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国产智能汽车芯片的“命门”

来源 : www.penghaida.com   发布时间 : 2021/12/21 13:45:00

2020年终究是非凡的一年,肺炎疫情让全部半导体经历了颇有艰难困苦的大半年,但半导体厂商们或是在艰辛中寻找突袭的机遇。在汽车领域,国内汽车智能化芯片的自主研发之途亦在车轮滚滚,上半年度汽车芯片领域发生了俩件要事:一是北汽汽车产投与芯片IP经销商I ** gination创立合资企业「核芯达」;二是5月28日,芯驰高新科技重磅发布了其9系列产品汽车芯片。而这两个汽车领域姿势的身后都离不了汽车芯片关键IP厂商I ** gination的影子。在汽车智能化的浪潮盛行的今日,半导体IP厂商将怎样加快当地汽车芯片厂商的智能化新征程?

文中根据剖析汽车领域构造的巨变,及其汽车智能化发展趋势的新规定,论述将来关键半导体IP将如何解决汽车关键芯片现阶段所遭遇的的试炼,促进汽车领域智能化发展趋势。

汽车厂家和芯片厂的协同作用将加快汽车智能化过程

以往,中国汽车厂家(OEM)都比较严重依靠国际性一线的一级供应商(Tier1)给予硬件软件一体化计划方案。伴随着智能化的发展趋势,新起技术性的引进和商业化的应用领域的转变可能导致汽车领域全部产业布局的巨变。这就对OEM厂商在未来明确提出了更好的规定,即在关键技术上可以透过Tier1把握关键技术商品的局势;与此同时具备自顶向下的系统软件界定、溶解和研发的工作能力。现阶段最佳的形式便是同时与关键技术经销商打造密切的合作关系。

做为智能化汽车的人脑,汽车关键CPU不容置疑是汽车厂家发展战略与协作的关键,从近几年来的项目投资收购案中就能见到汽车关键CPU对白车身网络结构的必要性:

传统式汽车厂家一般通过战投及协作的方法,与芯片厂商立即协作。

宝马五系在2018年项目投资了法国人工智能技术芯片硬Graphcore。 奥迪车与三星电子战略合作协义,从2018年逐渐,三星电子向奥迪车供货无人驾驶汽车需要的ExynosCPU。 比亚迪集团依次公布与Mobileye、英飞凌、、英伟达显卡、高通芯片等国际性芯片大佬打开战略合作,并项目投资AI芯片技术性企业黎明时分(Horizon Robotics)。 2019年7月,有利项目投资的ECARX(亿咖通高新科技)发布了最新款E系列产品芯片并向全世界展现吉利博越PRO车系。

造车新势力在与以往汽车厂家市场竞争中,将芯片视作核心竞争力。

特斯拉汽车:早在2016年就下手建立芯片研发部门,并于三年后发布自研芯片FSD。埃隆马斯克曾说,自研芯片是一家创立的时间较短的企业可以在短期内搭建核心竞争力的武器装备,进而可与传统式汽车生产商在无人驾驶时期进行市场竞争。 零跑:2018年亚洲地区电子展会(CES Asia 2018)上,零跑汽车公布与大华股份联合产品研发的首个国内AI无人驾驶芯片“凌芯01”已进到集成化认证环节。

此外,国际性芯片大型厂也积极寻找与汽车厂家协作。

英伟达显卡:早在2018年就公布与高达320家合作方在无人驾驶行业开展协作,包括但不限于梅赛德斯奔驰-新款奔驰、volvo、丰田汽车、奥迪车等车厂。 Mobileye在传统式优点行业再次接单,在过去的一年里,Mobileye早已从16家汽车厂家和5家一级供应商那边得到了20个最新项目订单信息,遮盖78款车系。

汽车关键CPU设计方案遭遇四个方面的重要试炼:计算水平、功耗低、稳定性、和安全系数。在我国汽车电子器件行业,NXP、英飞凌、瑞萨、TI和ST等海外芯片企业占有了绝大多数市场占有率。我国的芯片企业在这个行业仍只是限于再装销售市场,现阶段都还没合乎ISO26262功能安全规定和AEC-Q100汽车电子质量和稳定性标准的汽车关键CPU商品。

半导体IP是处理以上四个试炼的重要环节。在全世界半导体产业链的埃及金字塔上,IP处在顾客价值的最顶部,IP商品可以影响了SoC的特性、功能损耗、稳定性、安全系数乃至产品迭代周期时间。例如 PowerVR汽车解决方法根据硬件软件IP给出了一个完全的商品包,包含五大基本元素:硬件配置IP、APP、专用工具、文本文档和长久的服务支持,可以协助开发者设计方案出达到系统软件级ISO 26262规范中界定的汽车安全性一致性等级(ASIL)规定的SoC。

一些市场信息也验证了汽车智能化对半导体IP的迅速要求,据Markets and Markets预测分析,到2024年,半导体IP销售市场将从2017年的47亿美金提高到65亿美金,期内的复合型年平均增长率(CAGR)为4.8%。汇报强调,在预测分析期限内,CPUIP销售市场将占有较大的市场占有率,在其中汽车半导体IP销售市场将以最高的pp年平均增长率提高。依照地区划分,亚洲地区有希望再次领导干部半导体IP销售市场,而且有希望变成提高较快的地域。

可以预料,在汽车生产商和芯片企业的协同作用下,OEM是皮内瘤智能化汽车的实施者,芯片厂商做为Tier1.5与OEM的协议会更加密切,而关键半导体IP厂商将变成汽车智能计算技术性的推动能量。

半导体关键IP怎样促进智能化迅速发展趋势?

“软件定义汽车”(Software Defined Vehicle,SDV)是汽车领域智能化发展趋势关键发展趋势。APP推动着汽车技术性的创新,助推着汽车产品个性化发展趋势时尚潮流,正逐步变成汽车信息化管理、智能化发展趋势的前提和关键。《软件和信息技术服务业发展规划(2016-2020年)》明确提出,以数据驱动的“软件定义”已经变成结合运用的明显特点,根据软件定义硬件配置、软件定义储存、软件定义互联网、软件定义系统软件等,产生大量的新品、新服务项目和方式自主创新,激发新的商圈和经济发展突破点。

▪ 软件定义汽车 – 测算服务平台的规范化

汽车电子器件融合的发展趋势更加显著,现阶段中/低级购车款含有的ECU约有30个,高级购车款则很有可能达到100个。将来会根据“高性能计算机”来替代诸多的ECU,但也会系统对硬件软件的设计方案明确提出更多的试炼,尤其是以人工智能技术为关键的软件开发技术的迅速发展趋势会使系统软件级功能安全的复杂性更高一些。硬件软件规范化、控制模块间解耦变成将来测算服务平台构架的发展趋向。

数据图表来源于:博世

软件系统化:根据AutoSAR、Hypervisor等分层次软件体系结构,可使系统软件厂商的派发成本费减少。APP厂商会不断促进构架的演变、优化算法研发和客户体验更新,并根据无线网络方法(OTA)更新软件。 硬件配置规范化:产生集成化服务平台,芯片厂商给予通用性的通信接口降低APP兼容难度系数。此外,一旦硬件配置进入车内,要充足发掘硬件配置发展潜力,系统升级软件作用更新,这就规定芯片厂商给予强有力的专用工具链,不仅适用灵便的量化分析方式,更能对神经元网络在预估核上粗粒度的分拆和线程同步开展适用。

做为传统式IP厂商,I ** gination不仅给予彻底规范化的插口,也是积极开展标准化组织工作中。前不久声称已为其汽车图像处理器(GPU)开发设计新一代的OpenGL® SC(Safety-Critical,安全性重要)2.0驱动软件,使主机厂(OEM)和一级供应商(Tier 1)在数据车内仪表盘、内径量表、仪表盘群集、驾驶室域控制器、环顾显示屏和优秀驾驶辅助系统(ADAS)等汽车运用中,GPU可以在增加的防护层下运作。

Khronos® Group的OpenGL、OpenGL ES和OpenGL SC调研组现任主席Piers Daniell讲到:“OpenGL SC调研组很高兴I ** gination Technologies已经开发设计安全性重要型OpenGL SC 2.0驱动软件。根据OpenGL SC 2.0 API,Khronos进一步提高了安全性重要自然环境中的电脑图型品质和特性。改善的图型提高了大家用于处理繁杂问题的工业触摸屏,与此同时确保了咱们的安全性。I ** gination已经将此项尤为重要的技术性带来比过去什么时候都更必须安全性重要交互作用的销售市场。”

除此之外,I ** gination的PowerVR NNA(AI神经系统加速器)IP基本上适用全部流行神经元网络,包含卷积神经网络(CNN)、循环系统神经元网络(RNN)和SSD物件检验架构;对神经元网络架构也是有不错的适用,包含Caffe,TensorFlow和ONNX。特别是在在专用工具链层面,PowerVR NDK专用工具可充足颠覆式创新运用开发人员,使其可以掌握神经元网络运作的短板,从而根据量化分析、链路层等级的分拆等方式深层次提升、利润最大化硬件配置特性。

▪ 软件定义汽车 – 硬软协同管理

针对智能化驾舱甚至无人驾驶等汽车智能化运用而言,全是一个繁杂的工程项目,由优化算法、APP、构架、硬件配置等众多阶段构成。在企业落地式前期,为了更好地处理芯片特性/功能损耗的问题,发生了由情景推动、硬软一体化的设计方法。那样做的益处是可以最高程度上充分发挥芯片在特殊情景下的工作能力,即 MAC的合理利用效率。但软件定义硬件配置,并不是对硬件配置结构的破坏性创新,反而是一样必须确保硬件配置的规范化,不然软件体系结构更新将遭遇比较大风险性。

根据IP等级的个性定制化,是当今软件定义硬件配置发展趋势下成本费和风险性最少的落地式方式。PowerVR NNA系列产品IP不仅可以帮助顾客界定RAM的尺寸,开展链路层中间数据位宽的动态性配备,根据新的Operator等较大水平达到系统软件订制规定,还有着不错的扩展性。

▪ 减少从IP到批量生产进入车内的商品周期时间

从一般的商品步骤看,繁杂芯片从设计方案到生产制造,最终完成白车身集成化,最少需用6-8年的時间,期内必须通过芯片设计方案、芯片流片、系统软件级设计方案认证(DV)、系统软件级商品认证(PV)、工程项目样版EP, 直到批量生产环节。而一旦选中芯片经销商,车厂则必须确保最少10年以内的平稳交货期。汽车和芯片领域的特性,决策了汽车芯片产业链布局具备封闭型和可靠性。针对半导体企业而言,批量生产进入车内是汽车芯片最重要的里程碑式,实用化工作能力的铺路石。仅有批量生产进入车内才有后面的提升和业务的很有可能。

即使全产业链更新,大量的Tier2、Tier3参于到与OEM的协作,也并沒有减少芯片的进入车内周期时间。結果是批量生产车系的处理器架构通常是6年以前的旧构架,而APP优化算法的发展趋势突飞猛进,导致了软件更新和客户体验更新的艰难。比如,高通芯片在CES 2019上推送了第3代骁龙处理器汽车数据驾驶舱服务平台,而这套计划方案的基本芯片是2016年公布的骁龙处理器820A服务平台,并且这套计划方案预估的更快上市时间是2020年。

一款芯片从IP选购、网站前端开发、后端开发设计方案到流片等花费累计起來十分过高,对汽车这类大型部件、低总数的领域而言,实际上并划不来。仅有靠供应链管理的竖直融合连通从半导体IP到白车身网络结构的技术性通道,才可以加速技术性迭代,提升独立操控权,不断保持商品的竞争能力。

设想假如汽车厂家和芯片厂商、IP厂商一起在IP/芯片演变的环节中就可以确立将来批量生产车系要求,精确界定芯片工作能力,把控批量生产周期时间,那么就能真真正正对接好从IP到批量生产进入车内的每一个环节。

PowerVR IP在中国汽车销售市场的机会

过去的10年代,双A(ARM Android)推动了智能机领域的迅速发展趋势。半导体IP大佬ARM根据IP受权和生态文明建设,造就了高通芯片、MTK和三星等半导体大佬的迅速兴起。今日,智能化汽车做为较大的智能产品机器设备,消化吸收和参考了许多智能机技术性,例如智能化电脑操作系统、FOTA、即时导航栏、语音交互等。可以预料,电动式化、智能化、网联平台化和分享化可能给汽车这一万亿元级产业链产生较大的影响和转型,全部全产业链和生态体系都将开展重新构建。

一样地,做为IP厂商I ** gination2021年与北汽汽车手牵手与关键IP厂商协作的新模式,有希望打造出车规芯片堡垒,加快车截芯片的国产替代过程。合资企业将致力于朝向无人驾驶的运用CPU和朝向智能化驾舱的语音交互芯片产品研发,依靠I ** gination企业处于领先水平的汽车IP、北京汽车集团的白车身生产制造绿色生态优点,及其管理团队的高领域工作经验,连通从IP到芯片再到白车身的产业链合理布局。

正如同北汽汽车层面表明:“I ** gination与北汽汽车产投的协作对我国汽车领域来讲是个重大消息。它使我国OEM有着建立自主可控且领域先进的SoC的可玩性和灵敏性。合资企业造成的股份桥梁关联,也为新技术应用在我国汽车领域完成产业链落地式带来了便捷标准,有益于减少对进口的技术性的依靠,从而有利于中国OEM在与全世界敌人的市场竞争中得到技术领先优点。”

“一样的,本次协作对我国半导体领域尤其是汽车芯片厂商也是个重大消息,仅有关键IP服务的演变与汽车应用领域紧密联系,才可以让I ** gination的汽车IP更为紧密结合我国汽车产业链智能化要求,大家的芯片厂商顾客才可以设计方案出更符合国家销售市场的SoC,最后协助当地SoC厂商处理进入车内难的问题。” I ** gination企业大中华区首席总裁刘国军评价此次协作。回首过去ARM Android在手机时期的功效,希望I ** gination联合国组织内汽车厂家一起在汽车智能化全过程中,以人工智能为牵引带在汽车全产业链的两边充分发挥一体两翼功效,帮助本土汽车芯片厂商快速崛起。