2022年12月12日 | “车轮上的数据中心”滚滚驶来， 多域融合SOC芯片才是核心

在智能化和软件定义趋势下，汽车正在成为车轮上的数据中心，汽车芯片的功能要求、标准体系、技术架构、产业协作模式、供应链模式也在重塑调整，以更好地适应和助力汽车产业发展。11月18日，由中国汽车芯片产业创新战略联盟承办的全球化时代汽车芯片生态论坛在安徽省合肥市举办，与会专家及企业家围绕智能化时代，全球汽车芯片产业的进化与蝶变进行探讨交流，可谓汇聚了当前对汽车芯片发展趋势最全面的观点。

多域融合的SOC芯片将成为智能汽车核心

随着智能网联技术的发展，汽车EE（电子电气）架构由分布式走向域控制架构，进一步提升了功能集成度和系统效率。在异构计算和超大规模集成电路的推动下，集成度更高的中央计算成为汽车EE架构的重要发展方向。

中国第一汽车集团有限公司研发总院常务副院长王德平在演讲中指出，新能源智能网联汽车在软硬件层面呈现四大趋势，首先是EE架构从“域控制”向“中央计算+区域控制”方向发展，将重塑主机厂和零部件的合作模式。二是汽车网络向高带宽、低延时、可扩展、高安全方向发展。三是汽车电子硬件从原来的高可靠向高性能、高集成方向发展。四是操作系统将从多种类型共存并逐渐集中化，跨系统信息交互和任务同步的虚拟化变得更加重要。

王德平表示，未来高性能硬件是实现软件定义汽车的前提，架构将由域融合向中央计算进一步发展，一体化、少件化、软件化将成为中央计算架构的主要特点。多域融合的SOC芯片将成为汽车的核心，是未来车规芯片中最大的价值增量。

高集成度的软硬件架构，对汽车芯片的算力资源和负载灵活性提出了更高要求。

Imagination Technologies副总裁兼中国区总经理刘国军表示，汽车半导体有四个方面的技术要求，一是可扩展性和可复用性，计算架构能够在多个维度上进行扩展，技术和芯片可复用；二是可编程性，半导体器件在不同的标准下，能够通过编程重新定向；三是灵活性，能够对处理器IP进行组合、连接和编程；四是高效性，能够满足不同工作负载的效率要求，通过软件高效配置车内不同功能所需的算力。

刘国军指出，汽车半导体的整合趋势会越来越强，而实现整合的最大需求是算力，全自动驾驶的算力需求将达到2,000TOPS/50 Watt。Imagination 严格按照汽车安全性和功能安全标准去做相应的开发，并将GPU、CPU、NNA（神经网络加速器）、EPP（以太网数据包处理器）整合集中到CDC（座舱域控制器）的算力中心，以更强的算力支持智能驾驶。

环境感知是自动驾驶的基础。在提升汽车零部件一体化程度和算力支持力度的同时，传感器也需要具备更优的性能和精度更高的算法。

思特威（上海）电子科技股份有限公司技术副总裁胡文阁在演讲中指出，CIS在智能车载方面的应用主要分三个方向，一是车载影像类应用，为驾乘人员提供辅助参考，需具备夜视全彩和低功耗。二是车载感知ADAS，需要有效识别交通信号，特别是LED交通灯和指示牌等动态刷新的内容，具备出色的HDR性能和夜视全彩功能。三是舱内应用，包括驾驶员监测、乘员监测、行车记录仪等，可以识别驾乘人员的身份，实现座椅、温度控制、音响的自适应调整。

胡文阁表示，智能化趋势下，单车摄像头多达十几个，分辨率也越来越高，形成了庞大的数据流量。通过在感知端对视频进行预处理，能够避免大数据量的流动，减小中央处理器的负荷，加快系统反应时间。

未来，在中央计算、大算力芯片、多传感器融合等技术的支持下，智能驾驶汽车将成为移动的私密空间，衍生出广阔的市场空间和商业机遇。

复睿微电子（上海）有限公司董事长王立普表示，随着智能驾驶时代的推进，软件定义汽车逐步走进大众视野。高端车辆软件代码量已达1亿多行，远多于PC和智能手机操作系统，且呈指数级增长中。在全域自动驾驶实现之后，一辆自动驾驶的车将成为被元宇宙武装到牙齿的现代电子大设备，这个私密空间将成为商家必争之地，星巴克未来的竞争对手有可能是一辆自动驾驶汽车。

王立普指出，为了在自动驾驶时代看得清、看得远、看得准，多传感器融合感知的智能驾驶方案仍将成为绝大多数主机厂的选择。在大算力芯片的支持下，自动驾驶系统将进行城市、高速等应用场景下的融合感知，最终实现在复杂路况的智能驾驶功能。

构建汽车芯片标准势在必行

安全是品牌造车的第一准则，也是贯穿汽车芯片整个生命周期的第一要义，满足汽车芯片功能安全标准是每一个车规半导体从业者的入门指标。

合肥杰发科技有限公司首席技术官李文雄在演讲中表示，在汽车芯片的功能安全标准中，ISO 26262涵盖管理、开发、生产、运行、服务到退役等汽车全生命周期的安全活动。实现ISO 26262的要求，主要从几个方面来考量，一是具备功能安全组织，包含安全工程师、安全经理、安全文化等要素。二是形成标准流程，包括安全管理、安全计划、验证计划、安全案例等，以保证功能安全开发的一致性和稳定性。三是在产品层面实现功能安全，为产品提供避免和控制失效的技术措施。

据悉，杰发科技汽车芯片累计出货量已经超过2亿颗，应用于全球500多个车型。李文雄表示，杰发科技在中端和高端MCU实现了功能安全应用，并向客户提供算法、MCAL、驱动接口函数库、仿真工具等生态支持。

智能驾驶等新业态的发展，正在对汽车芯片的认证标准提出新的要求。

中国软件评测中心（工业和信息化部软件与集成电路中心）集成电路与可靠性测评工程技术中心总工程师翟腾表示，汽车标准要满足未来智能汽车的检测要求。比如未来自动驾驶汽车每天实际工作时间可能远高于原设计的2.2小时。同时，汽车芯片检测认证标准的制定要符合我国汽车实际应用场景。

针对国内汽车芯片检测认证，翟腾提出三点建议。一是基于汽车芯片未来应用场景，对现有车规级通用标准进行拓展，提前布局汽车芯片新一轮标准制定。二是提升我国汽车芯片检测认证机构公信力，扩展检测机构“多元化”、“一站化”、“定制化”检测认证能力。三是重点关注智能网联汽车芯片的信息安全标准和电磁兼容标准研究。

当前，汽车芯片标准建设已经引起全球汽车产业和集成电路产业的重视，国内的产学研用主体也协同开展了相关标准体系的研究和建设工作。

中国汽车芯片产业创新战略联盟秘书长原诚寅指出，在汽车芯片链条中，标准处于关键地位，指导产品设计并服务于芯片的规模化应用。2021-2022年，中国汽车芯片产业创新战略联盟牵头组织，国创中心、电子四院、中汽中心等近60家单位和160余位专家，开展了汽车芯片标准体系的建设研究工作，目前国创中心已发布团体标准14项。

原诚寅表示，汽车芯片产业上下游链条长且分工高度专业化，技术和资本含量高。中国汽车芯片产业创新战略联盟建立了汽车芯片在线供需对接平台，并与平安财险、中国人保、太平洋财险以及兆易创新等芯片企业推出了首例中国汽车芯片保险。在此基础上，联盟建立了全维度、全层级的“车规芯片垂直测试评价系统”，多措并举打造汽车芯片和汽车电子孵化平台。

灵活高效的供应模式与产业协同成为刚需

经过长期发展，汽车产业形成了由OEM、Tier1、Tier2、Tier3组成的供应体系。而近年来汽车芯片供应紧缺对全球汽车产量的影响，使如何构建弹性、高效的供应链成为汽车和集成电路产业的共同追求。

安徽省经济和信息化厅副厅长柯文斌在致辞中指出，随着新能源汽车和智能网联汽车的应用，汽车电动化、网联化、智能化进程提速，单车芯片需求量已经从500-600颗，上升到1000颗以上。他强调，汽车芯片产业的高质量发展，需要产业链上下游企业，特别是芯片企业与整车企业、系统集成商等，在需求分析、技术攻关、验证应用等领域开展更深层次的携手合作，构建更加高效、紧密的产业新生态。安徽省将推深做实“一改两为”，全力打造一流营商环境和产业生态，与各方共谋发展机遇、共享发展成果，共同绘就安徽集成电路产业创新发展的新画卷。

由于“新四化”对汽车芯片的工艺、功能提出了更高要求，汽车芯片的供应链模式也在向更加多元、灵活的方向发展。

长电科技汽车电子事业部专家指出，汽车半导体供应链层级多，对制造工艺和精益化管理要求苛刻，其复杂程度在当今全球工业领域中名列前茅。随着汽车电动化、网联化、智能化、共享化“新四化”的趋势不断加速，如何打造更具弹性、可持续性的汽车芯片供应链成为产业上下游共同努力的方向。

长电科技表示，未来整个汽车芯片供应链的模块、交互模式也将是多样化的，不再有一种模式满足整个供应链的需求。汽车产业和芯片产业不仅仅是上下游和供应商的关系，相互之间需要有更多的协作与配合。长电科技依托提前布局的汽车电子事业部、设计服务事业部的优势，快速发力车载电子等高附加值市场，开发具有更高可靠性标准的电动汽车和自动驾驶相关封装技术。

多方联动、高效协作的供应链，也有利于汽车芯片各环节厂商更好地应对景气变化和技术挑战。

合肥智芯半导体有限公司联合创始人张雷表示，车规芯片的三重挑战是时间、质量和成本。在时间方面，新工艺和新架构的产品基本需要4—6年才能推向市场。产品定义、样片测试、质量认证、批量生产等每一个环节需要3—18个月不等。质量是汽车的根本保障，比如ISO 26262确保开发流程与实施完全满足汽车电子行业标准；AECQ100要求每一款产品的每一个器件及封装在SPEC范围内，保证15年生命周期和小于百万分之一的失效率。成本方面，晶圆成本提升、丛业人员稀缺且薪水较为昂贵，都对汽车芯片企业造成压力。

张雷表示，希望本土企业之间形成联动，实现从整车厂到客户端的本土化协同发展，共同致力于芯片产品在质量、时间、成本方面的平衡与优化。