可望借用豐田豐富的汽車開發知識加快新一代車用半導體的開發、研究速度;而這也有利於豐田未來於車輛規劃導入尖端半導體技術,實現更多創新的移動服務。
據悉,新公司將對下一代車用半導體的基本結構和製程方式進行深入研究,並透過開發如電動汽車電源模組、自動駕駛感測器等車用半導體元件,為未來汽車移動技術帶來更多的創新。
豐田與DENSO合資成立車用半導體公司,搶攻自駕、聯網汽車市場。