隨著汽車智能化的不斷發(fā)展，座艙的智能化程度也越來(lái)越高。從最初的機(jī)械式座艙發(fā)展到電子座艙，又進(jìn)化到現(xiàn)在的智能座艙。對(duì)于用戶來(lái)講，艙內(nèi)顯示和艙內(nèi)交互發(fā)生了比較直觀的“顯性”變化，而艙駕融合可以算是一項(xiàng)關(guān)鍵性的“隱性”變化。
艙內(nèi)顯示：在電子座艙時(shí)代，座艙內(nèi)是小尺寸中控顯示屏和物理指針式的儀表盤，現(xiàn)在座艙的中控屏和儀表盤基本都是全液晶數(shù)字化大屏，甚至，有的高端座艙還增加有AR-HUD、流媒體顯示屏、后排娛樂(lè)屏等，總之，車內(nèi)顯示屏幕呈現(xiàn)多屏化、大屏化和高清化。
艙內(nèi)交互：艙內(nèi)的交互方式變得多樣化，傳統(tǒng)電子座艙基本是通過(guò)物理按鍵進(jìn)行交互，現(xiàn)在艙內(nèi)物理實(shí)體按鍵越來(lái)越少，觸控式按鍵、語(yǔ)音交互、手勢(shì)控制等多模態(tài)的交互方式成為主流。
艙駕融合：座艙和智駕原來(lái)基本是相互獨(dú)立的兩個(gè)部分，現(xiàn)在座艙和智駕之間的融合越來(lái)越多，正逐步由“艙泊一體”向“艙駕一體”演進(jìn)。
一、智能座艙SoC芯片市場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀
目前，智能座艙SoC芯片市場(chǎng)份額主要集中在幾家海外的芯片企業(yè)手中，包括高通、瑞薩、英特爾、恩智浦、TI等。從全球范圍來(lái)看，在2022年，高通座艙SoC芯片的市占率最高，占比為43.4%；瑞薩電子排在第二位，占比為19.7%；英特爾排在第三位，占比為18.16%。前三家占比超過(guò)80%的市場(chǎng)份額，智能座艙SoC芯片市場(chǎng)高度集中。
2022年全球座艙SoC芯片市場(chǎng)份額占比情況
據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年，我國(guó)新車搭載智能座艙SoC芯片的裝配量為700.5萬(wàn)顆，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)14.86億美元，約占全球總市場(chǎng)份額的48%（全球智能座艙SoC芯片市場(chǎng)規(guī)模為30.92億美元）。預(yù)計(jì)到2025年，全球和中國(guó)汽車座艙智能配置滲透率將分別達(dá)到59%和78%，同時(shí)，全球智能座艙SoC芯片的市場(chǎng)規(guī)模將突破50億美元。通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出，現(xiàn)階段，雖然我國(guó)智能座艙SoC芯片的市場(chǎng)規(guī)模占比較高，但是，國(guó)產(chǎn)座艙SoC芯片的市占率并不高，不足10%。我國(guó)座艙SoC芯片廠商起步較晚，但他們現(xiàn)在占據(jù)天時(shí)（國(guó)內(nèi)新能源汽車行業(yè)迅速發(fā)展）和地利（國(guó)產(chǎn)化芯片替代浪潮）的優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)具有較大市場(chǎng)增長(zhǎng)空間。
二、座艙SoC芯片市場(chǎng)需求分析
現(xiàn)在市場(chǎng)上到底需要什么樣的座艙SoC芯片，需求是由什么決定的呢？通常來(lái)講，座艙SoC芯片的需求主要由兩類因素決定：技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)和產(chǎn)品定位。技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)決定了座艙SoC芯片的“宏觀需求”，而產(chǎn)品定位決定了特定細(xì)分市場(chǎng)對(duì)座艙SoC芯片的“專屬需求”。
2.1 智能座艙技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)
1）艙內(nèi)顯示：一芯多屏
在傳統(tǒng)座艙解決方案中，中控導(dǎo)航、儀表、HUD等系統(tǒng)相互獨(dú)立，分別由獨(dú)立的ECU來(lái)控制，即單ECU驅(qū)動(dòng)單個(gè)功能/系統(tǒng)。隨著座艙集成化程度越來(lái)越高，原先跟座艙相關(guān)的分布式ECU整合成為1個(gè)座艙域控制器。最直觀的表現(xiàn)是“一芯多屏”，即由座艙域控制器中的單個(gè)高性能SoC芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)中控導(dǎo)航屏、液晶儀表屏、HUD、空調(diào)顯示面板、副駕娛樂(lè)屏以及后排娛樂(lè)屏等多個(gè)屏幕。
由“單芯單屏”到“一芯多屏”
“一芯多屏”方案對(duì)SoC芯片的要求在于：具備足夠多的DP或DSI接口，能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)若干個(gè)不同的顯示設(shè)備；CPU能力要求比較強(qiáng)，保障不同設(shè)備上多個(gè)APP同時(shí)運(yùn)行時(shí)的流暢度；GPU的圖形處理能力，視頻的編解碼能力要求高，它們決定了屏幕顯示的清晰度以及動(dòng)畫效果的流暢度；另外，硬件層面需要能較好的支持 Hypervisor或硬件隔離，從而更好地支持多系統(tǒng)運(yùn)行。
據(jù)了解，國(guó)內(nèi)座艙SoC芯片的代表廠商芯馳科技，其推出的最新一代座艙芯片X9SP，可以支持多操作系統(tǒng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)儀表、中控娛樂(lè)屏、電子后視鏡、HUD等多屏幕的輸出，并且支持多屏共享和互動(dòng)。那么，芯馳的X9SP芯片是如何支持多個(gè)操作系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，并保證每個(gè)操作系統(tǒng)的完整性和獨(dú)立性？
芯馳科技CTO孫鳴樂(lè)告訴焉知汽車：“這涉及到芯片架構(gòu)的設(shè)計(jì)以及軟件的部署。需要考慮到在多系統(tǒng)情況下，怎樣去管理好整個(gè)系統(tǒng)的資源。芯馳在X9SP上用的是硬隔離的方法，儀表上運(yùn)行Linux或者QNX操作系統(tǒng)，中控上跑安卓操作系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)之間沒(méi)有相互依賴關(guān)系，各自獨(dú)立享有自己的硬件資源，能夠獨(dú)立啟動(dòng)。同時(shí)，芯片上也有一些資源可以共享，比如網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)（DRAM、EMMC）等，而且兩個(gè)系統(tǒng)之間也可以進(jìn)行交互。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要考慮如何去管理好共享資源，既能夠做到很好地進(jìn)行資源共享，同時(shí)又不會(huì)對(duì)另外的資源以及另外的使用者造成影響。從設(shè)計(jì)角度上來(lái)講，我們需要做好芯片架構(gòu)和底層軟件方面的工作?！?/span>
目前，在一個(gè)硬件平臺(tái)上運(yùn)行多個(gè)操作方式，通常有兩種解決方案：Hypervisor和 硬隔離。采用Hypervisor的技術(shù)方案，在理論上是可以讓上層的應(yīng)用靈活調(diào)用底層的硬件資源，可以使得硬件資源得到充分的利用。而硬隔離的方式給每個(gè)模塊劃分出自己固有的硬件資源，好處在于資源使用環(huán)節(jié)不會(huì)存在“糾紛”，并且各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性也更有保障。
基于Hypervisor技術(shù)在同一計(jì)算平臺(tái)上運(yùn)行多操作系統(tǒng)
但是，采用硬隔離是否會(huì)導(dǎo)致硬件資源浪費(fèi)呢？孫鳴樂(lè)認(rèn)為，“虛擬化最大的好處是 ：CPU和GPU等硬件資源可以在多系統(tǒng)之間靈活地分配。但虛擬化方案有一個(gè)比較大的難點(diǎn)：由于它的資源是共享的，要保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性比較有挑戰(zhàn)。比如，中控要跑一個(gè)很重的應(yīng)用程序，可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間一直占用較多的CPU和GPU資源，虛擬化系統(tǒng)需要能在這種情況下保留足夠的CPU和GPU給儀表系統(tǒng)，才能確保儀表刷新率的穩(wěn)定。“另外，虛擬化的設(shè)計(jì)，雖然理論上講它可以動(dòng)態(tài)分配，但是實(shí)際上大家在設(shè)計(jì)上還是會(huì)固定的去分配資源。只是它固定分配的顆粒度比采用硬隔離的方式會(huì)更加靈活一些。采用硬隔離的方式，雖然相當(dāng)于是放棄了一定的系統(tǒng)靈活性，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)更容易，量產(chǎn)會(huì)更快，成本也會(huì)更低。”
為了更好地支持實(shí)現(xiàn)“一芯多屏”方案，X9SP芯片內(nèi)置獨(dú)立安全島，集成雙核鎖步Cortex-R5F CPU，主頻高達(dá)800MHz，無(wú)需外掛MCU，能夠以單芯片的方式實(shí)現(xiàn)整個(gè)座艙功能。那么，X9SP內(nèi)置獨(dú)立安全島的主要作用是什么呢，是用來(lái)替代外掛MCU么？孫鳴樂(lè)解釋說(shuō)：“在X9系列芯片里，功能安全島的作用其實(shí)并不是完全要去替代外掛MCU。在一個(gè)座艙系統(tǒng)里面，外掛MCU需要去做電源管理、低功耗喚醒等工作。內(nèi)置安全島的主要作用就是為了保障整個(gè)系統(tǒng)的安全。比如，做儀表域的顯示監(jiān)控 —— 當(dāng)一些報(bào)警信息沒(méi)有安全顯示出來(lái)的時(shí)候進(jìn)行報(bào)警；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速響應(yīng) —— 當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)的時(shí)候，功能安全島會(huì)預(yù)先啟動(dòng)，初始化系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)所有安全模塊的運(yùn)行狀態(tài)。
“對(duì)于外掛MCU來(lái)講，它沒(méi)有辦法監(jiān)控到主控SoC芯片內(nèi)部的太多細(xì)節(jié)。它只能簡(jiǎn)單判斷SoC芯片是‘活’，還是‘死’ ，一旦出問(wèn)題了，具體毛病出在哪里判斷不出來(lái)—— 常見(jiàn)的做法是主控SoC芯片通過(guò)不間斷地向外掛MCU發(fā)心跳包，來(lái)表明它還在正常工作。一旦外掛MCU沒(méi)有收到心跳包信號(hào)，那說(shuō)明主控SoC芯片可能出問(wèn)題了，就需要對(duì)它進(jìn)行重啟。
“主控SoC芯片里面的功能安全島可以更細(xì)致地監(jiān)控到SoC芯片內(nèi)部各個(gè)模塊是否都處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，因此，它可以更早、更及時(shí)地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并及時(shí)做出應(yīng)對(duì)。”
2）艙內(nèi)交互：多模態(tài)交互
在智能化座艙階段，艙內(nèi)的感知交互手段更加智能化和多樣化。不再局限于傳統(tǒng)座艙內(nèi)物理按鍵類的觸覺(jué)交互，增加了語(yǔ)音交互、手勢(shì)控制以及視覺(jué)交互（DMS/OMS）等交互方式，通過(guò)融合多模態(tài)的信息來(lái)增強(qiáng)感知能力，進(jìn)而保障交互反饋的準(zhǔn)確性，帶來(lái)更人性化的交互體驗(yàn)。對(duì)于駕駛員側(cè)，采用DMS、語(yǔ)音交互以及手勢(shì)控制等多種感知交互方式，來(lái)檢測(cè)駕駛員的狀態(tài)和降低駕駛員手眼負(fù)擔(dān)，有助于防止疲勞駕駛和凝聚駕駛員注意力。
對(duì)于副駕及后排乘客，主要是通過(guò)OMS、語(yǔ)音交互及手勢(shì)控制等感知交互方式，來(lái)滿足乘客在座艙內(nèi)的休閑、娛樂(lè)需求。
語(yǔ)音交互
從技術(shù)維度來(lái)講，語(yǔ)音交互分為語(yǔ)音前端處理技術(shù)和語(yǔ)音后端處理技術(shù)。前端處理技術(shù)包括VAD（語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)）、回聲消除、噪聲抑制、聲源定位、增益控制等；后端處理技術(shù)則包括語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義理解、對(duì)話管理、語(yǔ)音合成等。另外，在智能座艙中，語(yǔ)音交互主要應(yīng)用在車身相關(guān)模塊（空調(diào)、座椅、車窗）的控制以及中控娛樂(lè)相關(guān)模塊（影音娛樂(lè)、導(dǎo)航、通訊等應(yīng)用）的控制。某Tier1智能座艙領(lǐng)域的專家認(rèn)為：“目前，語(yǔ)音交互對(duì)NPU算力的需求并不高。語(yǔ)音進(jìn)來(lái)之后會(huì)進(jìn)DSP先做頻域和時(shí)域的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完了之后，可以提取更重要頻段的一些數(shù)據(jù)，因?yàn)槿寺暥加凶约旱奶攸c(diǎn)，它只需要提取其中幾個(gè)頻段的數(shù)據(jù)出來(lái)做區(qū)分就可以，所以它對(duì)DSP的算力有需求。
“模式識(shí)別會(huì)用到NPU，但早些時(shí)候NPU還不是很普及，一些語(yǔ)音供應(yīng)商的算法首先是跑在CPU上，而不用NPU來(lái)加速。現(xiàn)在語(yǔ)音/語(yǔ)義識(shí)別通過(guò)NPU來(lái)加速，但語(yǔ)音交互目前占用的NPU算力并不高，因?yàn)楝F(xiàn)階段它輸入的路數(shù)有限，而且數(shù)據(jù)量也有限?！?/span>
語(yǔ)音交互中相關(guān)因素對(duì)芯片算力的影響（信息來(lái)源：基于公開(kāi)資料整理）
視覺(jué)交互
目前座艙內(nèi)基于攝像頭實(shí)現(xiàn)的視覺(jué)交互功能有：DMS、OMS和手勢(shì)控制等。最開(kāi)始，DMS/OMS通常使用獨(dú)立的ECU控制單元，但是隨著整車EE架構(gòu)的演進(jìn)以及AI芯片集成化發(fā)展，座艙域控制器中的主控SoC芯片中一般都配置有豐富的異構(gòu)資源—— CPU、GPU、DSP、NPU等，并且支持多通道的視頻輸入和處理能力。因此，DMS/OMS功能現(xiàn)在開(kāi)始被整合到智能座艙域控制器中去實(shí)現(xiàn)。這樣不但可以節(jié)省一定的硬件BOM成本，也便于DMS/OMS系統(tǒng)與座艙內(nèi)其它關(guān)聯(lián)模塊更好地進(jìn)行信息交互，從而更好地進(jìn)行功能融合創(chuàng)新。另外，基于座艙內(nèi)的3D TOF攝像頭，還可以實(shí)現(xiàn)3D手勢(shì)識(shí)別和車內(nèi)駕駛員身份識(shí)別。
3D手勢(shì)識(shí)別：ToF技術(shù)能夠獲取目標(biāo)物體深度信息，結(jié)合模式識(shí)別算法可以準(zhǔn)確識(shí)別人的三維手勢(shì)。因此，駕駛員可以通過(guò)不同的手勢(shì)與座艙內(nèi)的多媒體、空調(diào)、座椅、車窗等系統(tǒng)進(jìn)行智能交互控制。
Face-ID 身份識(shí)別：ToF技術(shù)能夠基于獲取的深度信息對(duì)人進(jìn)行分類，跟蹤人的面部和身體特征，進(jìn)而能夠區(qū)分真人和照片，確保駕駛員身份識(shí)別和認(rèn)證的準(zhǔn)確性和可靠性。
視覺(jué)交互中相關(guān)因素對(duì)芯片算力的影響（信息來(lái)源：基于公開(kāi)資料整理）
3）艙駕融合：艙泊一體→艙駕一體
在座艙相關(guān)功能不斷地被集成的過(guò)程中，我們還看到了一種趨勢(shì)：座艙與ADAS類功能的融合。最開(kāi)始是環(huán)視攝像頭接入到車機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)360環(huán)視功能；再往后，環(huán)視攝像頭和超聲波雷達(dá)傳感器同時(shí)接入到座艙域控制器，由座艙來(lái)實(shí)現(xiàn)360環(huán)視以及APA等泊車功能的控制，即所謂的“艙泊一體”。智能座艙整合基本的泊車功能有以下幾點(diǎn)好處：一是，可以降本，至少可以把原來(lái)泊車的控制器省掉，進(jìn)而節(jié)省一定的物料成本；二是，把泊車功能整合到座艙，能夠更好地做泊車場(chǎng)景下的人機(jī)交互設(shè)計(jì)；三是，座艙主控SoC芯片上的算力也能得到最大程度的有效利用。再往后發(fā)展，智能座艙將進(jìn)一步整合L2級(jí)別的行車ADAS功能，甚至是更高階的智能駕駛功能，即所謂的“艙駕一體”。
從“艙駕一體”的實(shí)現(xiàn)形式上來(lái)看，目前有三種：One Box、One Board 和 One Chip。目前，特斯拉采用了One Box的方案，并在2019年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。One Board 和 One Chip的方案也有相關(guān)企業(yè)正在規(guī)劃，據(jù)相關(guān)媒體透露，One Chip的方案可能將會(huì)在2025年左右量產(chǎn)。
艙駕一體方案的規(guī)劃進(jìn)展（信息來(lái)源：基于公開(kāi)資料整理）
多數(shù)業(yè)內(nèi)人士一致認(rèn)為，One Chip方案才是真正的“艙駕一體”，能夠幫助企業(yè)降本增效。整體來(lái)看，艙駕一體的主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：
成本更優(yōu)：在硬件層面，相比于多SoC方案，單SoC芯片方案集成度更高，使用物料更少，在一定程度上節(jié)省了BOM成本；在軟件層面，所有軟件都在統(tǒng)一的軟件架構(gòu)下，能夠節(jié)約開(kāi)發(fā)驗(yàn)證和功能擴(kuò)展成本。
提升系統(tǒng)響應(yīng)：相比板間的Switch通訊或芯片間的PCIE互聯(lián)，在芯片內(nèi)部直接使用內(nèi)存共享的片內(nèi)通訊方式，通訊時(shí)延會(huì)更短，系統(tǒng)響應(yīng)更快。
有利于新功能迭代：艙駕融合后，平臺(tái)的集成度更高，軟件合理分層分區(qū)，更有利于新功能的部署和更新。
談到艙駕一體還存在哪些問(wèn)題時(shí)，孫鳴樂(lè)舉例說(shuō)：“艙駕一體的發(fā)展跟前幾年業(yè)內(nèi)把儀表和IVI做整合的過(guò)程類似。整合是一個(gè)大趨勢(shì)，這個(gè)過(guò)程大家也克服了很多困難。例如，原來(lái)有的Tier1只做儀表，有的Tier1只做IVI，現(xiàn)在需要兩個(gè)都能做，這對(duì)Tier1的研發(fā)能力提出了很高的要求。當(dāng)然，兩者整合以后，也會(huì)帶來(lái)很多便利性。用戶體驗(yàn)會(huì)變好，軟件開(kāi)發(fā)會(huì)更容易，平臺(tái)的拓展性也會(huì)更好。
“座艙整合智駕相關(guān)功能，一個(gè)可能的路線是：座艙首先集成360環(huán)視、APA等泊車功能，再進(jìn)一步集成ADAS行車功能，然后再集成更高階的自動(dòng)駕駛功能。L2.x的ADAS和座艙的集成，是相對(duì)比較有可行性的。而對(duì)于L3級(jí)別自動(dòng)駕駛的集成，其難題在于，自動(dòng)駕駛的邊界到現(xiàn)在為止還沒(méi)有完全清晰。比如最近“有圖”和“無(wú)圖”的方案討論得很激烈，激光雷達(dá)是否會(huì)成為標(biāo)配大家也有不同的意見(jiàn)，這些都是高階智能駕駛面臨的方向性問(wèn)題，在這些技術(shù)路線問(wèn)題尚未統(tǒng)一的情況下，高階智駕功能就不太容易和座艙系統(tǒng)做集成。”
“從長(zhǎng)期來(lái)看，終極方案 —— 單SoC芯片艙駕一體方案的發(fā)展是大方向。但現(xiàn)階段，由于高階智駕的功能需求尚未完全穩(wěn)定，目前市場(chǎng)也沒(méi)有性能和成本都比較理想的單SoC芯片能夠很好地支持座艙和高階自動(dòng)駕駛的所有功能。因此，在市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)下，當(dāng)前艙駕一體會(huì)停留在L2.x的ADAS和座艙集成，高階自動(dòng)駕駛和座艙還會(huì)采用多SoC芯片方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.2 產(chǎn)品定位決定了特定細(xì)分市場(chǎng)對(duì)座艙SoC芯片的“專屬需求”
對(duì)于一家大型車企而言，為豐富產(chǎn)品矩陣，通常會(huì)設(shè)立不同的車型品牌，同一品牌甚至還有不同的品類。并且，同一品牌和品類的車型還會(huì)劃分成高中低不同的車型配置版本。為了區(qū)分產(chǎn)品的不同定位，車企不可避免地需要在車型配置上做差異化。智能座艙又是車企做配置差異化的重點(diǎn)領(lǐng)域，然而，一套智能座艙域控制器解決方案很難完全直接復(fù)制在另一車型平臺(tái)上。那么，不同的產(chǎn)品定位的車型對(duì)座艙以及座艙SoC芯片有哪些差異化的需求呢，作為供應(yīng)商又該如何應(yīng)對(duì)？
孫鳴樂(lè)講到：“不同市場(chǎng)定位的車型，對(duì)座艙的性能的需求和功能需求存在差異化。低端車型：在性能方面，更加注重穩(wěn)定性和可靠性；功能需求方面，以基礎(chǔ)功能為主，比如手機(jī)互聯(lián)、導(dǎo)航、語(yǔ)音控制等等。另外，在前兩者的基礎(chǔ)上，再盡量去控制成本，即系統(tǒng)要做到足夠精簡(jiǎn)。因此，對(duì)于此定位的車型，入門級(jí)的座艙在后續(xù)也基本不再需要通過(guò)OTA去增加新的功能，量產(chǎn)的時(shí)候，功能基本就固定下來(lái)了。高端車型：芯片算力要求比較高，并且異構(gòu)資源要足夠豐富，需要能夠滿足后續(xù)產(chǎn)品迭代升級(jí)的需求。因?yàn)楦叨酥悄茏摰奶攸c(diǎn)是千人千面，需要常用常新，需要能夠不停地OTA：應(yīng)用要不斷地升級(jí)，甚至還會(huì)不斷增加新的應(yīng)用?！?/span>
“對(duì)于芯片公司而言，我們需要基于客戶在座艙方面的差異化需求，來(lái)提供合理的差異化硬件方案?！?/span>
為更好滿足車企對(duì)智能座艙的差異化需求，智能座艙域控制器廠商一般會(huì)采取平臺(tái)化解決方案?！拔覀兺ǔ?huì)先設(shè)計(jì)出一個(gè)‘終極’域控制器方案，該方案包括了所有能想到且可實(shí)現(xiàn)的功能；然后將功能以模塊化的形式集成在開(kāi)發(fā)板上，模塊之間采用標(biāo)準(zhǔn)化接口進(jìn)行通信，模塊內(nèi)部可以根據(jù)差異化的需求進(jìn)行定制。平臺(tái)化開(kāi)發(fā)能夠幫助我們縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本?！蹦砊ier1智能座艙領(lǐng)域的專家介紹說(shuō)。
另外，由于不同車廠的整車EE架構(gòu)演進(jìn)的節(jié)奏不一致，也會(huì)導(dǎo)致對(duì)芯片的需求存在差異化。作為芯片廠商又該如何滿足不同客戶的差異化需求？有業(yè)內(nèi)人士給出的答案是：“芯片設(shè)計(jì)也要考慮平臺(tái)化，需要具備較好的可拓展性，比如，芯片設(shè)計(jì)要能夠?qū)崿F(xiàn)IP靈活組合，增強(qiáng)可復(fù)用性，這樣不僅可以滿足不同客戶的差異化需求，同時(shí)還可以節(jié)省自身的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。”
三、座艙SoC芯片國(guó)產(chǎn)化替代
當(dāng)下，中高端智能座艙SoC芯片市場(chǎng)被高通、Intel、三星等消費(fèi)電子芯片廠商所壟斷，他們的芯片產(chǎn)品制程先進(jìn)，并且具備規(guī)模和成本優(yōu)勢(shì)。中低端市場(chǎng)被恩智浦、TI、瑞薩等國(guó)外傳統(tǒng)汽車芯片廠商所覆蓋，他們的優(yōu)勢(shì)在于成本控制能力強(qiáng)，并且芯片的穩(wěn)定性和可靠性好。
在前幾年，國(guó)內(nèi)座艙SoC芯片廠商大多停留在研發(fā)階段，導(dǎo)致量產(chǎn)上車相對(duì)有限。但最近兩年，國(guó)產(chǎn)座艙SoC芯片開(kāi)始快速量產(chǎn)上車，并實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化量產(chǎn)應(yīng)用，比如芯馳的X9系列座艙芯片，已經(jīng)在上汽、奇瑞、長(zhǎng)安、廣汽、北汽、東風(fēng)日產(chǎn)等車企旗下車型量產(chǎn)上車。座艙SoC芯片的國(guó)產(chǎn)化替代正在加速。
3.1 主機(jī)廠或Tier1選擇芯片廠商，他們看重什么呢？
除了芯片本身的性能之外，主機(jī)廠選擇芯片廠商還會(huì)重點(diǎn)考察哪些維度呢？經(jīng)過(guò)向相關(guān)業(yè)內(nèi)人士調(diào)研咨詢，整體來(lái)看，主機(jī)廠會(huì)重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面的因素：
芯片的成熟度如何
車規(guī)級(jí)SoC芯片成熟度評(píng)價(jià)一般會(huì)從技術(shù)指標(biāo)、功能指標(biāo)、可靠性指標(biāo)、供應(yīng)鏈指標(biāo)以及認(rèn)證和標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)等多個(gè)方面進(jìn)行考量。芯片的成熟度如何是客戶進(jìn)行芯片選擇時(shí)首要考慮的因素。因?yàn)橐豢钚酒a(chǎn)品從定義到研發(fā)再到量產(chǎn)，至少需要 3年左右的時(shí)間。一旦進(jìn)入車廠的供應(yīng)鏈體系，車廠基本會(huì)穩(wěn)定在3~4年的訂單需求。對(duì)于車廠來(lái)講，一旦選定一家芯片廠商，中間切換芯片廠商的代價(jià)比較大，除非出現(xiàn)重大問(wèn)題，否則不會(huì)輕易切換。因此，車企一開(kāi)始便會(huì)做好芯片成熟度的評(píng)估和分析，確認(rèn)風(fēng)險(xiǎn)可控才會(huì)選擇合作。
芯片的Roadmap是否連續(xù)
選擇使用一家芯片企業(yè)的芯片，不光看它的現(xiàn)在，還要看它的未來(lái)。如果只做一兩代的芯片，而沒(méi)有連續(xù)的芯片Roadmap，那就意味如果圍繞該芯片來(lái)做域控制器，后續(xù)產(chǎn)品的迭代和升級(jí)會(huì)存在很大的問(wèn)題，因此主機(jī)廠或Tier1便不太可能選擇這樣一家沒(méi)有長(zhǎng)久合作潛力的合作伙伴。因此，選擇一家芯片企業(yè)的時(shí)候，主機(jī)廠或Tier1要看芯片公司整個(gè)產(chǎn)品的迭代周期和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路 —— 是否符合當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)方向，以及是否跟自己產(chǎn)品路線的需求相匹配。
是否具備較高的性價(jià)比
當(dāng)前，汽車市場(chǎng)內(nèi)卷嚴(yán)重，各家車企的“價(jià)格戰(zhàn)”還在持續(xù)。以價(jià)換量是價(jià)格戰(zhàn)的基礎(chǔ)邏輯，降本增效是每個(gè)主機(jī)廠的主旋律。芯片供應(yīng)商想要切入到車廠的供應(yīng)鏈體系，較高的性價(jià)比是讓車廠定點(diǎn)的最大“籌碼”。怎么才算是較高的性價(jià)比呢？要么，同樣成本和性能的產(chǎn)品，能夠幫助車廠實(shí)現(xiàn)更多的功能；要么，能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的功能，但成本更低。不過(guò)，這里的成本不僅指芯片本身的硬件成本，更準(zhǔn)確地講是整個(gè)系統(tǒng)層面的總成本。
本土化服務(wù)如何
在軟件定義汽車背景下，外加“內(nèi)卷”嚴(yán)重的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，汽車的研發(fā)周期一再壓縮。以前3~4年的開(kāi)發(fā)周期，甚至已經(jīng)被壓縮到2年。在較短的開(kāi)發(fā)周期下，開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能會(huì)遇到更多的問(wèn)題。主機(jī)廠和Tier1在基于芯片的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，肯定會(huì)遇到很多跟芯片底層相關(guān)的問(wèn)題，無(wú)論是硬件設(shè)計(jì)，還是軟件開(kāi)發(fā)、圖像優(yōu)化，亦或者是算法移植等方面的問(wèn)題。此時(shí)，芯片公司是否具備足夠大的團(tuán)隊(duì)以及足夠強(qiáng)的工程化能力幫助客戶在本地快速地去解決問(wèn)題就顯得尤為重要。
芯片廠商需要密切加強(qiáng)與Tier1以及主機(jī)廠的合作，增強(qiáng)對(duì)下游客戶的服務(wù)支持力度，幫助Tier1在相對(duì)較短的研發(fā)周期內(nèi)做好高質(zhì)量的產(chǎn)品交付工作。
3.2 芯片廠商如何才能快速地切入到主機(jī)廠的供應(yīng)鏈體系
找準(zhǔn)產(chǎn)品定位，直擊市場(chǎng)需求
入局智能座艙SoC芯片市場(chǎng)，中低端市場(chǎng)是一個(gè)相對(duì)比較容易的切入口。只要設(shè)計(jì)出一款高性價(jià)比且又能夠滿足當(dāng)前市場(chǎng)需求的芯片，就能夠相對(duì)容易做到量產(chǎn)。那么，如何設(shè)計(jì)出一款符合當(dāng)下需求的“好芯片”呢？芯馳科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼董事仇雨菁曾對(duì)外表示：“汽車產(chǎn)業(yè)鏈非常長(zhǎng)，要做出好芯片必須與應(yīng)用深度結(jié)合，必須是一個(gè)Top-Down的架構(gòu)，首先要考慮整個(gè)應(yīng)用的場(chǎng)景，然后分解到軟件架構(gòu)，再到芯片架構(gòu)，這樣才能做出一個(gè)好芯片?！?/span>
也就是說(shuō)，芯馳做芯片設(shè)計(jì)基本上是采用自上而下的一個(gè)推導(dǎo)思路；先考慮最上層的應(yīng)用場(chǎng)景，然后由應(yīng)用場(chǎng)景分解到所需的軟件架構(gòu)，再由軟件架構(gòu)推導(dǎo)出最佳適配的芯片。
針對(duì)這一話題，芯馳科技CTO孫鳴樂(lè)進(jìn)一步解釋說(shuō)：“這里提到的應(yīng)用場(chǎng)景的概念是放到整個(gè)EE架構(gòu)的背景下，來(lái)考慮我們所設(shè)計(jì)的芯片到底要用在哪里？是用在座艙，還是用在智駕，還是用在中央網(wǎng)關(guān)，亦或者是應(yīng)用在區(qū)域控制器。明確用在哪里后，再去考慮整體的軟件怎么部署，有哪些軟件會(huì)部署到自己芯片上。然后，需要對(duì)這些軟件進(jìn)行深入了解 —— 了解它們要做哪些事情，性能需求、安全性需求以及OTA需求怎么樣。所有都搞清楚之后，再考慮要滿足這些軟件需求，需要什么樣的硬件來(lái)配合它?！?/span>
芯馳圍繞未來(lái)電子電氣架構(gòu)的核心域進(jìn)行了全場(chǎng)景布局，包括智能座艙X9系列、智能駕駛V9系列、中央網(wǎng)關(guān)G9系列和高性能E3系列MCU，這些產(chǎn)品旨在滿足未來(lái)汽車電子電氣架構(gòu)的需求。
芯馳科技全場(chǎng)景布局（圖片來(lái)源：芯馳科技）
全場(chǎng)景布局是否會(huì)牽扯芯馳比較大的精力和投入，而導(dǎo)致沒(méi)辦法在某一兩個(gè)領(lǐng)域把優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大呢？孫鳴樂(lè)闡述了芯馳全場(chǎng)景布局的合理性：“對(duì)于SoC和MCU來(lái)講，具有一定的通用性。在汽車應(yīng)用領(lǐng)域，芯片講究的是穩(wěn)定性和可靠性，在這個(gè)基礎(chǔ)上，性能要逐步往上提升，功耗和成本要控制好。區(qū)別在于不同應(yīng)用中，芯片處理能力需求不同。”“芯片公司不需要針對(duì)每個(gè)應(yīng)用去做非常完整的垂直整合，這個(gè)過(guò)程需要花費(fèi)很多的精力和資源。我們重點(diǎn)關(guān)注的是芯片本身，以及上層與芯片強(qiáng)相關(guān)的基礎(chǔ)軟件，這也是需要我們交付的內(nèi)容。
基于此，我們會(huì)選擇跟現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)合比較好的應(yīng)用方向，在此方向上同我們的合作伙伴一起把方案做完整，然后再交付到車廠?！?/span>
抱團(tuán)取暖，打造芯片生態(tài)體系
“軟件生態(tài)決定芯片價(jià)值”已經(jīng)成為了芯片行業(yè)的共識(shí)。因?yàn)闃?gòu)建在芯片之上的軟件生態(tài)對(duì)芯片的“可用性”具有較大的影響。
整個(gè)座艙的軟件平臺(tái)從下往上一般涵蓋：虛擬機(jī)、操作系統(tǒng)內(nèi)核、中間件、應(yīng)用層等軟件。對(duì)于最底層的軟件，有的是用虛擬機(jī)方式，有的直接采用硬隔離的方式；再往上的操作系統(tǒng)大致分兩類，一類是RTOS或AUTOSAR等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，一類是QNX、Linux、安卓等非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；操作系統(tǒng)再往上就是中間件，中間件層包括車機(jī)互聯(lián)、語(yǔ)音接口框架、導(dǎo)航和位置服務(wù)框架、音頻接口、CAN總線通信機(jī)制等；中間件層再往上就是應(yīng)用層，應(yīng)用層包括很多算法，比如語(yǔ)音算法、視覺(jué)算法等。
智能座艙系統(tǒng)架構(gòu)示意圖（圖片來(lái)源：基于公開(kāi)資料整理）
對(duì)于整個(gè)座艙系統(tǒng)架構(gòu)平臺(tái)而言，芯片是它的基礎(chǔ)底座。芯片廠商和他的合作伙伴需要一起基于芯片這個(gè)基礎(chǔ)底座來(lái)打造出一個(gè)完整的座艙系統(tǒng)架構(gòu)方案。底層硬件+整個(gè)軟件平臺(tái)有機(jī)結(jié)合在一起才有可能構(gòu)成一個(gè)具備良好用戶體驗(yàn)的產(chǎn)品。“我們擁有豐富完善的生態(tài)圈，包括底層的基礎(chǔ)軟件、操作系統(tǒng)，各種工具鏈、中間件以及上層的應(yīng)用、算法和解決方案等，芯馳與海內(nèi)外超過(guò) 200 家企業(yè)伙伴達(dá)成了生態(tài)合作。通過(guò)與車企、生態(tài)伙伴的通力合作，可以加速整個(gè)芯片從研發(fā)到上車的過(guò)程。過(guò)去，先有芯片，然后才有軟件，最后才能提供給用戶使用?，F(xiàn)在，作為芯片企業(yè)，我們可以第一時(shí)間了解用戶的需求，并與他們同步開(kāi)發(fā)。當(dāng)我們的芯片出來(lái)時(shí)，軟件已經(jīng)準(zhǔn)備好了，大大提高了芯片量產(chǎn)上車速度?！背鹩贻荚谝淮窝葜v中對(duì)外談到。
轉(zhuǎn)自焉知汽車
