深度丨汽車(chē)芯片正從MUC進(jìn)化到SoC

方文三
未來(lái)汽車(chē)數(shù)據(jù)處理芯片逐步向智能化AI方向發(fā)展,汽車(chē)智能化趨勢(shì),智能座艙和自動(dòng)駕駛對(duì)汽車(chē)的智能架構(gòu)和算法算力,帶來(lái)了數(shù)量級(jí)的提升需要。

本文來(lái)自微信公眾號(hào)“AI芯天下”作者/方文三。

移動(dòng)出行時(shí)代,汽車(chē)逐漸由機(jī)械驅(qū)動(dòng)的硬件向軟件驅(qū)動(dòng)的電子產(chǎn)品過(guò)渡,軟件定義汽車(chē)趨勢(shì)愈發(fā)明顯。

這將推動(dòng)汽車(chē)芯片快速轉(zhuǎn)向搭載算力更強(qiáng)的SoC芯片,將成為半導(dǎo)體行業(yè)、IC產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

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汽車(chē)芯片分類架構(gòu)

現(xiàn)階段,汽車(chē)市場(chǎng)上的芯片主要可分為兩類:

一類是以控制指令運(yùn)算為主,算力較弱的功能芯片MCU;

另一類是以智能運(yùn)算為主,算力更強(qiáng),負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛功能的SoC芯片。

未來(lái)汽車(chē)數(shù)據(jù)處理芯片逐步向智能化AI方向發(fā)展,汽車(chē)智能化趨勢(shì),智能座艙和自動(dòng)駕駛對(duì)汽車(chē)的智能架構(gòu)和算法算力,帶來(lái)了數(shù)量級(jí)的提升需要。

這將推動(dòng)汽車(chē)芯片快速轉(zhuǎn)向搭載算力更強(qiáng)的SoC芯片,將成為半導(dǎo)體行業(yè)、IC產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

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汽車(chē)芯片從MCU逐漸轉(zhuǎn)向SoC

隨著全球汽車(chē)消費(fèi)升級(jí),汽車(chē)電子化趨勢(shì)處于快速增長(zhǎng),全球汽車(chē)搭載的電子控制單元ECU數(shù)量持續(xù)增加,一般都是MCU芯片。

汽車(chē)電子化需求及汽車(chē)MCU行業(yè)格局,導(dǎo)致汽車(chē)MCU芯片短中期出現(xiàn)了短缺。

隨著汽車(chē)電子化加速滲透,汽車(chē)電控需求快速上升,因此汽車(chē)MCU芯片仍處于供不應(yīng)求格局,在疫情影響大背景下,這一問(wèn)題顯得更為突出。

由于全球汽車(chē)MCU芯片,處于恩智浦、英飛凌、瑞薩等為代表的群雄割據(jù)競(jìng)爭(zhēng)格局。

而芯片與車(chē)廠的深度綁定,導(dǎo)致個(gè)性化定制和外部代工,加劇了供應(yīng)鏈的擴(kuò)產(chǎn)難度。

汽車(chē)E/E架構(gòu)也從分布式向集中式演進(jìn),原有的硬件配置格局被打破,ECU數(shù)量大幅精簡(jiǎn),相似功能的ECU交由對(duì)應(yīng)的域控制器進(jìn)行統(tǒng)一管理,以形成域集中式架構(gòu)。

在集中式E/E架構(gòu)下,新增的域控制器集成了更多的功能,主控芯片若要與其職能相匹配,則算力、性能等必須隨之提升。

在此趨勢(shì)下,汽車(chē)芯片從MCU逐漸轉(zhuǎn)向SoC。

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智能座艙帶動(dòng)SoC芯片先行

汽車(chē)中智能座艙和自動(dòng)駕駛是SoC芯片的兩大應(yīng)用方向。

與自動(dòng)駕駛芯片相比,智能座艙芯片相對(duì)容易打造。

目前,汽車(chē)芯片已廣泛應(yīng)用于動(dòng)力、車(chē)身、座艙、底盤(pán)和安全等諸多領(lǐng)域。據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì),2022年新能源汽車(chē)單車(chē)芯片數(shù)量將超過(guò)1400顆。

在已量產(chǎn)的諸多國(guó)內(nèi)車(chē)企高端配置的智能座艙中,為實(shí)現(xiàn)各屏幕間的無(wú)縫聯(lián)動(dòng),提高交互效率,[一芯多屏]的設(shè)計(jì)方案成為主流。

這些研發(fā)技術(shù)之所以可以快速落地,作為智能座艙算法的核心組件,SoC在其中發(fā)揮著非常重要的支撐作用。

智能座艙傳統(tǒng)芯片廠商如恩智浦、德州儀器、瑞薩,消費(fèi)芯片廠商如英偉達(dá)、高通、三星也也紛紛入局,座艙SoC正在成為供應(yīng)商之間競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

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SoC芯片給了各方充分機(jī)會(huì)

近年來(lái),伴隨智能駕駛滲透率提升,全球芯片巨頭紛紛進(jìn)軍汽車(chē)產(chǎn)業(yè),推出具備AI計(jì)算能力的主控芯片,擔(dān)當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的[大腦]功能。

傳統(tǒng)汽車(chē)的功能芯片僅適用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制、電池管理、娛樂(lè)控制等局部功能,尚無(wú)法滿足高數(shù)據(jù)量的智能駕駛相關(guān)運(yùn)算。

域控制器集成前期的諸多ECU的運(yùn)算處理器功能,因此相比ECU其對(duì)芯片算力的需求大幅提升,計(jì)算芯片相應(yīng)需要用到算力更高的SoC芯片。

SoC芯片可以有效地降低信息系統(tǒng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本,縮短開(kāi)發(fā)周期,提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

但隨著汽車(chē)行業(yè)加速進(jìn)入智能化時(shí)代,一場(chǎng)以高級(jí)別自動(dòng)駕駛SoC芯片為核心的商業(yè)大戰(zhàn)已經(jīng)打響。

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)時(shí)代的到來(lái),以特斯拉為代表的汽車(chē)電子電氣架構(gòu)改革先鋒率先采用中央集中式架構(gòu),即用一個(gè)電腦控制整車(chē),并可以很好地實(shí)現(xiàn)整車(chē)OTA軟件升級(jí)。

汽車(chē)MCU芯片市場(chǎng)一直被恩智浦、德州儀器、瑞薩半導(dǎo)體等汽車(chē)芯片巨頭所壟斷,外來(lái)者鮮有機(jī)會(huì)可以入局。

英特爾、英偉達(dá)、高通、華為等消費(fèi)電子巨頭紛紛入局,地平線、黑芝麻等初創(chuàng)公司亦迎來(lái)機(jī)會(huì)。

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結(jié)尾:

眼未來(lái)出行時(shí)代,汽車(chē)將逐漸演變?yōu)橐苿?dòng)的智能終端,需要的將是更安全可靠、高性能、低功耗的汽車(chē)SoC芯片。

當(dāng)然,這也意味著將對(duì)智能座艙SoC提出更高的要求。

隨著汽車(chē)電子電氣架構(gòu)步入域控制階段,芯片變得尤為重要,雖然芯片的絕對(duì)數(shù)量是在減少,但SoC集成度提高。

因此,SoC未來(lái)也將面臨革新,向高集成度、高算力方向發(fā)展。

部分資料參考:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫:《國(guó)產(chǎn)SoC的破局猜想》,含光學(xué)社:《汽車(chē)智能化系列之SoC芯片價(jià)值洼地》

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