半导体的创新解决方案如何迎接车载通信挑战

作者：Adiel Bahrouch，Rambus安全IP业务开发总监

近年来，全球汽车行业一直在快速变化和迭代。智能化、互联化和电气化已成为汽车发展的重要趋势。据IDC预测，2025年全球网联汽车的规模将达到7830万辆，5年复合年增长率为11.5%。到2026 年，全球自动驾驶汽车的规模将达到8930万辆，5年复合年增长率为14.8%。

随着汽车制造商不断探索更高级别的自动驾驶（AD）技术以及二级以上高级驾驶辅助系统（ADAS）在汽车中的广泛应用，车载通信系统在满足技术性能要求和安全合规性方面遇到了新的挑战。

根据估计以及研究预测，每辆汽车需要多达50种不同的ADAS传感器，才能为更高级别的ADAS和AD提供所需的冗余度和环境感知精度。传感器融合能力是消除每种传感器（如摄像头、雷达、激光雷达、超声波传感器等）局限性的先决条件，而这需要高速、高带宽的互连、低延迟的通信协议和高效的计算能力来传送和处理收集到的大量原始数据，从而实现环境感知。对周围环境的实时、精准感知对于轨迹规划所需的明智决策至关重要。

与此同时，随着ADAS级别的提高和复杂性的增加，传统的三要素——保密性、完整性和真实性（包括传感器数据的可靠性）对于确定性处理、正确分类和准确决策变得非常重要。

保护AI推理算法、训练算法和训练集已成为重中之重，以防IP被替换或篡改，改变推理结果，并造成错误分类和潜在错误决策，从而会危及生命。

此外，在数字化环境中，网联汽车的数量日益增加也给车载通信带来了前所未有的安全挑战。道路救援、OTA 更新、远程访问和车辆跟踪等新功能增加了潜在的攻击面和攻击途径，因此加重了设计负担。众所周知的2015年Jeep黑客远程入侵事件就是一个真实的例子，其导致超过100万辆汽车被召回，造成了数亿美元的损失。

假冒半导体也会给车载通信带来潜在问题。行业分析师预测，目前假冒半导体的市场规模为750亿美元，而且这个巨大的市场仍在快速增长。假冒芯片对驾驶员的舒适性和安全性构成重大风险，更不用说对汽车制造商的收入和品牌造成严重的负面影响。

与任何复杂的系统一样，没有一项解决方案能够完全安全或无懈可击地抵御复杂的网络攻击。如同其他领域，纵深防御和多层安全是网络安全的核心支柱，可有效保护基础设施、车辆架构以及在系统间处理和传输的数据。这与“安全设计”原则相辅相成，即每个设计层都必须提供保护，并将安全能力传递到下一层，从而加强车辆的整体安全态势。

行业安全法规和标准是确保安全所必不可少的条件之一。更重要的是，基于安全即竞争优势的“安全第一”文化与思维方式，对于从半导体IP层开始实施信任链，并为后续硬件（HW）和软件（SW）层提供坚实的安全基础以增强整体安全性至关重要。

为了更好地帮助行业应对这些挑战，Rambus凭借其在先进半导体领域30多年的经验和专业知识，提供业界领先的安全和接口IP解决方案。这些解决方案将信任融入到价值链中，使数据更快、更安全，并促进更加安全的移动出行。

Rambus自2010年以来一直是MIPI IP解决方案的提供商，为CSI-2和MIPI DSI-2连接提供32位和64位数字控制器。通过与头部MIPI C/D-PHY供应商合作，Rambus解决方案已支持了250多项ASIC和FPGA MIPI设计。这些MIPI解决方案有利于提供日益复杂的ADAS系统所需的带宽，尤其是对图像/视频数据传输而言。

此外，Rambus还提供先进的解决方案以满足汽车电子产品的安全需求，保证最先进的功能和安全可靠的运行。

Rambus汽车硬件安全模块（HSM）专为保护自动驾驶汽车和网联汽车而设计。这些 HSM可提供安全启动、安全固件（OTA）升级、安全调试，并可与其他安全实现（如保护汽车网络流量的MACsec、IPsec和TLS嵌入式协议加速器引擎）配合使用。Rambus 提供符合ASIL-B（RT-640和RT-641 eHSM）和ASIL-D （RT-645 eHSM）标准的嵌入式 HSM（例如信任根）变体，这些变体专为达到国际汽车电子系统标准 ISO 26262 的功能安全要求而设计。

另外，Rambus的配置和密钥管理解决方案可保护汽车供应链的安全，并确保汽车部件的真实性。我们为汽车芯片和设备制造商提供安全的供应链解决方案，使其能够实现安全的密钥插入，并建立汽车部件的唯一身份；我们还提供云端平台使汽车客户能够部署密钥管理服务，从而在整个产品生命周期内管理芯片和设备。

汽车行业正在飞速发展，新技术和新趋势层出不穷。然而，更高级别的AD或ADAS智能汽车可能还需要很长时间才能成为现实。半导体技术在这方面发挥着重要的作用，能够帮助实现高速、安全和可靠的车载通信解决方案。随着技术的不断创新和进步，Rambus将继续开发先进的解决方案，助力当今及未来智能汽车的发展。