電子發燒友原創 章鷹

12 月 22 日，2022 年 APEC 中小企業工商論壇上，工業和信息化部裝備工業一司一級巡視員苗長興表示，過去兩年，汽車產業整體發展受到突發新冠肺炎疫情、汽車芯片供應短缺等不利因素影響，但汽車電動化、智能化、網絡化的發展趨勢不可阻擋。今年1月到11月，中國汽車產銷分別完成2462.8萬輛和2430.2萬輛，同比分別增長6.1%和3.3%。新能源汽車產銷分別達到625.3萬輛和605.7萬輛，同比增長一倍以上。智能網聯乘用車達到800萬輛，市場滲透率提升至33.6%。

中國旺盛的汽車制造和銷售，自然對汽車芯片需求也是大增。中國汽車芯片產業創新聯盟副秘書長許艷華對媒體表示，從市場前景看，單車芯片價格在500-600美元，中國汽車芯片市場規模達到150億美元，超過1000億元的產值。隨著電動汽車市場滲透率進一步提升，2025年芯片的產值估計達到200億美元，換算成人民幣在1400-1500億元的規模，市場前景可期。

軟件定義汽車的時代，在電子消費需求升級的驅動下和ICT技術上車的使能下，汽車不再僅僅是一種機械出行工具，而是正在演進為一個智能進化體。新汽車在感知、決策、執行能力的技術近況，將帶動車規芯片的研發與應用從定制化、高可靠、高安全，向標準系列化、集中化、高性能、高可靠、高安全的方向發展。車規芯片將出現哪些新的發展趨勢？本文進行詳細解讀。

趨勢一：低功耗、低成本控制芯片將成為車載控制域標準化芯片主流

長安汽車股份有限公司首席專家韓三楚表示，新時代汽車的智能化、電動化需要高性能計算的異構通用芯片支撐的計算平臺，可靠性更高的工藝芯片等，因此車規芯片出現了新的趨勢，產生了新機會。 他認為，汽車的電子電器架構已經由分布式向域控制器架構演進，并正在逐漸進化為中央集中式架構，芯片的數量、結構布置等也隨之發生了變化，為滿足個性化、差異化的汽車產品策略，實現系列化、產業化的智能汽車平臺目標，車載控制域標準系列化的低功耗、低成本的控制的芯片將逐步成為產業主流。

汽車應用是MCU芯片下游最大的應用市場。芯馳科技副總裁陳署杰表示，汽車正在向多域融合的方向發展，汽車如果想變成汽車人，像變形金剛一樣智能，既要具備自動駕駛功能，又要具備智能座艙功能，還需要感知能力，這就是中央網關芯片，還需要重要的高可靠、高安全性的控制芯片，芯馳科技是圍繞汽車全場景芯片布局的IC設計公司。 最新消息顯示，芯馳科技E3系列產品獲得國內創新性汽車芯片獎，這款產品基于ARM Cortex-R5F，功能安全等級達到ASIL D，通過AEC-Q100 Grade 1可靠性測試，CPU主頻高達800MHz，具有高達6個CPU內核，是現有量產車規MCU中性能最高的產品，填補國內高端高安全級別車規MCU市場的空白。這個產品今年10月量產，現在采用E3進行產品設計的客戶超100多家。

趨勢二：智能座艙芯片趨向高算力集成化芯片，強調多場景融合能力

最新上市的理想L9取消傳統儀表屏，采用HUD+安全駕駛交互屏進行替代，這款SUV車型開創了“五屏三維空間交互”的全新時代。車內擁有6顆麥克風和3DToF傳感器，配合理想汽車自研的以深度學習為基礎的多模態三維空間交互技術，在車內將以人類最自然的方式進行交互。這款車采用兩顆高通驍龍8155芯片，24GB內存+256G高速存儲，雙5G運營商切換，提供算力及網絡支持。 聯發科汽車電子事業處處長熊健認為，智能座艙芯片需要三大能力構筑。首先，需要先進制程支撐的高算力，支撐多場景能力要求芯片有非常強大的并行處理能力，芯片具有高算力，CPU、GPU、NPU都要算力越來越高，成本也要控制。二、多場景能力，集成支持高清顯示屏、高質量音效，還有多屏協同；三、系統安全能力，如何能夠保護用戶的個人隱私，包含重要的數據安全、未來支付的數字人民幣等，以及如何去保護支付安全。

作為全球首款量產的7nm制程車機芯片，高通8155一度被認為是目前量產車可以選用的性能最強的座艙SoC芯片。2021年，高通推出第四代智能座艙芯片8295，采用5納米制程工藝，用于AI學習的NPU算力更是達到30TOPS，接近8155的8倍。今年，聯發科MT8675采用7nm工藝制程，目前已經成功量產，可以提供2000元以內的7nm+5G T-BOX座艙解決方案。

趨勢三：駕艙融合趨勢加快，大算力芯片上車加速

長安汽車股份有限公司首席專家韓三楚表示，多模交互、中央計算等驅動汽車計算類芯片向具有深度學習的人工智能芯片發展，促使芯片結構向超級計算大腦進化，形成艙駕一體的中央計算單元，加速整車智能化水平提升。隨著點到點領航駕駛整車服務化，駕艙控融合、中央計算等技術的用戶場景連續體驗的提升，將推動更高性能算力的車規芯片在新汽車領域的應用。

公開數據顯示，L3級別是算力需求的分水嶺，需要的AI算力大致在100TOPS，L4需要的算力將達到500TOPS，L5算力要求則更為嚴苛，預計將超過1000TOPS，當然這取決于各方的算法的優化程度。

地平線聯合創始人、CTO黃暢對記者表示，自動駕駛走向量產落地，算力的需求持續提升。現在主流車廠的就是L2＋到L4級別自動駕駛的演進路線。AI算法的進化極大推動了汽車智能化的發展，自動駕駛所覆蓋的應用場景已經從最早的防撞、車道線保持，到現在的變道超車，甚至在各種復雜條件下完成更加復雜的功能。這些新功能對于數據處理和計算平臺算力需求不斷提升。新的趨勢是AI計算逐步取代邏輯計算，成為車載計算的核心，尤其走向L3以上更高級別的自動駕駛。

在車規級大算力芯片領域，除了英偉達、高通等老牌獨占市場局面被逐漸打破，以華為、地平線、黑芝麻為代表的品牌加入戰局，2022年或2023年將成為中國國產大算力芯片的量產年。

趨勢四：新能源汽車疊加自動駕駛需求，車載存儲芯片市場LPDDR5X和UFS3.1上車加速

美光科技汽車系統架構高級總監Robert Bielby對電子發燒友記者表示，隨著自動駕駛汽車的不斷發展，更高級別的高級駕駛輔助系統（ADAS）正在推動汽車領域存儲需求的增長，首批應用包括記錄事故發生之前事件的黑匣子（汽車行駛記錄儀）等產品。這些應用正持續推動汽車內通信數據量的增長。為支持黑匣子以及類似應用，未來的高端汽車存儲密度或將達到1 TB至4 TB。汽車存儲還有一部分需求來自智能座艙。智能座艙具有主要的信息娛樂單元、儀表盤和連接性，目前是主要的存儲用戶。

2022年，美光推出了業界首款唯一通過ISO 26262 標準ASIL D等級認證的LPDDR5X。ISO 26262是汽車行業的功能安全標準，能夠反映部署ADAS和車載信息娛樂系統（IVI）的關鍵能力。

從應用領域來看，美光車規級UFS產品組合被廣泛應用于ADAS和車載信息娛樂系統。由于UFS的整體性能高于上一代產品eMMC，UFS 3.1產品系列能夠提供關鍵的“即時啟動”性能，以滿足消費者對車載信息娛樂系統和ADAS應用的期望。而且，消費者十分期望汽車能成為數字生活方式的延展。

在這個領域，國內存儲大廠江波龍也在快速跟進。在ELEXCON國際電子展，江波龍展示了FORESEE首款車規級UFS產品，從江波龍內部的實測數據可以直觀地看到，在傳輸數據方面，FORESEE 車規級UFS 2.1寫性能比eMMC高出1.5倍，讀性能高出2.5倍。再看UFS 3.1，讀性能相比eMMC提高了6倍以上，讀寫性能也高達4倍之多。

趨勢五：車用功率半導體市場，打破國際大廠壟斷，國內廠商迅速崛起

車規級IGBT是新能源汽車電機控制器、車載空調、充電樁等設備的核心元器件。根據英飛凌年報顯示，新能源汽車中功率半導體器件的價值量約為傳統燃油車的5倍以上。

英飛凌汽車電子事業部車身與智能網聯業務單元負責人文君培表示，傳統汽車大廠加速向新能源汽車轉型。每兩臺新能源汽車中的逆變器，其中有一臺就是裝在英飛凌的功率半導體。主要是IGBT和碳化硅市場，根據海外調研機構數據，在車用碳化硅市場，英飛凌的市占率排名第二。2021年，英飛凌在奧地利的8吋和12吋晶圓廠全部投產，未來可以供應2500萬臺汽車使用。

中國已經成為全球最大的IGBT市場，國內已經有比亞迪半導體、斯達半導、中車時代、士蘭微等國內供應商崛起，在一定程度上已經替代國外大廠的部分產品。車廠進入造功率半導體主要有兩種類型，一種是類似比亞迪半導體，依靠自有整車平臺進行生產，目前比亞迪半導體已經實現了累計逾百萬輛的IGBT模塊裝車量。一種是上汽集團與英飛凌公司合資設立上汽英飛凌，上汽英飛凌已經大批量生產車規級IGBT。

比亞迪最新推出了超級混動DM4.0 IGBT模塊，該模塊采用自研的高性能IGBT和超快速軟恢復二極管芯片技術，擁有極低損耗和優異的過流能力，處于行業領先水平，其集成模塊同時擁有逆變和升壓部分，與驅動模塊成套配合，集成度高，節省空間。據悉，該系列模塊自2021年開始批量裝車，已全面應用于比亞迪DMI車型。
比亞迪集團執行副總裁廉玉波表示，比亞迪已全面掌握電池、電機、電控和車規級芯片等全產業鏈核心技術，成為一家提供新能源整體解決方案的企業，比亞迪打造了整車全產業鏈研發制造的能力，涵蓋了零部件、關鍵系統，再到整車各層級的技術創新，產品覆蓋了乘用車、商用車、專用車三個領域，筆者認為，今年比亞迪的國際化戰略全面啟動，不僅進入東南亞、日本市場，還進軍歐洲市場，具備了與國際汽車巨頭同臺競技的資本。