软件定义汽车！恩智浦传统供应链被打破，中国厂商创新周期更快

　　在本次活动上，恩智浦的多位高管分别介绍了恩智浦在汽车电子领域的定位与布局，以及在软件定义汽车趋势之下，恩智浦的应对之策。同时，对于恩智浦中国汽车市场战略也进行了介绍。
　　汽车芯片市场仍将面临局部短缺的挑战
　　2019年底开始，受新冠疫情导致的供应链中断、新能源汽车市场持续火爆导致对于汽车芯片需求暴涨等诸多因素的影响，全球出现了严重的汽车芯片短缺问题。众多车企都出现了因缺芯而减产、停产的现象。
　　资料显示，一辆传统燃油车的整车芯片用量大约为900颗，而一辆智能化的新能源汽车总体芯片用量则猛增至14001500颗。另外，从不同类型汽车的电子零部件成本占比来看，传统的紧凑型燃油轿车的电子零部件成本占比大约仅16左右，纯电动轿车的电子零部件成本占比已经超过了60。显然，对于新能源汽车来说，半导体芯片已经成为了最为关键的部分。同时，随着汽车的智能化、自动化，对于半导体芯片的需求量及价值占比也将会进一步大幅增长。
　　虽然自去年以来，全球缺芯问题有所缓解，但是部分汽车芯片依然供应紧张。作为全球领先汽车芯片厂商，恩智浦半导体执行副总裁兼高级模拟业务总经理JensHinrichsen认为，虽然去年以来消费电子等领域的应用需求有所放缓，但是2023年在汽车以及在工业领域对芯片的需求将会继续高涨，对于2023年尤其是下半年会保持审慎乐观的态度，某一些应用领域可能还是会有芯片短缺的挑战。
　　对于如何来满足市场的需求的问题，JensHinrichsen表示：我们正在两个方面入手进行投入，一方面是不断推动对我们内部资源的大规模投资，去解决芯片供应的问题，另外我们也在与代工的合作伙伴就建立额外的产能达成协议。
　　恩智浦汽车业务的定位：技术型合作伙伴
　　在经历了三年的缺芯危机，以及新能源汽车产业高速发展的影响之下，也深刻地改变了汽车供应链。
　　对于新能源汽车产业来说，电气化、智能化、网联化是非常重要的三大趋势，在推动创新爆发式增长的同时，也推动着主机厂从硬件主导型逐步转向软件主导型的开发模式，汽车产业链变得越来越短。很多新能源汽车企业正采用自研、垂直整合的形式，使得研发周期逐渐变短，整个链路的响应速度变得更加迅速。越来越多的车厂采用直接和电池厂或芯片厂商协同合作的方式，这种合作方式既能简化设计，又能加快设计速度。
　　随之而来的就是汽车产业的价值链关系也开始发生转变。HenriArdevol告诉芯智讯：以前是Tier1、Tier2和Tier3服务OEM的非常线性的价值链，而现在随着更多新的参与者（包括ESM供应商、独立软件商等）进入这个生态系统，原有的价值链开始被打破，开始转变为了以OEM、Tier1和技术公司为主的这样一个三角价值链。
　　在这个三角价值链当中，主机厂主要是进行架构定义和系统集成方面的工作，他需要半导体技术公司提供基础性的技术和芯片平台，以及Tier1提供的硬件、软件的集成和软件的执行。在这个三角合作模式中，它使新功能成为可能，也更加速了创新。
　　恩智浦的定位就是逐渐转型成这个三角价值链之中的一端技术型合作伙伴。恩智浦半导体执行副总裁兼汽车处理器业务总经理HenriArdevol补充称：实际上这个价值链可能比三角形更复杂，更像一颗星的形状，而我们的工作则是与生态系统中所有的参与者接触，通过高效的生态体系协作来支撑主机厂的需求。
　　基于转型为技术型合作伙伴的定位，恩智浦在多年之前已经实现了从MCU到MPU的重大转型，同时在产品层面上，恩智浦也在实现硅片的转型，既在硅片的基础之上集成更多的软件。为了更好地顺应各方面的要求，恩智浦一方面提供服务于Tier1的团队，同时也有专门的对接和服务主机厂客户的团队。此外，恩智浦也在不断增加系统工程师和软件工程师的数量，持续扩大整个系统级解决方案方面的能力。
　　据HenriArdevol透露，目前恩智浦软件工程师的人数甚至已经超过了硬件工程师的人数。恩智浦在系统层面上也在持续投资，力求深层次了解车辆架构是如何发展和演变。接下来恩智浦将聚焦于更先进的5nm制程的处理器的技术开发所引领的汽车电子变革。
　　恩智浦之所以能够做到这一点，正是因为恩智浦在工程设计和制造方面有着非常强的专业能力。作为老牌的汽车半导体厂商，恩智浦的业务覆盖了从设计、晶圆制造、封测的全产业链体系。恩智浦产品线布局也非常的全面，覆盖了包括MCU微处理器、模拟前端、栅极驱动器、安全电源管理以及车载网络、传感器等。此外，恩智浦与众多厂商有着直接合作，有很强的终端应用需求的洞察力，十分了解客户的真实的个性化需求。
　　汽车半导体行业中的玩家过去主要是以生产器件为主，对于恩智浦而言，我们已经向成为解决方案供应商转型，并且立足于整个生态系统的高度实现创新。HenriArdevol总结说道。
　　汽车主机厂面临的三大挑战
　　在恩智浦看来，当前汽车主机厂正面临着三大挑战：
　　第一，整个汽车架构的软硬件开始解绑，并由原来的硬件定义逐步转向了软件定义。过去汽车的每个ECU都是作为一个硬件和软件的组合开发的，然后数据也被限制在该ECU中并且很难访问。而主机厂的愿景是不管是功能还是服务都可以在用户使用周期中不断地得以增强和更新。因此，软件和硬件的开发必须要解绑。这意味着，在同一个硬件平台上必须要能够支持软件的多次迭代。同样的，一个软件平台也能够在多个硬件版本上运行，而无需重新开发、重新验证和重新集成。
　　第二，汽车平台的开发周期正在逐渐加速。越来越多的主机厂客户要求汽车芯片厂商能在芯片的样片出来之前，就已经能及早地进行虚拟设计和开发，这就意味着汽车芯片厂商必须要提供SoC仿真开发模型的方式，这样才可以帮助主机厂客户在获得样片之前就可以开展量产级的软件开发，从而大幅压缩开发周期。
　　第三，汽车需要支持不断升级，持续为客户增加价值。对于消费者而言，过去的汽车可能从一出售就开始损耗，功能慢慢地退化，但是今后的车将会随着使用时间的推移而得到持续升级迭代，其功能将不断地得到增强。这是因为OTA的框架就可以支持软件的升级换代，既包括中央处理部分也包括车内的电控部分，而这就要求通过云端的连接来进行数据的传输，使每一个传感器的相关数据都可以进行后台访问和大数据分析。
　　通过云端连接，为汽车打开了一扇通往更多创新的大门，比如说可以进行更多预测性的维护。我们甚至可以在云端创造一个数字孪生电池，这样就可以对电池情况进行监测，并发现车况和驾驶行为对电池寿命的影响，最终可以最大化电池的价值。HenriArdevol举例解释道。
　　软件定义汽车趋势之下，恩智浦如何应对？
　　诚如HenriArdevol所指出的，当前汽车主机厂正面临着上述三大挑战，同样对于汽车芯片厂商来说也是一样，但归根结底还些都是软件定义汽车的大趋势所带来的巨变。
　　恩智浦半导体执行副总裁兼高级模拟业务总经理JensHinrichsen指出：未来，软件定义汽车是大势所趋，主要的载体正是新能源车。这其中对于车厂而言有两个最为核心的要素：软件优先和半导体技术。
　　为了顺应软件定义汽车的大趋势，主机厂需要实现高度模块化的开发，在所有平台上重复使用硬件和软件。软件和硬件开发合作伙伴需要考虑从组装电子控制单元到为车辆开发整个软件架构，并需要一个硅片为基础的平台支持它。也就是说，主机厂需要的是一个可拓展的、支持软件复用的硅平台（芯片平台）。
　　因此，恩智浦作为汽车主机厂的技术型合作伙伴，其产品组合正在从一组产品转变为一个完整的平台，然后可以根据每个OEM的软件架构进行调整。需要为汽车OEM提供硬件、软件协同设计，将他们的软件架构适配到恩智浦的硅平台上，并需要提供中间件等要素。
　　HenriArdevol表示：随着软硬件的解绑，软件创新周期和硬件创新周期的分离，越来越要求进行软件和硬件的联合设计。恩智浦作为一个技术合作伙伴，以往我们和主机厂讨论的焦点主要还是以硬件开发为中心，因此许多时候都是围绕着Tier1，围绕着每个ECU所需要的硬件产品的技术规格。但是现在，我们与主机厂的交流更多地聚焦在将我们的硅片平台与主机厂软件架构相匹配。这和过去我们的沟通方式截然不同，已经从以硬件为中心匹配客户需求，转向了以软件为中心匹配最终用户的需求。
　　从硬件定义向软件定义的转型，每个主机厂可能采用的不同的路线图和路径。
　　首先，是市场上已经发生的，就是域控的架构，主要围绕动力总成和底盘域、车身域等，在各个域里面创造物理分离，支持智能汽车数据的领域功能，将其功能集成到强大的多应用MPU中。
　　据介绍，目前绝大多数中国OEM已转向该架构，其中很大一部分采用了恩智浦的16nmFinFET处理器系列，例如恩智浦S32G网关处理器。这一系列处理器能够并行处理多个应用程序，基本上在一个MPU中，可以支持多个虚拟MCU。
　　为了应对大量软件引入可能带来的安全问题，恩智浦在MCU的SoC结构中提供强大的隔离功能，允许多个软件开发人员在他们分配的虚拟MCU中开发应用程序，并且不同应用程序之间互不干扰，始终满足对实时性、功能安全、信息安全、可靠性和质量保证等要素的核心要求。恩智浦的一些客户甚至在一个SoC（一个域控制器）上运行多达16个不同的应用程序。
　　接下来，是往区域控制器的方式进行演进。这种车身区域控制器的主要目标是降低网络成本，简化线束以减轻布线重量，使其更具成本效益。在现代车辆中，最多可以并行运行15个不同的网络。因此，通过高速以太网组成骨干网，将每个车身区域控制器连接到中央处理器再到域控制器，能够大大简化网络拓扑并降低成本。而这就需要新的微控制器系列。
　　恩智浦现在已经看到一些考虑此模式的客户希望向这些区域添加更多处理器。随着主机厂转向面向软件的架构，在这些区域中进行更多数据处理，能够使所有这些传感器可供任何应用程序访问，并且基本上让这些更强大的区域控制器充当传感器的服务器。
　　这与传统模型不同，以往单个传感器是与特定应用一一对应的，现在转向一个新的模型，其中应用程序可以通过订阅去获取汽车中可用的每个传感器的数据和服务。而这又需要另一个处理器系列，可以将区域的高IO能力与域控制器的高计算能力结合在一起，同时具有非常快的唤醒和非常低的功耗。
　　也有一些客户通过安装实时车辆计算单元来彻底简化该软件架构。因此，通过定义软件架构，其中所有决策制定都集中在该实时车辆计算单元中，所有执行都落到区域控制器来实现，那么就需要有一个更强大的实时处理器。基于这类需求，恩智浦也推出了全新的产品组合5nm处理器。
　　HenriArdevol表示：面对软件定义汽车趋势，恩智浦开发了一系列处理器，具有高度的一致性并能专注于促进客户软件复用。因此，我们提供从通用型的微控制器到最先进的5nm实时车载处理器的一致架构，保证为上述任何一种模式开发的软件应用都可以轻松移植到不同的处理器上，以提供强大的可扩展性和灵活性，支持客户对车辆架构的定义和演进。这背后是基于IP通用性的平台化概念，通过相同的开发工具和环境、相同的功能安全和信息安全框架，使得我们S32系列中所有产品都具有高度的一致性。
　　基于这种设计理念，恩智浦不仅开发了一系列处理器，而且还尝试考虑围绕处理器所需的一切周边器件，需要将这些应用中的所有周边器件视为由多个芯片组成的完整系统，以便进一步赋能客户的系统开发，从而优化整个系统的性能和成本。更重要的是，恩智浦还在不断拓展自己的生态合作伙伴体系，这既包括工程设计、服务，也包括应用、工具、整个生态体系都在进一步地扩大，并大大压缩开发周期。
　　JensHinrichsen举例解释称：我们在进行半导体技术开发的时候就是以软件优先作为我们的思路。比如在硬件平台的开发上，我们实现了处理器和模拟器件协同的开发，并提供为车厂专门优化的解决方案。为了能够加快创新的速度，并且更好地适应软件和硬件发展的这一周期，我们推出的是一个虚拟化的开发环境，可以确保在物理的真实的芯片、样片出来之前就能开启先期的开发工作。能够做到这一点，正是因为恩智浦在工程设计方面有着非常强的专业能力，并且有很强的终端应用需求的洞察力。
　　恩智浦作为领先的汽车半导体供应商，能满足主机厂这些个性化的要求。恩智浦的一个差异化优势在于，我们提供完整的解决方案，在功能安全、车规级的精度和效率、汽车运营、系统解决方案方面可以帮助主机厂客户完美地解决各种痛点。JensHinrichse总结说道。
　　除了新能源汽车本身之外，配套基础设施也很关键。JensHinrichsen指出，在这方面，中国以及欧美各自都有各自的痛点或者挑战，其中一个相同的挑战是标准化的难题。比如，接口和通信协议等标准化。这样不同的车、不同的主机厂就可以使用相同的生态系统和相同的基础设施。但现在有很多标准不同的情况，在非标准化的情况下可能就无法使用某些充电桩，所以恩智浦今后要推的是充电基础设施的标准化以便做到使用上的简化，并有助这一生态的发展。
　　恩智浦的中国战略
　　近年来，中国新能源汽车产业发展迅猛，已经成为全球汽车产业电动化转型重要引导力量。根据工信部最新公布的数据显示，2022年中国新能源汽车产销实现705。8万辆和688。7万辆，同比分别增长96。7和93。4，这也中国新能源汽车的产销量连续8年位居世界第一。
　　JensHinrichse在媒体上也表示：我们预计，到2030年，所有生产的车辆中约有60会具备一定程度的电气化。我们清楚地看到，中国显然正在引领这一市场趋势，而且确实从创新、发布量和采用量的角度来看，也远远领先于世界上其它地区。
　　随着中国新能源汽车市场的持续高速增长，也带动了中国的汽车芯片市场的爆发式增长，中国市场也成为了全球汽车芯片厂商争夺的关键市场。
　　作为全球芯片供应商，恩智浦多年来也在持续深耕中国汽车市场。据介绍，通过几十年在中国的持续投入，恩智浦在中国已构建了全面的端到端本地研发和应用支持体系，截至去年底已有1600多名的研发人员，面向中国定义、设计和开发的创新产品超过200多项，并在持续加强产学研合作。
　　HenriArdevol表示，过去几年恩智浦在中国已经建立起了一个实力强劲的汽车电子应用技术能力开发中心，这样就能够更加主动、也更加容易围绕本土客户的需求进行技术研发。
　　实际上我们在中国拥有的汽车应用能力中心不仅服务于中国市场，而且服务于整个全球市场。无论是在我们后端工厂的制造方面，还是在产品和测试工程、研发工程和应用工程方面，我们在中国都有非常强大的团队，他们既服务于本地市场，也服务于我们的全球市场，这对于恩智浦在中国市场的发展非常重要。HenriArdevol补充说道。
　　得益于与中国汽车客户的支持，恩智浦在中国汽车产业的多个细分市场，特别是在汽车处理器以及在非功率模拟器件方面，都处于市场领导地位。这对于恩智浦来说非常关键，因为领先的市场地位使得恩智浦有能力大规模地投资中国市场，并且是先于竞争对手的快速投入。
　　恩智浦半导体大中华区主席李廷伟博士也表示：汽车业务是恩智浦的支柱业务，在总营收当中的占比达到50左右。在汽车业务上，我们在中国的积淀很深，布局广泛深入，我们在许多领域的投入处在非常领先的位置。我们致力于共建中国的汽车生态，通过我们领先的产品组合和解决方案赋能中国的客户。恩智浦所打造的不单单只是一颗芯片，而是为整个产业链提供更好的服务。
　　在中国电动汽车厂商的创新力方面，HenriArdevol透露，我们看到的是，目前中国的创新周期更快一些，但步伐相对小，而其他市场，包括欧美和韩国的步子比较大，但整体的创新速度会略慢一些。这就好比，中国是一个小轮但转动速度非常快，欧美是一个大的轮子但转动得略慢一些。一个很好的例子就是中国客户实际上是最后采用我们的S32G处理器的，但却是第一个实现量产导入市场的。现在我们的S32E也有相同的情况，这个处理器用于动力总成和底盘控制，在中国尚未开始采用，但我非常有信心会看到它很快被应用并迅速推向市场。
　　值得注意的是，近年来，国内不少汽车厂商为了提升供应链安全及自主可控能力，也开始大力自研相关汽车芯片，由此也会产生与恩智浦等汽车芯片厂商的竞争关系。
　　对此，JensHinrichsen表示：第一，良性竞争是非常健康的，创新需要互相挑战，才可以促进各自的发展，从而能够使得各自为客户带来更大的价值，恩智浦也欢迎竞争；第二，除了在中国的主机厂出现了自研芯片的趋势之外，也包括了像手机厂商和计算机厂商也在出现自研的趋势，这说明了主机厂越来越理解半导体的重要性，芯片也愈发占据了重要的战略位置；第三，对于这些自研芯片的厂商来说，可能会遇到规模经济的挑战，因为他们自己所研发的芯片基本只能为自己所用，在可扩展性方面会遇到一些挑战。从恩智浦自身角度讲，我们能够提供面向多个主机厂客户的解决方案，通过多种方法带来不同的规模效应。
　　作者：芯智讯浪客剑