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編者按：新四化、軟件定義汽車使汽車芯片成為了最新的半導體增長極，催生了汽車芯片的數量呈倍速增長，汽車芯片功能越來越復雜，迭代速度也越來越快。汽車芯片廠商從最初的設計開始，就要按照車規級芯片的要求對芯片進行全生命周期管理，并在全生命周期不斷優化性能、功耗、可靠性和安全性。是設計決定了質量，而不是驗證得出質量。

近期，汽車之心與安謀科技智能物聯及汽車業務線負責人趙永超、杰發科技產品市場總監王璐有了一場關于車規級芯片設計及IP的交流。

來源丨汽車之心

作者丨白雪

以下正文

過去，發動機、燃油構成一輛車。

現在，電機和芯片構成一輛「聰明」的汽車。

據汽車之心了解，如今一輛智能汽車會搭載 1000-2000 顆主控芯片，是傳統燃油車 1 倍以上。

芯片猶如構筑智能汽車的一磚一瓦，在用戶體驗側更是如此，芯片帶來的體驗從沒有坐上車時就開始了：車輛無鑰匙啟動，車門把手里小小的 MCU 決定了車門響應速度；進入車內后手指劃過中控大屏，考驗著座艙芯片的算力。

汽車的中控屏從小屏變成大屏，儀表盤從指針變成 HUD，芯片正在決定智能座艙、智能駕駛以及眾多車內硬件的反應與感知能力。

汽車芯片無處不在，追溯一顆汽車芯片的誕生最容易忽略的就是芯片 IP 設計環節。

芯片 IP 即經過驗證的、可重用的芯片功能模塊。

可以理解為，IP 設計為一顆芯片的誕生提供了最為核心的內核，將不同組件的 IP 組合構成完整的芯片版圖。

芯片若為智能汽車的血液，那么芯片 IP 設計即為造血干細胞。

日前，在安謀科技的智能物聯生態研討會上，Arm 汽車事業部亞太區高級市場總監鄧志偉在研討會上作出判斷：

隨著汽車實現的功能越發復雜、傳感器越來越多，芯片與汽車的實時性、相依性將變得越來越強。

一顆汽車芯片是如何煉成的？可以預見的是芯片 IP 廠商與主機廠、芯片廠商、軟件算法廠商的生態組合將影響智能汽車格局。

對此，汽車之心與安謀科技智能物聯及汽車業務線負責人趙永超、杰發科技產品市場總監王璐有了一場深入的交流。

01

難啃的汽車芯片，

承接 Arm 生態來破題

「新四化」、「軟件定義汽車」為汽車行業帶來了翻天覆地的變化，汽車芯片成了任何芯片廠商都難以忽略的蛋糕。

可以看到，不少曾以安防、手機為主要業務的芯片廠商開始涉足汽車芯片，同時，長期深耕汽車領域的芯片廠商也開始向更高算力的座艙駕駛芯片、自動駕駛芯片一路狂飆。

自 Arm 成立時就開始以芯片 IP 設計服務傳統車企，30 年后，當中國市場已成為智能汽車主戰場，Arm 正在攜手安謀科技，漸漸領跑這場中國智能汽車產業的馬拉松。

一組來自瑞銀的數據顯示，2022 年中國自動駕駛主機廠在全球占比 17%，預計 2030 年占比將達 33%。

中國智能汽車潛力已經外露，據汽車之心了解，今年上半年，在安謀科技新增的客戶中，有一半是來自汽車芯片領域。

汽車芯片是一條難啃的賽道。

汽車芯片必須要先過質量關、速度關。相比于普通消費級芯片 2—5 年的使用壽命，汽車芯片使用壽命至少要達到十年以上，因而汽車芯片在流程管控中與消費級芯片天差地別，十分嚴格。

據王璐介紹，在汽車芯片制造中，從前端導入時就必須完全依照汽車流程開發，同時還必須滿足汽車功能安全、信息安全等專業認證規范的車規級要求。

具體而言，汽車芯片除了要遵循 AEC-Q100 系列標準外，還要滿足汽車功能安全性等級（ASIL）的要求，等級從 ASIL-D 級至 ASIL-A 級芯片功能安全性也從高到低。

比如安全氣囊、動力轉向系統等相關的汽車芯片會要求 ASIL-D 級，車身大燈等零件則需 ASIL-B 級。

追溯汽車芯片設計及研發就會發現，汽車芯片還要保證「快工也能出細活兒」。

「車規級的嚴格要求還會前置到芯片 IP 設計中。」據趙永超介紹，芯片設計至少要以 8 年為周期去揣摩行業的變化，如何在長時間維度里做到 IP 產品仍能夠響應芯片廠商、主機廠的產品需求，是不小的挑戰。

換句話來說，漫長的產品生命周期，對上游的芯片設計廠商提出了更高要求——芯片 IP 廠商要能夠提供長期的技術支持、穩定的供貨時間和產品迭代。

而左手握有 Arm IP、右手持有自研 IP 的安謀科技，正不斷為汽車芯片廠商打造完整而穩定的產品庫。

一方面，安謀科技作為 Arm IP 進入中國市場的唯一渠道，為汽車芯片廠商提供了完整的 Arm 生態系統支持。

另一方面，因為植根于中國，安謀科技能更及時、更深入地發掘和理解國內客戶需求，并在提供高度定制化服務方面具備天然的優勢，包括「周易」NPU、「星辰」CPU、「山海」SPU 以及「玲瓏」VPU 在內的四大自研產品線，與 Arm IP 互補配合，能夠提供面向汽車、數據中心基礎設施、智能物聯網等新興市場的定制化方案和服務。

目前，汽車芯片仍屬于差異化競爭的增量市場，前瞻產業研究院測算，從 2020 年起中國汽車芯片的需求量就達到了 196.3 億顆，此后兩年間也保持著高速增長態勢。

面對與日俱增的需求，安謀科技與 Arm 就像兩塊各有長板的拼圖組合在了一起，助力國產汽車芯片廠商形成優勢，加速其產品創新與落地的進程。

02

進擊的中央集成架構，

需要更有力的芯片 IP

汽車芯片的繁榮是汽車走向中央計算架構的必然結果。

在王璐和趙永超兩位摸爬滾打多年的行業「老兵」看來，在分散式電子電器架構走向中央計算架構的過程中，汽車芯片的進化也可以劃分為三個時代。

第一個時代：在傳統分散式電子電氣架構中，芯片由少變多，質量要求寬松。

在這個時期汽車軟硬件分離，各服務之間通信接口標準化，不依賴于平臺實現功能。大大小小的 ECU 總數可以達到上百個之多，負責調節整合各 ECU 功能的 MCU 也日益增多，帶來汽車芯片的起量。

第二個時代：域控制器電子電氣架構，芯片趨于穩定，算力需求增加。

將功能相似、分離的 ECU 整合到處理器硬件平臺上，MCU 數量進一步縮減，但對于芯片的整合能力、算力需求進一步增加。

目前智能汽車所處的階段正是域控制器時代，近兩年行泊一體、艙駕一體成為新趨勢，講究芯片算力復用，而底盤、動力傳動系統和車身舒適電子系統的域主控處理器，其算力需求已經達到 10000DMIPS-15000DMIPS 左右。

第三個時代：中央計算機構，向芯片要性能、要算力、要安全。

到了這一時期汽車 EE 架構講進一步簡化，引入 SOA 化設計開放軟件平臺實現軟硬件解耦，但同時也對車載 SoC 芯片提出更高性能、安全等級與集成度的要求。

趙永超曾多次走訪國內超過二十家主機廠，他發現雖然每家主機廠都在關注域控，但對域控的功能定義都不一樣，這對于芯片廠商并不友好，在定制化的需求下，芯片要符合系統架構配置、硬件也要轉換到統一的軟件環境中。

在此背景下，與產業鏈進一步綁定成為行業新趨勢。

多位業內人士曾以不同角度向汽車之心表達，未來的產業競爭其實是生態競爭，拉通芯片廠商、感知硬件廠商才能形成有競爭力的圈層生態。

言外之意，配合戰不能少。

而安謀科技的汽車芯片配合戰正在從兩個層面打通，一方面是保證芯片 IP 供應的穩定性，另一方面是生態系統的營造。

在當天研討會的圓桌論壇中，芯片 IP 穩定性被頻繁提及。

有工程師提到汽車芯片流程周期長，最應該思考的其中一個問題是，芯片廠商購買 IP 之后漫長的研發、量產環節中，供應商是否能夠持續提供支持。

對于安謀科技來說，與中國本土合作伙伴的緊密配合從十年前就開始了。

杰發科技是國內汽車芯片設計的領頭羊，也是見證 Arm 芯片內核不斷迭代的見證者。

截止 2022 年年底，杰發科技的四類汽車芯片已覆蓋 500 多款車型，累計出貨量超 2.5 億顆。

王璐回憶道：「從 2013 年開始，我們的芯片就開始采用 Arm 架構，從最早的 Cortex-A7 開始，逐漸升級到 A53、A55、A76、R5F 等。」

基于產品及服務的穩定性，安謀科技的汽車芯片朋友圈正日益「擴圈」。

從生態角度來看，只有從產品延伸至生態服務才能保證技術的快速迭代與產品穩定性。「現在芯片廠商的目標并非取代誰，而是誰能持續不斷地推陳出新」。趙永超說道。

生態服務打通的不只是技術，更是信息的流動。

趙永超表示，在「軟件定義汽車」的背景下，主機廠甚至會根據軟件功能的實現要求 CPU 性能，與芯片 IP 廠商對接。

對此，王璐也直言：「現在主機廠越來越懂芯片，主機廠會問選擇哪種具體內核、選哪個內核有什么具體的理由。」

言外之意，芯片采用的核心 IP 帶來的朋友圈效應逐漸被放大，主機廠也越來越在意上游芯片供應商選擇的朋友。

03

汽車芯片為什么一定要打合作戰？

在智能汽車進入激戰階段，杰發科技也與安謀科技拉起了一條以核心 IP 為主線的汽車芯片量產競賽。

過去，下游主機廠對于汽車芯片的要求是基本功能滿足需求就可以。

現在，汽車芯片滿足車規級安全性的同時還要以高迭代速度支持主機廠的研發要求。

王璐告訴汽車之心，行業對芯片算力提升要求已經從 SoC 芯片延伸到了 MCU 芯片，杰發科技 MCU 低端產品到高端產品的算力大小跨越了近十倍，直接拉升了對芯片設計的要求。

王璐直言：「是設計決定了質量，而不是驗證得出質量」。

安謀科技從技術、服務、生態三方面為杰發科技等伙伴提供了有力支持。

車大燈的控制器對芯片可靠性的要求非常高，考驗著搭載于內的車規級芯片，即從芯片頂層設計再到芯片材料選擇、架構處理都要滿足極端高溫下的工程化要求。

杰發科技采用 Arm IP，研發出 AC7801x 車規級微控制器，該產品即便在耐高溫的情況下也保證芯片的正常運轉。

量產上車是一件發現問題、解決問題的動態過程，汽車芯片量產之路并非一帆風順。

杰發團隊研發大核 IP 系列產品時，安謀科技為杰發科技能夠快速使用新技術提供了全套的技術支持服務。

據汽車之心了解，安謀科技團隊分兩個板塊，一個版塊負責研發、另一板塊負責市場，目前已經接近千人。

其生態建設為杰發科技提供了一個開發「百寶箱」，尤其在復雜的大核芯片產品研發中起到了關鍵作用。

杰發科技的旗艦座艙芯片 AC8025 是標準的「大核」產品，其內核是來自 Arm 的 A76、A55、R5F 三種「大小核」組合，對芯片內核的性能組合、工具鏈都提出了極高的要求。

復雜的「大小核」設計是優勢的互相組合，試圖組合向下游提供最具性價比的量產產品。

據趙永超介紹，Arm Cortex-M 主要面向 MCU 市場，主要特征是體積小、低功耗、高性價，而 Cortex-R 系列則主要針對真實效能提升，主打實時響應速度、Cortex-A 系列則是主要針對應用而生的處理器，相對地，A76+A55 大小核的設計可以平衡芯片的峰值性能，降低日常待機功耗。

在這背后是 Arm 與安謀科技完整的技術平臺化服務。

從軟件定義的標準出發，Arm 早已攜手軟件算法廠商、芯片廠商、云服務打造了向嵌入式邊緣的可擴展開放架構 SOAFEE 及與之配合的參考硬體平臺，以幫助越來越多的生態伙伴以更低的時間周期成本實現廣泛原型設計、工作負載探索和早期開發。

從具體的技術實現角度來說，安謀科技落地的「周易」NPU 軟件開源計劃，也在通過開放源碼，滿足客戶更自主、更靈活的算法移植需求，使得開發者能夠更早開始軟件開發并部署軟件更新。

在技術與生態的雙重賦能下，安謀科技的汽車生態還在持續擴圈，一批批明星芯片廠商、明星產品不斷涌現。

除杰發科技外，安謀科技先后與芯馳科技、芯擎科技等頭部芯片廠商達成合作。

今年 3 月，芯擎科旗下的 7 納米智能座艙芯片「龍鷹一號」實現量產出貨，該款芯片搭載的正是安謀科技自研的「周易」NPU 及 Arm IP。

如果說 2020 年以前是智能駕駛的萌芽期，那么 2020—2030 年則被譽為自動駕駛的「黃金十年」，智能汽車生態圈開始向產業鏈要量產、要產品、要結果。

一個非常明顯跡象是，市場開始關心最核心的性價比、產品力。

僅 10 月份，包括四維圖新、毫末智行等相關智能汽車產業鏈軟硬件廠商，開始以價格劃分明顯的界線，狠打性價比。

英偉達創始人黃仁勛曾反復提及：要創造「billion market」，智能汽車是下一個有望創造千億級美元經濟價值的市場。

換句話來說，不要紅海，要藍海。

只有通過產品引領市場，才能找到屬于智能汽車的藍海，而作為智能汽車地基的芯片 IP 設計有望成為芯片技術創新的本源。

而安謀科技聯合包括杰發科技等在內的汽車芯片廠商、主機廠、軟件算法組建而成的朋友圈，已經為千億市場的到來做好了充足的技術儲備，確保智能駕駛變革率先發生在中國。