近日,工信部辦公廳編制印發了《國家汽車芯片标準體系建設指南》(簡稱《指南》),國家汽車芯片标準體系建設指南。
指南中指出,汽車芯片是汽車電子系統的核心元器件,是汽車産業實現轉型升級的重要基礎。與消費類及工業類芯片相比,汽車芯片的應用場景更爲特殊,對環境适應性、可靠性和安全性的要求更爲嚴苛,需要充分考慮芯片在汽車上應用的實際需求,有效開展汽車芯片标準化工作,更好滿足汽車技術和産業發展需要。
與此同時,随着新能源汽車産業蓬勃發展,智能化、網聯化等技術在汽車領域加速融合應用,我國汽車芯片的技術先進性、産品覆蓋度和應用成熟度不斷提升,也爲開展汽車芯片标準化工作奠定了良好基礎。
爲深入貫徹落實《國家标準化發展綱要》《新産業标準化領航工程實施方案(2023-2035 年)》等要求,科學規劃和系統部署汽車芯片标準化工作,引導和規範汽車芯片功能、性能測試及選型應用,推動汽車芯片産業的健康可持續發展,工業和信息化部梳理編制了《國家汽車芯片标準體系建設指南》,基于汽車芯片技術結構及應用場景需求搭建标準體系架構,以汽車技術邏輯結構爲基礎,提出标準體系建設的總體架構、内容及标準重點建設方向,充分發揮标準在汽車芯片産業發展中的引導和規範作用,爲打造可持續發展的汽車芯片産業生态提供支撐。
指南表示,根據汽車芯片技術現狀、産業應用需要及未來發展趨勢,将分階段建立健全我國汽車芯片标準體系。加大力量優先制定基礎、共性及重點産品等急需标準,構建汽車芯片設計開發與應用的基礎;再根據技術成熟度,逐步推進産品應用和匹配試驗标準制定,切實滿足市場化應用需求。通過建立完善的汽車芯片标準體系,引導和推動我國汽車芯片技術發展和産品應用,培育我國汽車芯片技術自主創新環境,提升整體技術水平和國際競争力,打造安全、開放和可持續的汽車芯片産業生态。
按照指南所說,到 2025 年,将制定 30 項以上汽車芯片重點标準,明确環境及可靠性、電磁兼容、功能安全及信息安全等基礎性要求,制定控制、計算、存儲、功率及通信芯片等重點産品與應用技術規範,形成整車及關鍵系統匹配試驗方法,滿足汽車芯片産品安全、可靠應用和試點示範的基本需要。
到 2030 年,制定 70 項以上汽車芯片相關标準,進一步完善基礎通用、産品與技術應用及匹配試驗的通用性要求,實現對于前瞻性、融合性汽車芯片技術與産品研發的有效支撐,基本完成對汽車芯片典型應用場景及其試驗方法的全覆蓋,滿足構建安全、開放和可持續汽車芯片産業生态的需要。
按照指南所說,汽車芯片标準體系基于汽車芯片技術結構,适應我國汽車芯片技術産業現狀及發展趨勢,形成從汽車芯片應用場景需求出發,以汽車芯片通用要求爲基礎、各類汽車芯片應用技術條件爲核心、汽車芯片系統及整車匹配試驗爲閉環的汽車芯片标準體系技術邏輯結構。以 " 汽車芯片應用場景 " 爲出發點和立足點,包括動力系統、底盤系統、車身系統、座艙系統及智駕系統五個方面,向上延伸形成基于應用場景需求的汽車芯片各項技術規範及試驗方法。
根據标準内容分爲基礎通用、産品與技術應用和匹配試驗三類标準。其中,基礎通用類标準主要涉及汽車芯片的共性要求;産品與技術應用類标準基于汽車芯片産品的基本功能劃分爲多個部分,并根據技術和産品的成熟度、發展趨勢制定相應标準;匹配試驗類标準包含系統和整車兩個層級的汽車芯片匹配試驗驗證要求。三類标準共同實現不同應用場景下汽車關鍵芯片從器件—模塊—系統—整車的技術标準全覆蓋。汽車芯片标準體系技術邏輯結構如圖 1 所示。
應用場景:芯片在汽車不同零部件系統、不同工作場景的功能、性能差異較大,因此标準體系的技術邏輯應充分考慮汽車芯片的應用場景。根據汽車作爲智能化運載工具所需實現的各項功能,其芯片的應用場景劃分爲動力系統、底盤系統、車身系統、座艙系統和智駕系統。
基礎通用:基于汽車行業對芯片的可靠性、運行穩定性和安全性等應用需求,提取出汽車芯片共性通用要求,主要包括環境及可靠性、電磁兼容、功能安全和信息安全共 4 個方面的要求。
産品與技術應用:根據實現功能的不同,将汽車芯片産品分爲控制芯片、計算芯片、傳感芯片、通信芯片、存儲芯片、安全芯片、功率芯片、驅動芯片、電源管理芯片和其他類芯片共 10 個類别,再基于具體應用場景、實現方式和主要功能等對各類汽車芯片進行标準規劃。其中,控制芯片主要涉及通用要求、動力系統、底盤系統等技術方向;計算芯片包括智能座艙和智能駕駛芯片;傳感芯片主要涉及可見光圖像、紅外熱成像、毫米波雷達、激光雷達及其他各類傳感器等技術方向;通信芯片主要涉及蜂窩、直連、衛星、專用無線短距傳輸、藍牙、無線局域網(WLAN)、超寬帶(UWB)、及以太網等車内外通信技術方向;存儲芯片主要涉及靜态存儲(SRAM)、動态存儲(DRAM)、非易失閃存(包括 NORFLASH、NAND FLASH、EEPROM)等技術方向;安全芯片是指以獨立芯片的形式存在的、爲車載端提供信息安全服務的芯片;功率芯片主要涉及絕緣栅雙極型晶體管(IGBT)、金屬 - 氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)等技術方向;驅動芯片主要涉及通用要求、功率驅動、顯示驅動等技術方向;電源管理芯片主要涉及通用要求、電池管理系統(BMS)、數字隔離器等技術方向;其他類芯片包括系統基礎芯片(SBC)等。
匹配試驗:汽車芯片在滿足芯片通用要求和自身技術指标基礎上,還應符合汽車行駛狀态下與所屬零部件系統及整車的匹配要求,因此需要對芯片與系統 / 整車匹配情況進行試驗驗證。其中,整車匹配包括整車匹配道路試驗、整車匹配台架試驗 2 個技術方向。
依據汽車芯片标準體系的技術邏輯結構,綜合各類汽車芯片在汽車不同應用場景下的性能要求、功能要求及試驗方法,将汽車芯片标準體系架構定義爲基礎、通用要求、産品與技術應用、匹配試驗等 4 個部分,同時根據内容範圍、技術要求等方面的共性和差異,對 4 個部分做進一步細分,形成内容完整、結構合理、層次清晰的 17 個子類(如圖 2 所示,括号内數字爲體系編号)。
按照指南所說,汽車芯片标準體系涵蓋以下标準類型及重點标準建設方向。
1
基礎(100)
基礎類标準包括汽車芯片術語和定義标準。術語和定義标準用于統一汽車芯片領域的基本概念,對汽車芯片标準制定過程中涉及的常用術語進行統一定義,保證術語使用的規範性和含義的一緻性,同時爲其他各部分标準的制定提供規範化術語支撐。汽車芯片術語和定義标準将在現行集成電路相關标準基礎上,從芯片産品搭載在汽車上的實際功能和應用角度出發,對特有術語進行定義并體現汽車芯片産品分類。
2
通用要求(200)
通用要求類标準對汽車芯片的共性要求和評價準則進行統一規範,主要包括環境及可靠性、電磁兼容、功能安全和信息安全 4 個方面。
環境及可靠性标準規範在複雜環境條件下汽車芯片或多器件協作系統的可靠性要求,預防可能發生的各種潛在故障,從而提高汽車産品的可靠性和安全性。标準重點建設方向包括環境及可靠性通用規範、試驗方法和要求、一緻性檢驗規程等。其中,将優先制定汽車芯片和電動汽車芯片環境及可靠性通用規範等标準。
境下的功能可靠性保障能力,其主要目的一是規定芯片電磁能量發射,避免對其他器件或系統産生影響;二是規定芯片或多器件協作系統的電磁抗幹擾能力,使其可在汽車電磁環境中可靠運行。标準重點建設方向爲汽車芯片電磁兼容試驗标準等。
功能安全标準規範汽車芯片企業流程管理措施、芯片産品内部多功能模塊的流程管理及技術措施等要求,其主要目的是避免系統性失效和硬件随機失效導緻的不合理風險。标準重點建設方向爲功能安全半導體應用指南等。
信息安全标準規範汽車芯片應滿足的信息安全要求和應具備的信息安全功能。通過芯片的信息安全設計、流程管理等措施,避免因攻擊導緻芯片數據、外部接口及軟硬件安全等受到威脅。标準重點建設方向爲信息安全技術規範等。
3
産品與技術應用(300)
産品與技術應用類标準規範在汽車上應用的各類芯片所應符合的技術要求及試驗方法。此類标準涵蓋控制芯片、計算芯片、傳感芯片、通信芯片、存儲芯片、安全芯片、功率芯片、驅動芯片、電源管理芯片和其他類芯片 10 個類别。
控制芯片标準規範汽車上各類控制器、動力系統、底盤系統等控制芯片技術要求及試驗方法。标準重點建設方向包括通用要求和動力系統、底盤系統控制芯片等。
計算芯片标準規範汽車用于人機交互、智能座艙、視覺融合處理、智能規劃、決策控制等領域執行複雜邏輯運算和大量數據處理任務的芯片技術要求及試驗方法。标準重點建設方向包括智能座艙和智能駕駛計算芯片等。
傳感芯片标準規範汽車用于感知和探測外界信号、化學組成、溫濕度等物理條件的芯片技術要求及試驗方法。标準重點建設方向包括環境感知傳感芯片和電動車用傳感芯片等。其中,将優先制定圖像傳感與處理、毫米波雷達、激光雷達、電動車用電壓 / 位置 / 磁場檢測等芯片标準。
通信芯片标準規範汽車用于内部設備之間及汽車與外界其他設備進行信息交互和處理的芯片技術要求及試驗方法。标準重點建設方向包括車載無線通信和車内通信芯片等。其中,将優先制定蜂窩通信、直連通信、衛星定位、藍牙、專用無線短距傳輸、WLAN、UWB、NFC、ETC 等車載無線通信芯片,以及 LIN、CAN、以太網 PHY、以太網交換機、中央網關、串行器和解串器、音視頻總線等車内通信芯片相關标準。
存儲芯片标準規範汽車用于數據存儲的芯片技術要求及試驗方法。标準重點建設方向包括易失性和非易失性存儲器芯片。其中,将優先推進 DRAM、SRAM、NORFLASH、NAND FLASH、EEPROM 等芯片标準制定。安全芯片标準規範汽車用于提供信息安全服務的芯片技術要求及試驗方法。标準重點建設方向爲汽車安全芯片産品标準等。
功率芯片标準規範汽車用于處理高電壓、大電流工況的芯片技術要求及試驗方法。标準重點建設方向包括電動汽車用 IGBT 模塊、功率模塊、功率分立器件等。
驅動芯片标準規範汽車用于驅動各系統主芯片、電路或部件進行工作的芯片技術要求及試驗方法。标準重點建設方向包括驅動芯片、功率驅動芯片、顯示驅動芯片等。
電源管理芯片标準規範汽車用于内部電路電能轉換、配電、檢測、電源信号(電流、電壓)整形及處理的芯片技術要求及試驗方法。标準重點建設方向包括電源管理芯片、模拟前端芯片、數字隔離器芯片等。
其他類芯片标準規範不屬于上述各類的汽車芯片技術要求及試驗方法。一般爲暫無明确分類的新技術、新産品。
4
匹配試驗(400)
匹配試驗類标準包括汽車芯片在所屬零部件系統或整車搭載狀态下的試驗方法。
系統匹配标準規範汽車各類芯片在所屬零部件系統搭載狀态下的功能及性能匹配試驗方法,檢測汽車芯片在所屬零部件系統上的工作情況。标準重點研究方向爲系統匹配試驗标準等。
整車匹配标準規範汽車各類芯片在汽車整車搭載狀态下的功能及性能匹配試驗方法,檢測汽車芯片在整車工況下的工作情況。标準重點研究方向爲整車台架、道路匹配試驗标準等。
指南強調,将加強統籌組織協調。構建跨行業、跨領域、跨部門協同發展、相互促進的工作機制,整合汽車産業鏈上下遊優勢資源力量,發揮好全國汽車、集成電路、半導體器件标準化技術委員會等組織作用,加強與通信、信息技術、北鬥衛星導航等相關标委會的工作協同,統籌合力推進汽車芯片标準化工作。
促進标準實施應用。以汽車行業實際應用需求爲導向,推動全産業鏈标準應用能力建設,提升标準在汽車芯片研發、測試和應用等各環節的引導和規範作用。建立健全汽車芯片測試評價體系,支持第三方檢測能力建設,有力促進汽車芯片搭載應用,爲行業管理提供支撐保障。深化國際交流合作。加強國際标準和技術法規跟蹤研究,深化與聯合國世界車輛法規協調論壇(UN/WP.29)、國際标準化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)等國際組織的交流合作,推動與其他國家汽車芯片标準化機構建立技術交流機制,在汽車芯片相關國際标準制定中發聲獻智。