Sistem self-driving, pengenalan komponen elektronik ke dalam pembangkit listrik dan jaringan kendaraan - semua inovasi ini didasarkan pada teknologi semikonduktor. “Lebih dari 80 persen dari semua inovasi dalam mobil modern dimungkinkan oleh mikroelektronika,” kata Stefan Simon, ahli semikonduktor QA. “Secara total, sebuah mobil modern menggunakan sekitar 8.000 semikonduktor dalam 100 unit kendali yang saling berhubungan. Daya komputasi masing-masing perangkat ini lebih tinggi daripada roket pertama yang mencapai bulan. "
Laboratorium Semikonduktor Audi beroperasi berdasarkan prinsip dan metode manajemen kualitas preventif. Laboratorium melakukan fungsi komunikasi yang penting antara departemen yang berbeda - ini adalah pusat kendali mutu dan analisis konduktor, dan juga menangani teknologi perakitan dan sambungan. Semua ini bekerja baik secara internal maupun bekerja sama dengan mitra dari industri industri dan penelitian.
Laboratorium juga merupakan badan ahli, karena melakukan penilaian komponen dan rakitan lintas industri dan interdisipliner, serta memeriksa proses perakitan dan pembuatan. Tugasnya yang lain adalah kualifikasi karyawan dari berbagai spesialisasi. Berbagai kekuatan dan kapabilitas ini menjadikan Audi Semiconductor Lab benar-benar unik di seluruh industri otomotif Eropa.
Pakar laboratorium mengevaluasi berbagai komponen (rakitan modul kontrol sendiri) untuk kesesuaian, keandalan, dan kualitas pembuatan. Pada tahap awal pengembangan, karyawan merumuskan dan memvalidasi persyaratan untuk sebuah chip yang nantinya akan digunakan di mobil (dan persyaratan ini sangat berbeda dari yang digunakan di industri lain). Umur rata-rata smartphone adalah dua tahun, sedangkan umur mobil sekitar 15 tahun. Terlebih lagi, kasus penggunaan dan beban yang dialami mobil tidak dapat dibandingkan dengan yang dihadapi oleh smartphone. “Semikonduktor harus dirancang dan diproduksi untuk memperhitungkan fluktuasi suhu, kelembapan, dan getaran dalam kendaraan,” jelas ahli semikonduktor Oliver Zentfleben.
Komponen tersebut juga diuji ketahanannya terhadap keausan sementara, karena proses penuaan yang dipercepat dapat terjadi pada mobil. Di antara berbagai penelitian di bidang ini, penuaan yang dipercepat di ruang termal dapat dibedakan. Analisis fisik juga digunakan untuk mempelajari kinerja perangkat dan perilaku penuaannya.
Analisis sinar-X
Laboratorium memiliki peralatan sinar-X modern dan mikroskop elektron pemindai. Untuk prosedur analisis khusus pada chip semikonduktor, spesialis laboratorium bekerja sama dengan rekan dari laboratorium ilmu material.
Misalnya, mereka bersama-sama melakukan preparasi sampel menggunakan berkas ion terfokus (FIB) (menggunakan mikroskop elektron pemindai yang memancarkan berkas ion terfokus). Semua metode ini dapat digunakan untuk memeriksa unit kontrol untuk kesalahan serial dan proses.
Digitalisasi
Dalam beberapa tahun terakhir, prioritas telah berubah secara signifikan. Terlepas dari kenyataan bahwa pengemudi membandingkan karakteristik kendaraan yang berbeda dan memperhatikan desainnya, mereka juga mengharapkan pengenalan teknologi modern. Contoh dari teknologi tersebut termasuk data mengemudi Audi Connect, konektivitas dan integrasi smartphone, dan sistem bantuan pengemudi modern.
Untuk memenuhi kebutuhan pelanggan, industri otomotif harus semakin banyak menggunakan dan menerapkan teknologi canggih. Dulu komponen dianggap cocok untuk digunakan di mobil setelah bertahun-tahun digunakan dalam elektronik konsumen. Sekarang, komponen baru muncul di mobil lebih cepat, dan untuk memastikan performa tinggi, mereka telah diuji sebelumnya. Untuk memastikan standar kualitas tinggi, Audi Semiconductor Lab terlibat dalam perumusan persyaratan dan evaluasi teknologi. Berbagai standar konsumen (misalnya, suhu dari 0 ° C hingga 40 ° C) dibandingkan dengan standar otomotif (dari -40 ° C hingga 125 ° C), dan persyaratan masa pakai diverifikasi. Misalnya, aplikasi Audi MMI dapat digunakan untuk melihat status kendaraan,kontrol iklim atau memeriksa tingkat muatan. Dengan demikian, kendaraan terus-menerus terhubung dan berinteraksi dengan elemen infrastruktur, yang secara signifikan meningkatkan waktu aktif komponen untuk jaringan. Perlu juga dicatat bahwa beberapa aplikasi otomotif akan dioperasikan sebagai "selalu berjalan".
autoSWIFT —
Untuk mengimbangi laju inovasi industri yang tinggi dan dapat merespons perkembangan baru dengan cepat, AUDI AG bermitra dengan perusahaan terkemuka di industri semikonduktor dan elektronik. Misalnya, fondasi untuk penilaian teknologi standar akan diletakkan di FZI Forschungszentrum Informatik, Globalfoundries, HOOD GmbH, Infineon Technologies AG dan Robert Bosch GmbH. Proyek penelitian autoSWIFT bertujuan untuk "mempercepat siklus pengembangan sistem elektronik di seluruh rantai mobil bernilai tambah." Program ini bertujuan untuk memperkenalkan komponen elektronik yang inovatif dan berkualitas tinggi ke dalam kendaraan yang didasarkan pada teknologi manufaktur terbaru, dengan pengembangan dan integrasi yang berjalan lebih cepat dari sebelumnya. Adapun persyaratannya,yang akan disajikan untuk proses pengembangan di masa depan, karyawan saat ini sedang menyelidiki bagaimana mereka dapat mengubah rantai nilai menjadi jaringan yang lengkap.
Bond Tester
“Kolaborasi perusahaan dan kolaborasi lintas disiplin dirancang untuk menilai kesesuaian teknologi selama fase pengembangan dan mengintegrasikannya ke dalam proses desain produk sejak awal,” jelas Helmut Lochner, pakar Audi Semiconductor Lab dan pemimpin proyek untuk autoSWIFT. Pendekatan ini akan membawa teknologi semikonduktor sejalan dengan standar kualitas tinggi industri otomotif.
Teknologi pencahayaan
Di Audi A8 dan Audi TT RS baru (total konsumsi bahan bakar dalam liter per 100 km: 8,2 - 8,5, emisi CO2 dalam gram per km - 187 - 194), perusahaan menggunakan sistem lampu belakang baru yang menggunakan teknologi OLED. Tidak seperti sumber cahaya titik tunggal (seperti LED), perangkat OLED adalah sumber permukaan. Cahaya mereka membawa keseragaman cahaya latar ke tingkat berikutnya. Mereka tidak menghasilkan bayangan yang keras dan tidak memerlukan reflektor, LED atau komponen optik lainnya. Semua ini membuat unit OLED efisien dan ringan, dan kebutuhan ruangnya minimal. Membagi pencahayaan OLED menjadi segmen kecil yang dapat dikontrol secara individual dengan pengaturan tiga dimensi memungkinkan pengembangan skenario pencahayaan baru yang memberi desainer kebebasan lebih kreatif dalam desain dan animasi.
Setiap perangkat OLED berisi dua elektroda (setidaknya salah satunya transparan) dan banyak lapisan tipis bahan semikonduktor organik. Tegangan rendah menyebabkan lapisan ini (200 kali lebih tipis dari rambut manusia) bersinar. Semua ini memungkinkan Audi untuk mentransfer DNA-nya ke teknologi modern.
Staf laboratorium mengambil bagian dalam proses pengujian multi-tahap yang menjadi sasaran teknologi ini sebelum diperkenalkan ke produksi massal. Pengujian berkisar dari pengembangan modul implementasi spesifik dan validasi teknologi dasar dan OLED hingga pengujian rakitan lampu belakang. Perhatian khusus diberikan pada aspek unik dari karakteristik penggunaan industri otomotif (misalnya penuaan yang dipercepat yang disebabkan oleh lingkungan atau penuaan pasif konvensional).
Penggunaan blok OLED yang pertama kali dalam industri otomotif membutuhkan pengembangan dan analisis parameter spesifik dari teknologi ini. Lab Semikonduktor Audi bekerja dengan Pengembangan Teknik untuk sepenuhnya mengevaluasi teknologi untuk berbagai aplikasi selama fase pengembangan. Kelemahan telah diidentifikasi dan dihilangkan dalam teknologi itu sendiri dan dalam proses produksi produk yang menggunakannya. Persyaratan teknologi OLED telah diidentifikasi untuk proyek masa depan dan diabadikan sebagai standar.
Elektrifikasi
Audi secara aktif bekerja untuk melistriki sistemnya dan mengembangkan konsep mobilitas berkelanjutan. Bagian dari proyek ini adalah elektronika daya - jantung dari kendaraan berlistrik mana pun. Inti dari sistem ini adalah inverter PWM (dalam hal teknologi, ini adalah salah satu komponen yang paling menuntut).
Perangkat ini mengubah tegangan DC dari baterai bertegangan tinggi menjadi AC tiga fasa untuk menyalakan motor listrik. Semikonduktor kinerja tinggi dalam inverter berukuran sekitar 1 sentimeter persegi. Masing-masing harus membawa arus 100 ampere pada frekuensi 10 kHz. Meskipun pendinginan yang efektif, hilangnya daya yang dihasilkan dalam cetakan menyebabkan penuaan yang cepat pada sambungan kontak listrik.
Dari Audi Q5 hybrid quattro (2011) ke Audi Q7 e-tron quattro (2016; konsumsi bahan bakar dalam l / 100 km: 1,8 - 1,9; konsumsi energi dalam kWh / 100 km: 18 , 1-19.0; Emisi CO2 dalam g / km: 48-50) dan untuk Audi e-tron (2018) mendatang, Lab Semikonduktor telah melakukan banyak hal untuk pengembangan teknologi elektronika daya. Misalnya, mereka mengevaluasi koneksi proses antara sirkuit mikro dan heat sink, yang karenanya mereka memeriksa karakteristik termalnya. Mekanisme penuaan, dalam hal ini, dinilai setara dengan proses teknis yang diterapkan pada teknologi individu. Proses teknisnya meliputi penyolderan, pengelasan, dan penembakan - yang disebut teknologi perakitan dan koneksi. Hasil kerja para ahli sangat penting untuk penciptaan norma perusahaan secara umum,yang sebagian direvisi menjadi Standar Industri Jerman pada tahun 2017.
RoBE - pemasangan aman di kendaraan listrik
Untuk memastikan prediksi yang andal tentang masa pakai setiap pengikat selama fase penggunaan, Audi telah bermitra dengan mitra industri dan peneliti pihak ketiga dalam proyek RoBE (Securement of Mounts in Electric Vehicle). Tujuan dari proyek ini adalah untuk setidaknya memperpanjang umur barang elektronik konsumen. Proyek ini, yang juga melibatkan lembaga penelitian Fraunhofer IZM dan Fraunhofer ILT, bertujuan untuk membangun pemahaman yang lebih dalam tentang keragaman dan saling ketergantungan dalam teknologi gabungan. Teknologi baru sedang dikembangkan (seperti pengelasan laser) dan material baru sedang diselidiki untuk mengatasi keterbatasan saat ini.
Insentif paling penting bagi lembaga penelitian untuk melakukan penelitian bersama tentang solusi inovatif adalah pengumpulan kompetensi di seluruh rantai pengembangan produk. Kriteria evaluasi dan standar pengujian untuk teknologi baru seringkali tidak ada. Dengan demikian, Lab Semikonduktor berpartisipasi dalam pengembangan spesifikasi kualitas pada tahap paling awal dari berbagai proyek dan mempromosikan promosi mereka di berbagai industri.
Otomatisasi mengemudi
Audi A8 baru adalah kendaraan produksi pertama di dunia yang dirancang untuk penggunaan parsial sistem self-driving Level 3 sesuai dengan standar internasional. Sistem Audi AI dapat mengontrol lalu lintas lambat dengan kecepatan hingga 60 km / jam, di jalan raya dan di jalan multi-jalur dengan penghalang fisik yang memisahkan jalur. Saat Anda mengendarai AI, pengontrol pusat (zFAS) terus-menerus menganalisis informasi lingkungan dengan menggabungkan data dari berbagai sensor. Audi juga merupakan perusahaan pertama yang menggunakan pemindai laser di mobil.
Pemindai meningkatkan sudut pandang radar jarak jauh dari 35 menjadi 145 derajat. Berkat bidang pandang yang luas, kendaraan dapat mengenali pengguna jalan lain lebih awal dan mengartikan perilakunya (misalnya, meninggalkan jalur). "Bayangkan pemindai laser yang memancarkan berkas cahaya yang memindai lingkungan mobil dalam sepersekian detik," kata Robert Kraus, pakar teknologi manufaktur di Lab Semikonduktor. Cermin berputar dalam bentuk yang kompak mengarahkan sinar dioda yang kuat ke area pemindaian. Pemindai baru tidak hanya mendeteksi rintangan, tetapi juga dapat menentukan jarak yang tepat ke sana. Ini dilakukan dengan mengukur waktu antara emisi sinar dan pendeteksiannya di fotodioda.
Karyawan Lab Semikonduktor telah bersiap untuk menerapkan pemindai laser di A8 baru sejak 2014. Bekerja sama dengan Pengembangan Teknis, mereka telah mengembangkan spesifikasi komprehensif untuk suku cadang itu sendiri dan komponennya. Sebelum digunakan untuk pertama kalinya dalam industri otomotif, dioda laser digunakan dalam elektronik konsumen, dan bahkan sebelum mereka menjalani berbagai pengujian dan analisis di berbagai laboratorium. Berdasarkan hasil pengujian tersebut, proses pembuatan dioda dioptimalkan untuk memenuhi persyaratan kualitas.