第三輪號角吹響!智慧汽車“中國芯”開卷HPC+ZCU

汽車智慧化,從座艙、輔助駕駛、底盤再到中央控制,正在帶動越來越多的中國本土晶片方案商不斷突圍外資晶片巨頭的壟斷格局。
高工智慧汽車研究院監測資料顯示,目前,在智慧座艙賽道,芯馳科技、芯擎科技、瑞芯微以及更早進入前裝上車的傑發科技等數家中國本土晶片廠商已經形成對高通的圍攻之勢。
在智慧輔助駕駛賽道,包括地平線、黑芝麻智慧、愛芯元智等廠商也同樣具備與英偉達、Mobileye、高通等海外廠商的競爭能力。其中,部分廠商更是已經實現規模化上車。
而作為傳統MCU主戰場的底盤以及控制類ECU市場,英飛凌、NXP、瑞薩等巨頭也感受到來自中國本土晶片廠商的後發突圍帶來的市場壓力。這個在過去相對比較“低調”的領域,由於整車電子架構的升級,關注度倍增。
這意味著,傳統專注於“控制”的MCU,正在朝著“算力+通訊+控制”的MPU甚至是SoC的方向演進。尤其是中央超算概念的落地,“艙+駕+控”三駕馬車的節奏正在進入同頻視窗期。
在高工智慧汽車研究院看來,尤其是自主品牌車企在下一代整車電子架構定義上已經掌握主導權,更是加速本土化替代方案的需求釋放,吹響中國汽車晶片廠商的第三輪進攻號角。
一個典型的例子,就是小鵬與大眾汽車簽署的開發合作協議,為後者在中國本土生產的CMP和MEB平臺車型開發電子電氣架構。這被視為有里程碑意義的合作案例,在此之前,絕大部分整車的電子架構開發,都需要依靠外資供應商。
而上述合作的背後,則是全新一代集中式電子電氣架構帶來的巨大變化:單車內控制單元的數量將大幅減少30%,顯著降低成本與作業系統的複雜程度,同時提升運算效能和安全性。
此外,得益於高效的中央計算平臺和強大算力,智慧座艙、智慧輔助駕駛、智慧線控底盤等更多智慧化體驗功能可以更迅速、便捷地整合到整車架構,並加速平臺化、模組化的革新。
大眾汽車集團(中國)首席技術官兼大眾汽車(中國)科技有限公司(VCTC)執行長吳博銳表示:“在激烈的市場競爭環境中,速度對於研發至關重要。我們將在未來24個月內實現CEA架構在車輛中的整合。”
在談及架構升級的緊迫性,吳博銳強調,這一架構可隨時進行OTA遠端更新,並提供包括高階自動駕駛輔助功能在內的最新數字服務,這將使新車型可以滿足本土市場的技術需求。
實際上,CEA是大眾汽車入股小鵬後,基於後者已經量產的EEA 電子電氣架構演化而來,包括三個高整合度的區域控制器和中央計算平臺(小鵬也是國內首批率先部署多合一域的車企,整合車控、智駕、座艙三位一體)。
不過,一直以後,在上述架構的背後,基本上都是採用瑞薩、英飛凌和NXP的晶片方案;比如,市場主流的NXP S32G系列提供了符合ASIL D要求的MCU和MPU多核處理器,特定應用的網路硬體加速以及硬體安全引擎(HSE)。
此外,即將交付前裝量產的還有英飛凌最新一代AURIX™ TC4x,採用新一代TriCore™ 1.8核心,支援虛擬化,並引入了增強效能的加速器套件,包括並行處理單元(PPU)、資料路由引擎以及可擴充套件高速通訊介面。
這些廠商憑藉過去在座艙、輔助駕駛、車身閘道器以及底盤控制四大核心領域的高階市場壟斷,也在智慧化的第一個發展視窗期獲得了巨大的市場紅利。
但,市場永遠沒有常勝將軍。
本週,4月18日,辰至半導體在廣州正式宣佈,旗下首款產品“C1系列”晶片已完成研發併成功點亮。這款中央域控晶片,覆蓋“中央域CCU+區域ZCU”的全車身域控解決方案。
在技術方面,C1系列採用16nm工藝(先進性超過英飛凌最新一代AURIX TC4x系列的28奈米工藝),採用多核異構晶片架構,擁有8核CPU+4對鎖步MCU,集成了CAN、LIN和Ethernet以及安全加密引擎和多個高效能處理器。
按照該公司的說法,C1系列在各項引數、效能上對標恩智浦S32G系列、英飛凌TC39系列以及瑞薩R-Car系列中的中高階主控晶片。
而在一週前的4月12日,同樣是在廣州,作為中國傳統自主品牌的代表,廣汽集團正式對外發布了12款車規級晶片。其中,與中興微電子聯合開發的C01晶片,也是國內首款自主設計的新一代16核心多域融合中央計算處理晶片。
從目前披露的公開資料來看,上述晶片擁有26路高速的介面,內建超強的資料交換引擎,資料通訊效率提升25%。同時,支援智慧駕駛、智慧座艙、車身控制等多領域融合,製程複雜運算和即時控制,滿足車規級ASIL-D認證要求。
有意思的是,類似廣汽星靈電子架構已經在2023年率先量產上車的NXP S32G系列(S32G3),C01晶片同樣採用MPU+MCU多核異構設計,顯然是按照「對標」的思路進行設計和開發。
這並非中興微電子的首秀。
在此之前,該公司已經對外發布了撼域M1,針對智慧網聯汽車市場推出的一款高效能、高安全性的車規中央計算SoC晶片。此外,還與中國一汽聯合開發多域融合晶片“紅旗1號”。
此外,2024年4月,芯馳釋出了旗艦智控MCU產品E3650,專為區域控制器(ZCU)和域控(DCU)的應用場景而設計。目前,已正式開啟客戶送樣,並率先獲得多個頭部車企定點。
E3650採用最新的ARM Cortex R52+高效能鎖步多核叢集,主頻達到了同檔位產品最高的600MHz;同時配備了同檔位最大的儲存容量,可滿足算力與響應速度的極致需求。
在系統級降本設計上,E3650集成了多顆外圍BOM器件,並配置了市面最多的可用GPIO數量,大幅減少系統外圍用到的各種IO擴充套件晶片,簡化系統設計、降低系統成本。
同時,E3650內建了硬體通訊加速引擎,解除安裝域控中通訊任務的處理,減少丟包和延遲,同時顯著降低主CPU負載;並且提供可量產級的虛擬化解決方案。
此前,芯馳科技的E3640、E3206兩顆晶片已經在理想旗下車型的車身域實現規模化量產交付。此前,理想對外公佈的自研整車作業系統—“星環OS”,也將芯馳的E3640和NXP S32系列一併列為:市面上主流的7款車規級晶片。
而作為汽車智慧化賽道的全棧玩家,華為同樣覬覦已久。
去年9月,東風汽車和華為聯手釋出全新的智慧汽車平臺—“天元架構”,首次整合華為的乾崑車控模組,未來預計有30餘款東風旗下車型(包括嵐圖、猛士等數個品牌)將搭載全新一代天元架構陸續上市。
其中,乾崑車控模組首發全球首款五合一車控SoC模組(模組功能安全達到ASIL-D等級),整合MPU、MCU、LSW、PHY、IO,可程式設計網路處理器NP和XoETH通訊轉發能力效能高於業界4倍,時延只有業界1/5。
同時,模組內建全套自研作業系統平臺VOS及工具鏈HAS Studio,支援車企敏捷開發、高效迭代,基於平臺化、標準化開發模式,實現更低成本的開發投入,以及快速推出新車型。
此外,對於車企來說,更具「吸引力」的是,乾崑車控基於iDVP平臺的車控原生應用—XMOTION,也就是車輛運動控制軟體平臺,用於整車XYZ方向運動的協同控制。比如,問界M9搭載的途靈智慧底盤,就是這套方案。
實際上,不管是中興微電子,還是華為,傳統ICT技術在汽車行業的衍生,尤其是通訊和計算架構為核心的新形態,本質上就是藉助傳統ICT行業的經驗積累,這與傳統汽車晶片的架構設計有著不小的差異。
此外,不管是NXP的S32G還是英飛凌的AURIX TC4x系列,設計開發的大部分需求驗證,實際上更多還是來自傳統車企,尤其是海外車企。這也埋下了風險。
傳統海外車企,相比於中國車企尤其是本土新勢力來說,在需求定義上的保守以及實際量產交付推進速度的緩慢,也在一定程度上制約了NXP、英飛凌等傳統玩家的產品定義和迭代速度。
相比而言,中國本土晶片供應商儘管起步較晚,但對當下車企痛點的認知(域控架構的迭代速度、更高的晶片處理能力(尤其是車企的定製化需求),以及成本和保供安全紅線),顯然更加了然於心。
面向傳統汽車產業週期,晶片廠商大多數是採用“量產一代、預研一代、規劃一代”的漸進式產品規劃思路。同時,代與代之間,有時候甚至是相隔五六年時間。
然而,進入智慧化時代,整車電子架構的迭代速度正在全力加速。尤其是在中國市場,艙、駕、底盤和車控的智慧化升級速度遠超海外市場,不管是分散式的域架構,還是中央計算架構,中國車企已經全面領跑。
高工智慧汽車研究院監測資料顯示,2024年中國市場(不含進出口)乘用車前裝標配車控HPC/ZCU(兩者同時配置或單獨配置)交付接近700萬輛,同比增長77.93%,前裝標配搭載率已經突破30%。
目前,車控HPC 1.0產品形態主要以整合整車動力控制(VCU)、底盤、車身BCM、動力及熱管理等功能為主,部分廠商採取座艙域整合車控閘道器的架構。
接下來,車控HPC 2.0的需求是進一步增強資料通訊和計算能力;部分中國車企正在開始推動駕艙的進一步整合。比如,艙駕融合HPC與整車控制進一步整合為中央大腦。
這或許也能解釋,為什麼今年英飛凌開始不斷在對外強調,“本土化產品定義、本土化生產和本土化生態圈建設。”其中,本土化產品定義就是瞄準中國市場的特定需求。
同時,為了守住汽車市場並強化產品競爭壁壘,英飛凌還在今年初宣佈,以25億美元收購Marvell旗下的汽車乙太網晶片業務,後者的合作客戶包括全球50多家汽車製造商,以及前十大汽車製造商中的八家。
目前,Marvell的車規級乙太網晶片—Brightlane™產品系列(88Q6113、88Q5152、88Q5192等多款型號)在中國市場,幾乎是大部分車企輔助駕駛/智慧座艙域控的標配。
此外,為了解決中國客戶對供應安全方面的擔憂,英飛凌也計劃從2027年開始實現大部分主流車規級晶片的本地化生產,其中就包括新一代TC4x系列。
在高工智慧汽車研究院看來,隨著中外兩大晶片供應商陣營進入全面對決的新週期,多條戰線的白熱化競爭將持續發酵,車控(車身控制、中央控制、底盤控制)賽道尤為突出。
而在本週,華為智慧汽車解決方案BU正式與大陸集團、科世達、埃泰克等7家Tier1供應商達成智慧車控模組合作意向;其中,大陸集團和埃泰克更是頭部第一梯隊BCM供應商。
顯然,圍繞智慧車控的“芯”戰役,已經開始。

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