Dieser Artikel ist der letzte Teil einer fünfteiligen Serie über Lösungen im Automobilbereich. In diesem Artikel wird diskutiert, welche Unterschiede es bei NAND-Flash-Speicherprodukten gibt, die in Automobilsystemen verwendet werden, und wie sie den Automobilstandards entsprechen.
Mit der zunehmenden Verbreitung von Automobilanwendungen steigt auch der Bedarf an Speicher- und Halbleiterlösungen. Jedoch bringen die schnelle Entwicklung von Technologien wie autonomem Fahren, Elektrofahrzeugen und neuer elektrischer/elektronischer (E/E) Architektur auch potenzielle Gefahren und Unfallrisiken mit sich. Um weitere Vorfälle zu verhindern, sind Automobilhersteller verpflichtet, Fahrzeuge zurückzurufen, was nicht nur zu erheblichen finanziellen Verlusten führt, sondern auch das Markenimage negativ beeinflussen kann. Laut einem Bericht der National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) in den Vereinigten Staaten wurden im Jahr 2022 mindestens 300 Automodelle zurückgerufen, insgesamt über 10 Millionen Fahrzeuge. Diese potenziellen Sicherheitsrisiken bedrohen die Verbrauchersicherheit und stellen daher ein Hauptanliegen für die Regierung, Automobilhersteller und Zulieferer dar. In diesem Artikel werden Zertifizierungen und Standards vorgestellt, die professionelle Automobil-IC-Lieferanten einhalten müssen.
Überblick über Automobilstandards
NAND-Flash-Speicher wird weit verbreitet in Smartphones, Personalcomputern, Tablets, Servern, Gaming-Geräten und verschiedenen elektronischen Produkten verwendet. Die Anforderungen an NAND-Flash-Speicher in der Automobilumgebung unterscheiden sich jedoch erheblich von anderen Märkten. Diese Anforderungen lassen sich in vier Hauptbereiche einteilen: Qualität, Zuverlässigkeit, Funktionale Sicherheit und Cybersecurity-Management.
Qualitätsmanagement
Qualitätsmanagement umfasst eine Vielzahl von Bereichen mit mehreren Standards und Zertifizierungen, um eine exzellente Lieferantenauswahl sicherzustellen.
Zunächst einmal ist das ISO 9001 Qualitätsmanagementsystem eine universelle Norm, die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) entwickelt wurde, um Organisationen dabei zu helfen, eine konsistente Qualität in ihren Produkten und Dienstleistungen aufrechtzuerhalten. Es ist eine der bekanntesten ISO-Zertifizierungen und gilt für verschiedene Branchen, einschließlich der Automobilindustrie.
Zweitens ist IATF 16949 ein globaler Qualitätsmanagementstandard für die Automobilindustrie, der von der International Automotive Task Force (IATF) entwickelt wurde. Obwohl diese Zertifizierung hauptsächlich auf Produktions- und Fertigungsunternehmen abzielt, gilt sie nicht direkt für IC-Designhäuser wie Phison. Im Falle von Phisons Automobillösungen erfüllen alle Lieferanten den IATF 16949-Standard. Darüber hinaus entspricht der Entwicklungszyklus von Phisons Automobilprodukten einer der wichtigen Anforderungen von IATF 16949 - APQP (Advanced Product Quality Planning).
Drittens ist VDA 6.3 ein Qualitätsmanagementsystem, das vom Verband der Automobilindustrie e. V. (VDA) entwickelt wurde und in der gesamten Automobilindustrie, insbesondere in Deutschland und bei bestimmten japanischen Kunden, weit verbreitet ist. Der Anwendungsbereich ähnelt dem von APQP und umfasst den gesamten Produktlebenszyklus. Es beinhaltet auch eine Auditierung durch eine zweite Partei.
Zu guter Letzt ist Automotive SPICE eine von der Automotive Manufacturers' Alliance entwickelte Rahmenstruktur, zu der Unternehmen wie BMW, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, Ford und Volkswagen gehören. Diese Rahmenstruktur bietet Standards zur Bewertung von Softwareentwicklungsprozessen, die in der Automobilindustrie verwendet werden, mit dem Ziel, die Qualität und Zuverlässigkeit von Automobilsoftware zu verbessern. Die Bewertung umfasst verschiedene Aspekte des Softwareentwicklungslebenszyklus, angefangen von der Anforderungsverwaltung und dem Design bis hin zu Tests und Wartung. Jeder Prozess wird anhand einer Reihe von Prozessattributen bewertet und auf einer Skala von 0 bis 5 bewertet.
Zuverlässigkeitsmanagement
Das Zuverlässigkeitsmanagement konzentriert sich auf die Fähigkeit eines Produkts, über einen längeren Zeitraum und unter anspruchsvollen Bedingungen ordnungsgemäß zu funktionieren. Im Gegensatz zur Qualität, die die Gewährleistung eines Produkts bei der erstmaligen Verwendung anspricht, befasst sich die Zuverlässigkeit mit der Gewährleistung einer kontinuierlichen Leistung nach einer bestimmten Nutzungszeit. Ein hochzuverlässiges Produkt ist in der Lage, über einen langen Zeitraum hinweg in anspruchsvollen automobilen Umgebungen ohne Probleme zu funktionieren. Die Automobilindustrie legt großen Wert auf Zuverlässigkeit und stützt sich auf relevante Spezifikationen, die vom Automotive Electronics Council (AEC) festgelegt werden.
Eine dieser Spezifikationen ist AEC-Q100, welche verschiedenen Tests zur Belastungserprobung von IC-Komponenten definiert, um den strengen Anforderungen der Automobilumgebung gerecht zu werden. Zu diesen Tests gehören unter anderem Temperaturzyklen, thermischer Schock, Hochtemperaturbetrieb, Niedrigtemperaturbetrieb und Hochtemperatur-Betriebslebensdauer. Die Spezifikation umfasst auch verschiedene Qualifikationsstufen, wobei die Stufe 0 die strengste und die Stufe 3 die am wenigsten strenge ist. Diese Stufen basieren auf dem Arbeitsbereich der Komponente, wobei Stufe 0 für den Einsatz in extremen Temperaturumgebungen geeignet ist. Insgesamt ist die AEC-Q100-Spezifikation ein wichtiger Standard, um die Zuverlässigkeit von elektronischen Komponenten in der Automobilindustrie zu gewährleisten. Sie wird von globalen Automobilherstellern und Zulieferern weit verbreitet anerkannt und angewendet.
Funktionale Sicherheit
Funktionale Sicherheit ist ein Anliegen, das über Qualität und Zuverlässigkeit hinausgeht. Der international anerkannte Standard für funktionale Sicherheit ist die ISO 26262 oder Straßenfahrzeuge - Funktionale Sicherheit. Der Standard wurde erstmals von der ISO im Jahr 2011 veröffentlicht und 2018 aktualisiert. ISO 26262 bietet einen Rahmen für die Identifizierung und Minderung von Sicherheitsrisiken in Automobilsystemen. Es erfordert einen risikobasierten Ansatz zur Entwicklung und Prüfung dieser Systeme und Maßnahmen zur Reduzierung der Risiken potenzieller Gefahren. Der Standard spezifiziert zahlreiche Anforderungen an die funktionale Sicherheit, einschließlich Sicherheitsziele, Hazard- und Risikoanalyse sowie Verifikation und Validierung funktioneller Sicherheitsanforderungen. ISO 26262 deckt den gesamten Produktlebenszyklus ab und gewährleistet Rückverfolgbarkeit und Dokumentation, die als Nachweis für die Einhaltung des Standards dienen.
ISO 26262 kann auf alle Parteien angewendet werden, die an der Entwicklung von Automobilsystemen beteiligt sind, einschließlich Hersteller, Lieferanten und Ingenieurunternehmen. Das Ziel besteht darin, die Sicherheit von Straßenfahrzeugen zu verbessern und das Risiko von Unfällen oder Schäden aufgrund elektronischer oder elektrischer Ausfälle in diesen Systemen zu reduzieren. ISO 26262 klassifiziert funktionale Sicherheitsstufen basierend auf der Schwere von Gefahren, der Wahrscheinlichkeit des Auftretens und der Beeinflussbarkeit, bekannt als Automotive Safety Integrity Levels (ASIL) wie ASIL-A, ASIL-B, ASIL-C und ASIL-D.
Cybersicherheit
Mit dem florierenden Konzept des Internet of Things (IoT) steigt der Anteil von Fahrzeugen, die über eine Internetverbindung verfügen, stetig an. Diese Entwicklung bringt eine weitere Problematik mit sich - Cybersicherheit, die in der Branche immer mehr Aufmerksamkeit erhält. Die im Jahr 2021 veröffentlichten ISO/SAE 21434 Road Vehicles - Cybersecurity Engineering-Richtlinien setzen Standards zur Bewältigung von Cybersicherheitsbedenken in Autos. Diese Norm wurde gemeinsam von der ISO und der Society of Automotive Engineers (SAE) entwickelt und von beiden Organisationen überprüft. Ähnlich wie im ISO 26262-Framework erfordert auch ISO/SAE 21434 die Definition von zu schützenden Risikoelementen sowie dem Einsatz geeigneter Techniken zur Umsetzung des Schutzes.
Phison-Interview mit der Abteilung für Automobilplanung
Aufgrund des rapiden Wachstums an Nachfrage nach NAND-Flash-Speicher im Automobilmarkt hat Phison im Jahr 2018 die Abteilung für Automobilplanung gegründet. Das Ziel dieser Abteilung ist es, alle automobilen Zertifizierungen zu planen und zu verwalten sowie eine Engineering Process Group zu etablieren, die über 250 Phison-F&E-Ingenieure aus verschiedenen Abteilungen vernetzt. Im Laufe der Jahre hat diese Abteilung nicht nur geholfen, eine Reihe von Zertifizierungen zu bestehen, sondern auch die Resilienz der Produktentwicklungsprozesse gestärkt. Hier teilt Harvey Hsia, der Leiter dieser Abteilung, seine Einsichten mit.
Rick (Autor): Was hat Phison dazu veranlasst, eine eigene Abteilung für Automobilzertifizierungen zu gründen? Was waren die Hintergründe für diese Entscheidung?
Harvey: Zu dieser Zeit haben wir mit einem wichtigen Kunden an einem Automobilprojekt zusammengearbeitet. Der Kunde wollte, dass unsere Entwicklungsprozesse den APQP- und ASPICE-Standards entsprechen. Um dieses Ziel zu erreichen, hat unser gesamtes Projektteam viel Zeit und Mühe investiert, um die Prozesse anzupassen und zu überwachen sowie die Qualität der Ergebnisse sicherzustellen. Auf diesem Weg haben wir auch erkannt, dass die Bildung eines Teams für den Automobilbereich eine anspruchsvolle Aufgabe war. Es erforderte, dass Wissen über die Automobilbranche und Erfahrung in der Umsetzung innerhalb derselben Gruppe von Personen gehalten werden. Aus diesem Grund hat Phison die Abteilung für Automobilplanung eingerichtet, um kontinuierlich Prozessverbesserungen voranzutreiben.
Rick: Phison hat erfolgreich zahlreiche Automobilzertifizierungen erhalten. Könnten Sie Ihre praktischen Erfahrungen darüber teilen, wie dies erreicht werden kann?
Harvey: Natürlich. Ich denke, ein wichtiger Aspekt besteht darin, zunächst einen Rahmen für die Prozessentwicklung zu etablieren und dann Prozesse innerhalb dieses Rahmens zu stapeln und anzupassen. Die Wahl des Prozessrahmens ist entscheidend, da dieser den Inhalt, die Aufgabenteilung und Verantwortlichkeiten sowie die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit für zukünftige Erweiterungen bestimmt. Für uns haben wir ASPICE als Kernprozess ausgewählt und ihn mit APQP, ISO 26262 und ISO/SAE 21434 erweitert. Bei der Etablierung der Prozesse haben wir versucht, Flexibilität zu bewahren, um Prozessauswahl und Anpassung für verschiedene Projekte zu erleichtern. Auf diese Weise haben wir die Möglichkeit, denselben Prozessrahmen zu nutzen, um den vielfältigen Geschäftsmodellen von Phison und den spezifischen Anforderungen unserer Kunden an verschiedene Automobilstandards gerecht zu werden.
Rick: Abschließend, wie viel Zeit und Aufwand sind tatsächlich erforderlich, um diese Zertifizierungen zu erlangen und welche Vorteile bieten sie Phison, um in sie zu investieren?
Harvey: Ich glaube, verschiedene Automobilstandards helfen dabei, verschiedene Automobilkomponenten zu differenzieren, erhöhen jedoch auch die Einstiegshürde für Komponentenzulieferer. Für Phison hat es fünf Jahre gedauert, den ASPICE CL3-Standard zu erreichen und zwei Jahre, um die ISO 26262 ASIL-D-Entwicklungsprozess-Zertifizierung zu erhalten. Die Implementierung dieser Prozesse ist äußerst ressourcen- und zeitaufwändig, ganz zu schweigen von dem zusätzlichen Personalaufwand während der Produktenwicklungsphase. Wenn das gleiche Produkt den Anforderungen der ISO 26262 entsprechen muss, verlängert sich der Entwicklungszyklus um das 1,3- bis 1,6-fache im Vergleich zur Entwicklungszeit ohne ISO 26262. Dies erhöht direkt die Entwicklungskosten des Produkts. Für Automobilhersteller und Tier-1-Zulieferer ist es unwirtschaftlich, ein solches Produkt selbst zu entwickeln. Durch die Zusammenarbeit mit zahlreichen Kunden können wir bei Phison den Wert einer solch großen Investition nutzen. Ich glaube, dass es für die Kunden kostengünstiger ist, uns mit der Entwicklung und Zertifizierung zu beauftragen und es stellt auch eine weitere Ebene der Produktunterscheidung dar, die Phison erreichen kann.
Phison setzt auf Automobilstandards, um die stärkste Produktpalette im Automotive-Bereich aufzubauen
Wie bereits erwähnt, werden NAND-Flash-Speichergeräte seit geraumer Zeit in verschiedenen elektronischen Systemen eingesetzt. Im Automobilmarkt sind jedoch erhebliche Investitionen erforderlich, um hohe Qualitäts-, Zuverlässigkeits-, funktionale Sicherheits- und Cybersicherheitsstandards zu erreichen.
Bei Phison Electronics wird in der Planung von Automobilprodukten keinerlei Kompromisse eingegangen. Das Unternehmen verfügt nicht nur über die ISO 9001- und APQP-Zertifizierungen im Bereich Qualität, sondern unterzieht sich auch VDA 6.3-Audits, um die Anforderungen der Kunden zu erfüllen. Die Produktentwicklung und Produktion bei Phison erfolgen durch Lieferanten mit IATF 16949-Zertifizierung und das Unternehmen selbst hat die ASPICE CL3-Produktzertifizierung erhalten. In Bezug auf Zuverlässigkeit entsprechen sämtliche Lösungen von Phison für den Automotive-Bereich den AEC-Q100-Standards. Hinsichtlich funktionaler Sicherheit hat Phison 2021 die ISO 26262-ASIL-D-Zertifizierung erhalten und arbeitet auch mit Kunden zusammen, um Produkte auf ASIL-B-Niveau zu entwickeln. Darüber hinaus implementiert die Phison Automotive Planning-Abteilung derzeit ISO 21434, das im Jahr 2021 neu eingeführt wurde. Phison Electronics verpflichtet sich, die höchste Qualität, Zuverlässigkeit und Sicherheit in Automobil NAND Flash-Speicherlösungen zu liefern.
Weitere Artikel in der Serie
Deutsch 
English 
繁體中文 
简体中文 
日本語 
한국어