难啃的汽车芯片，需要更有力的芯片 IP

难啃的汽车芯片，需要更有力的芯片 IP

过去，发动机和燃料构成了汽车。

现在，电机和芯片组成了“智能”汽车。

据介绍，如今一辆智能汽车将配备1000-2000个主控芯片，是传统燃油汽车的两倍多。

芯片就像构建智能汽车的砖块和瓦片，尤其是在用户体验方面。 芯片带来的体验在你上车之前就开始了：车辆无需钥匙启动，门把手中的小型MCU决定车门响应。 速度; 进入车内后，手指在中控大屏上滑动，测试座舱芯片的运算能力。

汽车的中控屏从小屏变成了大屏，仪表盘也从指针变成了HUD。 芯片决定着智能座舱、智能驾驶以及许多车载硬件的响应和感知能力。

汽车芯片无处不在。 追溯一款汽车芯片的诞生过程，最容易被忽视的就是芯片IP设计流程。

芯片IP是指经过验证、可重复使用的芯片功能模块。

可以理解，IP设计为一颗芯片的诞生提供了最核心的核心，不同部件的IP组合起来形成完整的芯片布局。

如果说芯片是智能汽车的血液，那么芯片IP设计就是造血干细胞。

近日，在Arm科技智能物联网生态研讨会上，Arm汽车事业部亚太区高级营销总监邓志伟在研讨会上做出了判断：

随着汽车实现的功能越来越复杂，传感器越来越多，芯片与汽车之间的实时性和依赖性会越来越强。

汽车芯片是如何制造的？ 可以预见，芯片IP厂商与整车厂、芯片厂商、软件算法厂商的生态结合将影响智能汽车格局。

就此，汽车心与安谋科技智能物联网及汽车业务线负责人赵永超、捷发科技产品营销总监王璐进行了深入交流。

01

难以咀嚼的汽车碎片，

承接Arm生态解决问题

“新四化”和“软件定义汽车”给汽车行业带来了翻天覆地的变化，汽车芯片成为任何一家芯片厂商都无法忽视的蛋糕。

可见，不少曾经专注于安全、手机的芯片厂商，也开始涉足汽车芯片。 与此同时，长期深耕汽车领域的芯片厂商也开始研发算力更高的座舱驾驶芯片和自动驾驶芯片。

Arm自成立以来，一直以芯片IP设计服务传统车企。 30年后，当中国市场成为智能汽车的主战场时，Arm正携手ARM科技，逐步领跑中国智能汽车行业的马拉松。

瑞银集团的一组数据显示，2022年中国自动驾驶整车厂将占全球总量的17%，预计2030年将占到33%。

中国智能汽车的潜力已经暴露出来。 据《汽车报》报道，今年上半年ARM科技新增客户中有一半来自汽车芯片领域。

汽车芯片是一个棘手的难题。

汽车芯片首先必须通过质量和速度测试。 相比普通消费级芯片2-5年的使用寿命，汽车芯片的使用寿命至少要十年。 因此，汽车芯片的工艺控制与消费级芯片有很大不同，非常严格。

王璐表示，在汽车芯片制造方面，从前端导入时，必须完全按照汽车工艺进行开发。 同时，还必须满足汽车功能安全、信息安全等专业认证标准的汽车监管要求。

具体来说，汽车芯片除了符合AEC-Q100系列标准外，还必须满足汽车功能安全等级（ASIL）的要求。 级别范围从 ASIL-D 到 ASIL-A。 芯片的功能安全性也从高到低不等。 。

例如，安全气囊、动力转向系统和其他相关汽车芯片将需要ASIL-D，而车身头灯等部件将需要ASIL-B。

如果追溯汽车芯片的设计研发，你会发现汽车芯片也需要保证“快工也能出细工”。

“汽车法规的严格要求也将预装在芯片IP设计中。” 赵永超表示，芯片设计至少需要8年的周期才能弄清楚行业的变化，以及如何在长期维度实现IP化产品。 响应芯片制造商和 OEM 的产品需求是一个不小的挑战。

换句话说，较长的产品生命周期对上游芯片设计厂商提出了更高的要求——芯片IP厂商必须能够提供长期的技术支持、稳定的供货时间和产品迭代。

左手握Arm IP、右手自研IP的Arm科技正在不断为汽车芯片厂商打造完整、稳定的产品库。

一方面，Arm科技作为Arm IP进入中国市场的唯一渠道，为汽车芯片厂商提供完整的Arm生态系统支持。

另一方面，由于扎根中国，Arm科技能够更及时、更深入地发现和了解国内客户需求，在提供高度定制化服务方面具有天然优势，包括“周易”NPU、“星辰”CPU等四自开发的产品线包括“山海”SPU和“玲珑”VPU，与Arm IP互补，为汽车、数据中心基础设施、智能物联网等新兴市场提供定制化解决方案和服务。

目前，汽车芯片仍是一个增量市场，存在差异化竞争。 前瞻产业研究院测算，2020年以来我国汽车芯片需求量已达196.3亿颗，并在随后两年保持快速增长。

面对日益增长的需求，ARM科技和Arm就像两块各有所长的拼图拼在一起，帮助国内汽车芯片厂商形成优势，加速产品创新和落地。

02

攻击中央集成架构，

需要更强大的芯片IP

汽车芯片的繁荣是汽车走向中央计算架构的必然结果。

在王路和赵永超两位打拼多年的行业“元老”看来，随着分散式电子电气架构走向中心化计算架构，汽车芯片的演进也可以分为三个时代。

第一个时代：传统的分布式电子电气架构中，芯片从少变成多，质量要求放宽。

在此期间，汽车软件和硬件分离，服务之间的通信接口标准化，功能不依赖于平台。 大大小小的ECU总数可以达到数百个，而负责调整和集成每个ECU功能的MCU数量也在不断增加，从而导致汽车芯片数量的增加。

第二个时代：域控制器电子电气架构、芯片趋于稳定，计算能力要求增加。

通过将功能相似的独立ECU集成到处理器硬件平台中，MCU的数量进一步减少，但对芯片集成能力和计算能力的需求进一步增加。

智能汽车现阶段是域控制器时代。 近两年，停车与驾驶室一体化、驾驶室与驾驶室一体化成为新趋势。 它注重芯片算力的复用，而底盘、动力传动系统和车身舒适电子系统处理器的域主控，其算力要求达到了-左右。

第三时代：中央计算机构对芯片的性能、算力、安全性提出要求。

在此期间，汽车EE架构将进一步简化，并引入基于SOA的设计开放软件平台，实现软硬件解耦。 但它也将对汽车SoC芯片提出更高的性能、安全级别和集成度要求。

赵永超曾多次走访国内20多家主机制造商。 他发现，虽然各个主机厂商都在关注域控制，但域控制的功能定义却有所不同。 这对于芯片厂商来说并不友好。 在定制需求下，芯片必须符合系统架构配置，硬件必须转换成统一的软件环境。

在此背景下，进一步绑定产业链成为行业新趋势。

不少业内人士从不同角度向《汽车之心》表示，未来的产业竞争实际上是生态竞争。 只有连接芯片厂商和传感硬件厂商，才能形成有竞争力的生态系统。

言下之意就是合作与战斗缺一不可。

ARM科技的汽车芯片合作战正在两个层面展开。 一方面是保证芯片IP供应的稳定性，另一方面是生态系统的打造。

在当天研讨会的圆桌论坛上，芯片IP稳定性被频繁提及。

有工程师提到，汽车芯片工艺周期长。 最需要考虑的问题之一是，在芯片厂商购买IP后，供应商能否在漫长的研发和量产过程中继续提供支持。

对于Arm 来说，与中国本土合作伙伴的密切合作始于十年前。

杰发科技是国内汽车芯片设计的领先者，也是Arm芯片内核不断迭代的见证者。

截至2022年底，杰发科技四类汽车芯片已覆盖500余款车型，累计出货量超过2.5亿颗。

王璐回忆道：“从2013年开始，我们的芯片就开始采用Arm架构，从最早的——A7开始，逐步升级到A53、A55、A76、R5F等。”

基于产品和服务的稳定性，ARM科技的汽车芯片朋友圈日益扩大。

从生态角度看，只有从产品延伸到生态服务，才能保证技术的快速迭代和产品的稳定性。 “现在芯片厂商的目标不是取代谁，而是谁能够不断推出新产品。” 赵永超说道。

生态服务不仅连接技术，还连接信息流。

赵永超表示，在“软件定义汽车”的背景下，主机厂甚至会基于软件功能的实现以及与芯片IP厂商的接口来要求CPU性能。

对此，王璐也直言：“现在主机厂对芯片越来越了解，主机厂就会问具体选择哪个核心，选择哪个核心的具体原因是什么。”

言外之意是，芯片所采用的核心IP带来的朋友圈效应逐渐放大，整车厂越来越关注上游芯片供应商选择的朋友圈。

03

为什么一定要争夺汽车芯片？

随着智能汽车进入白热化大战，捷发科技也展开了以ARM技术为主线的汽车芯片量产竞争。

过去，下游整车厂对汽车芯片的要求是基本功能能够满足需求。

如今，汽车芯片不仅能满足整车级安全，还能以高迭代速度支撑整车厂的研发需求。

王路告诉汽车之心，业界对芯片算力提升的要求已经从SoC芯片延伸到MCU芯片。 杰发科技的MCU低端产品到高端产品的算力跨越了近十倍，这直接增加了芯片设计的需求。 要求。

王璐直言：“决定品质的是设计，而不是验证。”

安谋科技从技术、服务、生态等方面为捷发科技等合作伙伴提供了强有力的支持。

汽车大灯控制器对芯片的可靠性要求非常高，这考验着其中安装的车规级芯片。 也就是说，从芯片顶层设计到芯片材料选择、架构加工，都必须满足极端高温下的工程要求。

杰发科技使用Arm IP开发汽车级微控制器。 该产品即使在高温条件下也能保证芯片的正常工作。

批量生产是一个发现问题、解决问题的动态过程。 汽车芯片的量产之路并非一帆风顺。

在杰发团队研发一系列大核IP产品时，ARM科技为杰发科技快速运用新技术提供了全套技术支持服务。

据介绍，安谋技术团队分为两个部分，一个负责研发，一个负责营销。 目前，已有近千人。

其生态建设为杰发科技提供了发展“宝箱”，尤其在复杂大核芯片产品的研发中发挥着关键作用。

捷发科技的旗舰座舱芯片是标准的“大核”产品。 其核心是Arm的A76、A55、R5F这三个“大小核心”的组合。 它对芯片核心的性能组合和工具链提出了极高的要求。 要求。

复杂的“大小核”设计集优势于一身，力图为下游用户提供最具性价比的量产产品。

赵永超表示，Arm-M主要针对MCU市场，主要特点是体积小、功耗低、性价比高，而-R系列主要是为了提高真实性能，专注于真实-时间响应速度快，-A系列主要针对为应用而生的处理器。 相比之下，A76+A55大小核心的设计可以平衡芯片的峰值性能，降低日常待机功耗。

这背后是Arm和安谋科技完整的技术平台服务。

从软件定义标准出发，Arm已经携手软件算法厂商、芯片厂商、云服务商，打造面向嵌入式边缘的可扩展开放架构以及配套的参考硬件平台，帮助越来越多的生态合作伙伴缩短落地时间。 - 周期成本支持广泛的原型设计、工作负载探索和早期开发。

从具体的技术实现角度来看，ARM科技实施的“周易”NPU软件开源计划，也正在通过开源代码满足客户更加独立、灵活的算法移植需求，让开发者能够更早地开始软件开发并部署软件更新。

在技​​术和生态的双重赋能下，ARM科技的汽车生态不断扩大，一批批明星芯片厂商和明星产品不断涌现。

除捷发科技外，ARM科技还先后与新驰科技、新清科技等领先芯片厂商达成合作。

今年3月，芯轻科7纳米智能座舱芯片“龙鹰一号”实现量产出货。 该芯片搭载了ARM科技自主研发的“周易”NPU和Arm IP。

如果说2020年之前是智能驾驶的萌芽期，那么2020-2030年则被称为自动驾驶的“黄金十年”。 智能汽车生态系统开始需要产业链的量产、产品和成果。

一个非常明显的迹象是，市场开始关心核心性价比和产品力。

仅10月份，四维图新、豪模智行等相关智能汽车产业链软硬件厂商就开始以价格划清界限，并对性价比进行重拳出击。

英伟达创始人黄仁勋多次提到：“创造”，智能汽车是下一个有望创造数千亿美元经济价值的市场。

换句话说，我们不想要红海，我们想要蓝海。

只有通过产品引领市场，才能找到智能汽车的蓝海，而作为智能汽车基础的芯片IP设计，有望成为芯片技术创新的源泉。

安谋科技联合捷发科技等汽车芯片厂商、整车厂、软件算法形成的朋友圈，已经为千亿市场的到来做好了充足的技术储备，确保智能驾驶革命占据先机。 在中国。