Wie sicher sind Halbleiter für Automobilanwendungen?

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Der Halbleiter ist an sich ist kein typisches Bauteil eines Automobils. Doch ohne ihn fährt kein Fahrzeug mehr. Weil dort immer mehr Halbleiter und deren Anwendungsprofile verbaut werden, die nicht speziell für den Automobilmarkt entwickelt wurden, warnen Experten vor den hohen Risiken.

Das Positionspapier des ZVEI 5346180 zu Consumer-Komponenten in sicheren Automobilanwendungen, das von ATZelektronik aus der englischen Originalfassung übersetzt wurde, lässt keinen Zweifel aufkommen: Wer als Automobilhersteller respektive als Zulieferer Halbleiter verwendet, muss sich des Risikos bewusst sein, wenn Teile, die nicht speziell für automobile Anwendungen entwickelt wurden, in Fahrzeugen verwendet werden. Die Arbeitsgruppe reagiert mit dem Papier auf eine Entwicklung, die immer mehr Experten Kopfzerbrechen bereitet: Denn immer mehr Halbleiter und deren Anwendungsprofile, die nicht speziell für den Automobilmarkt entwickelt wurden, kommen in Fahrzeugen zum Einsatz. Mit hohem Risiko.

"Angesichts der Tatsache, dass in der automobilen Wertschöpfungskette verstärkt fortschrittliche Fahrassistenzsysteme und Sicherheitsfunktionen Eingang finden, kann jede ausfallende Komponente in einem zugehörigen elektronischen Steuergerät im Fahrzeug die Anwendung beeinträchtigen und die Gesundheit der Insassen oder gar ihr Leben gefährden", so die Autoren. Das sich daraus ergebende Sicherheitsrisiko wirkt sich nicht nur auf die beteiligten Unternehmen aus, sondern kann ebenso zu direkten persönlichen Konsequenzen für den verantwortlichen Mitarbeiter oder Manager führen.

Riskante Qualifikation von Hardware-Komponenten

Wer nun aber auf bestehende Vorschriften verweist, wie etwa auf die ISO 26262, sei gewarnt. Denn die dort beschriebene Art der Qualifikation von Hardware-Komponenten für den sicherheitsrelevanten automobilen Anwendungsbereich ist trügerisch. "Sie suggeriert, dass für eine Standard-Qualifikation ein Test nach AEC (Automotive Electronics Council) ausreichend ist", weiß Axel Köhnen vom TÜV Süd. Im Artikel "Qualifikation nach AEC-Q Halbleiter werden nicht immer ausreichend getestet" aus der ATZelektronik 4-2014 zeigt er auf, dass die Mitte der 90er-Jahre vom AEC veröffentlichte Qualifikationsanleitung heutigen sicherheitsgerichteten Ansprüchen nicht mehr in allen Fällen genügt.

Auf das historische Qualifikationsverfahren AEC Q100 für Halbleiter angesprochen wird Helmut Keller, Sprecher der ZVEI-Robustness-Validation-Kommission und Vorsitzender der SAE-Automotive-Electronics-Reliability-Kommission, noch deutlicher. Er beklagt, dass "eine nach AEC Q100 bestandene Qualifikation eine Fehlerrate bis zu ein Prozent (10.000 ppm) im geprüften Los zulässt", wie er im Beitrag "AEC-Qualifikation ist kritisch" aus der ATZelektronik 6-2012 schreibt. Zwar reduzierten sich die Fehlerraten im Lauf der sich rasch entwickelnde Techniken und der verbesserten Fertigungsverfahren bis in den heutigen ppm-Bereich. Aber das AEC-Verfahren wurde bis heute nicht wesentlich geändert.

Wer sich allein auf die AEC Q verlässt, verstößt gegen seine Sorgfaltspflicht

Verlassen sich also betroffene Unternehmen und die dort verantwortlichen Personen auf das AEC-Q100-Verfahren, "bedeutet dies bei einem kritischen Vorfall im Feld auch eine kritische juristische Situation", mahnt Keller. Auch Andreas Reuter, Rechtsanwalt aus Stuttgart, warnt vor erheblichen rechtlichen Folgen. In seinem Beitrag "Vorsicht Sorgfaltspflicht" aus der ATZelektronik 2-2014 interpretiert er die aktuelle höchstrichterliche Rechtsprechung für den Entwickler. "Wer sich als Automobilzulieferer bei der Auswahl der Bauteile für Systeme der Automobilelektronik allein auf die AEC Q verlässt, verstößt gegen seine Sorgfaltspflicht - mit der Folge einer höchstpersönlichen Haftung, falls diese Elektronik später versagt und zu einem Unfall führt."