集微網報道 2023年9月26—27日,“2023汽車半導體生態峰會暨全球汽車電子博覽會”在深圳會展中心隆重舉行。本次會議以“鏈啓芯程 智造未來”爲主題,由廣東省工業和信息化廳、深圳市工業和信息化局和中國能源汽車傳播集團指導,《中國汽車報》社主辦,愛集微承辦。
中國汽車工程研究院股份有限公司雷劍梅在“中國汽研對汽車半導體生態一體化的思考”的演講中提到,汽車業在走向軟件定義汽車,這激發了新需求,提出了新挑戰,促進了新發展,並在重塑產業鏈的格局。爲營造健康共生的汽車芯片產業生態,芯片企業與整車企業應雙向奔赴。
中國汽車工程研究院股份有限公司雷劍梅
汽車架構走向域控制和車雲一體化
如今汽車業走過了三個階段,正在進入軟件定義汽車的時代。
雷劍梅提到,從機械定義汽車,到電氣定義汽車再到軟件定義汽車,帶來了全新的變革和變局。以前一輛車上市意味着開發的結束,而現在通過軟件升級,可改變汽車的關鍵參數,或將車內的加熱功能變成消毒功能,增加新的屬性,不斷滿足客戶的新需求。相應的,這也帶來了OTA監管等問題。
而軟件定義汽車需要底層的技術支撐。雷劍梅表示,汽車的架構將從分佈式走向域控制、車雲一體化,涉及輔助駕駛、智能座艙、線控底盤、智能車身等,在車雲一體化架構的驅動下,軟件可以深度參與整個汽車的定義、開發和驗證流程,實現“軟件定義智能化汽車”。
這其中網絡架構發揮重要作用。雷劍梅提到,CAN/LIN網絡是E/E架構的基石,而車載以太網則是域控制器架構下汽車信息流動的“高速公路”。隨着智能網聯汽車發展,安全信號、安全決策指令對時間非常敏感,這對車內網絡的響應速度和時延也提出了明確的要求。而且車雲一體化架構、OTA升級等使智能網聯汽車網絡與外部互聯增多,被攻擊的風險也越來越大,這對汽車零部件、電氣系統、元器件等均提出了較高的要求,需成熟的車載以太網信息安全開發及測試方案。
應對軟件定義汽車的大潮,我國近幾年也積極出臺產業政策與行動計劃,促進產業加快轉型。
在電動化層面,2020年11月工信部發布《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,提出深化“三縱三橫”研發佈局:以動力電池與管理系統、驅動電機與電力電子、網聯化與智能化技術爲“三橫”,構建關鍵零部件技術供給體系,包括高精傳感器、高性能芯片、雷達等。圍繞智能化,2020年2月國家發改委、工信部等《智能汽車創新發展戰略》提出構建跨界融合的智能汽車產業生態體系。針對網聯化,工信部、標委會於2023年7月《國家車聯網產業標準體系建設指南(智能網聯汽車)》,明確了構建標準體系、推動產業化發展以及階段性發展規劃。
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在國家大力構建汽車半導體生態和企業的環境下,各大車企紛紛佈局智能網聯新能源汽車,擬定積極的戰略目標,爭奪未來市場。在政策、技術等多重因素的影響下,激發了新需求,提出了新挑戰,促進了新發展,並在重塑產業鏈的格局。
產業鏈格局重塑 應合力構建健康網狀生態
軟件定義汽車激發了新的需求。雷劍梅在演講中提到,因新體驗、新架構、新技術對汽車感知、決策、執行提出了新的要求,芯片作爲智能汽車底層核心能力和科技生態的重要組成部分,是實現差異化定製、軟硬融合、架構正向開發的關鍵。面對新需求,車規芯片的研發與應用也在向 “定製化、集中化、高性能”發展。
相應的,這也提出了新挑戰。雷劍梅詳細說,從電動化來說,動力系統管理由電池管理,對耐壓、散熱、安全,對熱效力管理都提出了極高的要求。智能化對芯片的算力、集成度、小體積和低功耗可謂是既要又要還要。網聯化由於需要與外界進行互聯,對數據安全也提出了高要求。
誠然,這也促進了新發展。隨着汽車新三化技術應用深化,單車芯片價值不斷增加,成熟智能電動汽車單車平均芯片價值超過2500美元,相比傳統燃油車增加5-10倍,汽車芯片面臨巨大的商業機會。
雷劍梅認爲,這些新挑戰、新發展、新商機在重塑汽車產業鏈的格局。芯片作爲搶佔汽車智能化賽道的制高點,已成爲全球智能汽車競爭的關鍵核心,歐美日韓等國制定一系列芯片相關法案支持自身產業發展,國內汽車半導體產業鏈各環節在國產化替代驅動下也迎來新的發展格局。國內芯片廠商的優勢在於可根據整車廠的需求定製化,在本地化服務方面相比國外廠商也優勢明顯,將在提升本地汽車的核心競爭力和差異化的過程中發揮重要的作用。
還有一個明顯的趨勢是整車廠紛紛佈局汽車芯片領域,選擇與芯片企業進行戰略合作或資本合作,部分OEM成立自己的半導體部門或公司。雷劍梅表示,這可看出整車企業對芯片的重視程度越來越高,也將不斷重塑供應鏈。表現在從以往的鏈式供應鏈結構向網狀發展,這也意味着軟件供應商、芯片企業、整車廠、Tier1相互的關聯越來越緊密,耦合度越來越高,生態的價值也越來越明顯。
在軟件定義汽車和智能電動汽車的發展趨勢下,安全對於汽車來說是永恆不變的主題。雷劍梅指出,一方面,要考慮全面融合的新技術體系支撐汽車安全;另一方面,要強化標準,依託“三橫二縱”的技術邏輯架構,加速推動汽車芯片質量保障體系建設。
雷劍梅進一步分析,這一保障體系涉及兩個層面:一是基礎能力保障問題,即器件層面需要有基礎保障,器件延伸到系統、整車層面也需要有基礎保障。目前在汽車產品的高安全高可靠要求下,芯片方案替換的驗證流程未形成行業共識。二是高階能力現狀問題:即針對智能化下衍生的自動駕駛、智能感知座艙、高性能通信芯片滿足高算力、低功耗和時延等全新要求;針對電動化下催生的動力控制、驅動、隔離芯片,應對大功率、高耐壓、低噪聲等全新挑戰。
圍繞汽車芯片標準體系研究、檢測能力構建、前瞻技術攻關、行業資源拓展、產業現狀剖析五方面工作,雷劍梅介紹了中國汽研助力產業生態一體化建設的工作進展和成效,並提到將建立車規級芯片基礎測評和先進技術服務能力,從源頭芯片級到終端整車級的一站式綜合服務能力,打造普適和特製高端芯片的可視化指數測評標準高地。
迎接軟件定義汽車的大變革時代,雷劍梅建議營造一個健康共生的汽車芯片產業生態。她指出,目前國內在需求導入、設計、製造和上車應用等環節還存在問題。而一個健康的生態表現則是Tier1和OEM能夠清晰明確地細化芯片應用需求,並可提出新產品需求,芯片企業及周邊技術力量能共同支撐OEM進行系統驗證;芯片企業和OEM、Tier1對話和語言可建立統一的標準,包括產品定義、關鍵功能和性能、可靠性測試、功能安全、信息安全相關標準。芯片企業應基於標準提升產品力與整車企業雙向奔赴,協同做好汽車芯片安全可靠上車工作。