汽車電子電器架構(gòu)的升級是汽車實現(xiàn)智能化、電氣化的主要推手，在當(dāng)今以“軟件定義汽車”為核心的新一輪變革中，傳統(tǒng)上基于電子控制單元（ECU）的分布式結(jié)構(gòu)正在面臨巨大挑戰(zhàn)，它正不斷向分布式網(wǎng)絡(luò)+高度集中的域控制器架構(gòu)演進。芯片則成為變革的關(guān)鍵因素之一。芯片的集成化程度越來越高，算力越來越大，是智能汽車向集中式架構(gòu)發(fā)展的基礎(chǔ)。芯片的算力和集成度直接決定了電子電器架構(gòu)的形態(tài)，從而決定了智能汽車的性能表現(xiàn)。
汽車電子電器架構(gòu)升級：集中式取代分布式結(jié)構(gòu)
隨著智能化、電動化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生巨大的改變，“軟件定義汽車（SDV）”逐漸成為共識。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前約90%汽車行業(yè)的創(chuàng)新均來自汽車軟件和電子領(lǐng)域。受此趨勢影響，智能汽車的設(shè)計架構(gòu)也在發(fā)生重大變化，從傳統(tǒng)分布式ECU架構(gòu)向域控制器的集中式架構(gòu)演進。
在近日召開的“2021世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車大會﹒智能芯片與車載系統(tǒng)ICT企業(yè)專場”上，廣汽研究院智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)研發(fā)中心副主任梁偉強就指出，基于智能汽車對迭代速度、可擴展性、大數(shù)據(jù)、功能安全、數(shù)據(jù)安全、冗余備份等要求，智能汽車電子電器架構(gòu)正在加速向集中式架構(gòu)演進。
集中式架構(gòu)帶來的好處不言而喻，最明顯的就是簡化布線，減輕裝配難度，降低車重。根據(jù)特斯拉官方的數(shù)據(jù)，Model S一共有3000米的線束，到Model3只剩下1500米，Model Y中預(yù)計線束只有100米。
另一大優(yōu)勢則是有利于算力的提升，減少計算冗余。東軟睿馳自動駕駛事業(yè)部總經(jīng)理劉威就指出，現(xiàn)在即使是不具有自動駕駛功能的汽車，其所需的軟件代碼也已經(jīng)達到1億行，更遑論具備自動駕駛功能的汽車，這需要強大算力的支撐。將從多個ECU收集的數(shù)據(jù)在同一個域控制器中統(tǒng)一處理，域內(nèi)主導(dǎo)的DCU或MCU具備更強的算力。
“只有先進的電子電器架構(gòu)能更好地支撐高級別的智能駕駛，才能更好地打造更多的沉浸式用戶體驗，滿足用戶個性化的要求。”梁偉強強調(diào)。
高性能控制芯片成主要增長點
隨著電子電器架構(gòu)的改變，智能汽車對于平臺算力、傳感器性能的要求也越來越高，特別是目前自動駕駛正在成為現(xiàn)在汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向之一。自動駕駛是當(dāng)前算力比拼的主戰(zhàn)場，也是廠商們消耗硬件資源最大的地方。
“芯片成為智能汽車發(fā)展的關(guān)鍵。”梁偉強表示，芯片的集成化程度越來越高，算力越來越大，已經(jīng)成為智能汽車向集中式架構(gòu)發(fā)展的關(guān)鍵，對擴展智能駕駛場景、提升智慧座艙的交互體驗至關(guān)重要。相關(guān)預(yù)測顯示，汽車主控芯片在未來幾年十分火熱，其中高性能控制芯片和SoC將成為主要的市場增長點。黑芝麻智能科技CEO單記章則表示，汽車需要的算力是根據(jù)車內(nèi)傳感器所采集到的數(shù)據(jù)綜合推算出來的。在自動駕駛發(fā)展到L3+至L4級別的時候，甚至需要超過上千TOPS的計算能力。
算力的提升對于汽車的供應(yīng)鏈管理，解決汽車產(chǎn)業(yè)缺芯問題，也有巨大幫助。根據(jù)地平線副總裁李星宇的介紹，目前汽車需要管理汽車芯片料號超過1000種，一輛汽車用到的芯片達到300顆，未來隨著智能汽車的進一步發(fā)展數(shù)量還會更大。車廠需要進一步簡化架構(gòu)，大幅度減少對汽車芯片種類的需求，提升單芯片本身的性能和集成度是解決這一問題的重要方向。從分布式架構(gòu)走向由幾個域組成的集中架構(gòu)，需要管理的汽車芯片種類可以減少至少一個數(shù)量級。
不過與會嘉賓也強調(diào)了，衡量芯片的因素有很多，不要簡單地把高算力等同于汽車芯片優(yōu)劣。芯馳科技副總裁徐超指出，高可靠車規(guī)芯片至少有六個設(shè)計維度要考量，包括性能、功耗、價格、可靠、安全、長效。以功耗為例，在新能源車?yán)锩?，功耗決定了汽車的續(xù)航里程，同時功耗也是汽車向智能網(wǎng)聯(lián)化演進的一個阻礙。如果功耗特別高，發(fā)電機是沒有辦法支撐的，很難進一步支撐汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展。此外，高功耗還會帶來高散熱問題，復(fù)雜的散熱系統(tǒng)是阻礙汽車進一步發(fā)展的因素。
長效性也很重要。一顆車規(guī)芯片，從設(shè)計到上市，需要2-3年的時間，2-3年之中車型不斷升級和迭代。一輛車的整個生命周期更是需要10年時間之久。如何把芯片供到5-10年，同時支撐這個車5-10年供應(yīng)售后的保障，是考驗芯片供應(yīng)商的一個重要課題。
