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变革中的汽车为车载芯片带来哪些变革?

导读: “新四化”加快了汽车向数字控制领域发展的速度,引领车载芯片产业链向更多元化的方向发展,车载芯片厂商必须审时度势,跟上汽车新时代发展要求,才能在未来竞争中占得先机。

近年来,百年汽车产业迎来很多变革。电动化、网联化、智能化以及共享化不仅对汽车市场与商业模式产生了重大影响,也正在改变整个汽车供应链。以芯片为例,传统车载芯片被归类为二级供应商;但英伟达(Nvidia)等厂商既直接与主机厂合作,又与一级供应商合作;Mobileye直接提供从芯片到软件一体化方案;博世很多零部件都用自己开发的芯片。总之,汽车供应链的固有格局在动摇,供应链中每一环节都要重新思考自己的定位。

在2017中国汽车电子大会上,上汽集团总工程师程惊雷分析了汽车“新四化”(即电动化、网联化、智能化、共享化)对芯片产业的影响。他表示,传统产业链开发模式以线性化开发为主,晶圆厂与研究机构负责基础技术研发,芯片设计公司负责技术创新集成,一级供应商负责系统设计,而主机厂负责零部件集成与应用。“在‘新四化’需求下,产业链将逐渐演变为多面合作开发模式,主机厂将越来越多地参与芯片设计与开发。”

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上汽集团总工程师程惊雷

程惊雷指出,相比消费类芯片,如今汽车级芯片在计算能力、功耗、通讯速度、安全性能及成本等方面均有更高的要求。在“新四化”驱动下,车载芯片向高频、单片集成、高处理能力、低功耗、快速存储及柔性化等方面发展。以智能逻辑芯片为例,随着车用数据处理量呈指数型增长,车载计算芯片平台逐渐走向低功耗与高浮点计算能力。随着零部件小型化、集成化要求越来越强烈,智能传感器模块逐渐走向单片集成与微型化。汽车对功率模组的需求是体积小型化与驱动系统集成化,所以宽禁带半导体(例如碳化硅、氮化镓等) 技术成为车载功率芯片发展趋势。

共享化发展却带来了安全挑战。汽车内部有超过40亿行代码运行(平均),传感器收集的数据量不断增加,数据安全与信息传输安全越来越重要,车载以太网以及车载网关在数据传输中将扮演重要角色。

新思科技(Synopsys)董事长兼联席CEO Aart de Geus也对功能安全对汽车产业链的影响发表了看法,他表示,车载系统越来越复杂,从而增加了安全隐患。但产业链上的厂商因此也变得越来越严格谨慎,在设计之初就将安全作为重中之重。“汽车安全真正的挑战在软件领域,因为从历史上来看,硬件安全记录非常好,而软件领域相对比较新,我们需要自动化测试程序,以确保消灭漏洞,减少安全隐患。”

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新思科技董事长兼联席CEO Aart de Geus

车载通信芯片是网联化的基础,车联网通信要求高通信带宽、超可靠低延时通信、以及海量链接密度等特性。高通技术副总裁李维兴具体介绍了自动驾驶汽车对V2X(Vehicle to X,即车联网)技术的要求。他表示,利用V2X,可以实现非视距传感,从而提升自动驾驶汽车在通过交叉路口时的安全,车与车之间可以沟通驾驶意图并共享传感数据,并提供增强的电子视野侦测,支持安全警告和可靠的安全预警。

802.11P(无线网络标准)与C-V2X(蜂窝V2X)作为备选技术标准在不断向前演化。第一版C-V2X标准已于2016年完成,今年在德国和法国已经展开实地测试,全球范围内测试将于2018年开始。为应对车载应用安全要求,在没有网络辅助时C-V2X必须仍能工作,所以C-V2X定义了两种互补的传输模式,即直接通信和网络通信,直接通信时并不需要USIM卡。车载通信标准逐步确定以后,一些技术领先厂商的芯片也已经在开发中,高通的9150 C-V2X芯片组就计划2018年下半年开始出样。

智能化方面,以人工智能算法与传感器数据融合为基础的自动驾驶产业异常红火。Aart de Geus认为,自动驾驶正处在非常激动人心的阶段,过去在科幻小说中出现的场景,正在逐步变为现实。“我认为到2020年时,自动驾驶普及度会大幅上升。”

自动驾驶级别越高,系统越复杂,芯片厂商开发芯片的难度就越高。Aart de Geus表示,通过提供成熟的算法IP与人工智能技术,新思科技可以帮助IC设计公司缩短开发时间。而且,由于自动驾驶系统开发的重头工作是软件,利用新思的工具,“用户可以在硬件准备好之前来开发软件,这样就大幅加快了上市时间。”

“新四化”加快了汽车向数字控制领域发展的速度,引领车载芯片产业链向更多元化的方向发展,车载芯片厂商必须审时度势,跟上汽车新时代发展要求,才能在未来竞争中占得先机。

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