9月2日-9月4日，由中國汽車技術研究中心有限公司、中國汽車工程學會、中國汽車工業協會、中國汽車報社聯合主辦，天津經濟技術開發區管理委員會特別支持，日本汽車工業協會、德國汽車工業協會聯合協辦的第十八屆中國汽車產業發展（泰達）國際論壇（簡稱“泰達汽車論壇”）在天津市濱海新區召開。本屆論壇以“強信念 穩發展 開新局”為年度主題，邀請重磅嘉賓展開深入研討。

在9月4日 “生態論壇：由短缺到成熟，車用芯片國產化何時迎來春天？”中，蘇州國芯科技股份有限公司總經理肖佐楠發表了題為“國產汽車電子MCU核心技術的建立與產業化”的演講。

以下為演講實錄：

首先非常感謝主辦方能夠給我們這樣一個學習和交流的機會。我今天演講的題目是“國產汽車電子MCU核心技術的建立與產業化”。

首先提到核心技術，什么是核心技術？我們的理解就是能夠把我們的技術實現產品化，在三到五年內，能夠最大限度在絕對數量和相對數量上實現最大化銷售，進而對企業發展形成很好的支撐，這是我們理解的核心技術。

所以核心技術不同于前沿技術。前沿技術有可能轉換為企業的核心技術，每個企業在不同的發展階段，對核心技術的定義也是不一樣的。國芯公司歷經二十多年的發展，于今年1月6號登陸科創板，20年的發展專注于國產，專注于CPU技術，也實現了產業化。

針對剛才提到的核心技術的產業化，既然是MCU，必然要分析在技術和整個市場中發展的方向、發展趨勢。首先是汽車電子電氣架構的演進趨勢；然后是智能汽車MCU和SoC的發展趨勢；第三是汽車電子芯片核心技術及競爭力；第四是汽車電子芯片及產業化。

首先是電子電氣架構的演進趨勢，汽車是一個交通工具，但是現在它更是一個第三生活空間。目前,傳感器和執行器的發展方向逐漸趨同，在向標準化方向發展。ECU在感知環境和滿足用戶的過程中，起到了關鍵分析和控制作用。智能汽車MCU的發展趨勢，本質上我們要溯源到ECU所承擔的職責。EE架構也面臨著ECU職責的演化。在傳統的分布式架構下，ECU通常是特定于某個功能的，所以ECU的數量很多，且ECU之間的通信是受限的。傳統的通信主要是靠低速總線實現。汽車中央網關的加入，使得功能模塊之間數據通信更為容易，通過整合不同總線和網絡進行跨總線數據的交換，承擔不同總線類型的協議轉換工作，參與網絡的管理。根據實際需求，路由信號和消息控制實現不同功能模塊之間的通信。

隨著模塊化程度加速，ECU功能集成更進一步提高，出現了功能域的概念，進而實現了域控制器。應該來說，隨著域控制器的出現，我們的MCU功能更加集成化。它也就脫離了原來ECU簡單的只是完成某一個特定信號的處理到執行的功能，可以脫離出來進行更多信息的處理，進而走向標準化。

域控制器目前分為五域和三域發展路徑，五域主要是博世提出的自動駕駛域、座艙域、車身域、底盤域和動力域。大眾和華為公司則提出了三域架構，自動駕駛域、座艙域和整車控制域。以特斯拉為代表，提出了車載中央計算機，還有不同的區域計算。這種架構，我們可以理解為是一個汽車架構的終極化概念。車載單元、區域控制擺脫了原來功能域的概念，是通用化的，更加集中化的芯片概念。所以在汽車電子電氣架構發展中，軟件架構是一個長期的、漸進式的演進過程。

目前來判斷，現在傳統車企的大部分車輛架構，依然在分布式架構到域控制架構這個轉變的過程。進而帶來了我們的產品應該集中在什么樣的功能、什么樣的定位思考。

EE架構演變過程中提出了MCU和SoC芯片的演化。SoC芯片相對來說是一個范圍更大、更廣的芯片概念，它涵蓋MCU。汽車智能化的演進過程中，主要是不斷迭代、增強的功能和運算要求，導致了SoC在非常快速地演進，所以我們提出了SoC芯片的這樣一個概念。

MCU功能芯片在持續鞏固汽車控制性能和安全，隨著汽車各項舒適功能的普及，部件控制域精細化，對MCU要求更高，目前還是高度被外資壟斷。

智能座艙的實現，實際上是一個SoC功能算力逐漸增強的過程，對汽車的算力提出了更高的要求，傳統的功能芯片無法滿足算力要求。傳統汽車芯片廠商面向這個領域的中低端市場。在這個領域里，原來傳統的消費領域的芯片廠商，如高通、三星、華為，主要占據了高端的智能座艙的領域。

剛才提到自動駕駛芯片也是一個SoC，對汽車的算力提出了更高要求，傳統功能芯片無法滿足這個算力要求。要滿足更高的安全等級，滿足自動駕駛級別的提升，需要更高的算力支持。在整車控制域芯片，相似功能的ECU對控制域進行統一管理，資源豐富的傳統芯片可以滿足需求，傳統的高端的MCU，在整車控制域還是很好適應的。同時我們也看到從傳統的MCU逐漸轉向SoC的這樣一個趨勢。我們說，實際上如果進入穩定的EE架構，SoC在5年以后，可能也會逐漸轉變成原來傳統意義上的MCU。所以汽車控制芯片既有功能MCU，也有主控SoC，汽車電子架構演進，MCU持續鞏固汽車控制性能，安全算力更高的SoC市場潛力巨大。

我們來討論一下智能汽車SoC、MCU的發展趨勢。首先是功能MCU的發展趨勢。傳統域控制器主要分為五個域，其中動力域，現在還有大量的燃油車，未來發展五年，可能燃油車還是大量存在的。控制傳統燃油車動力性能的MCU數量相對穩定，像新能源汽車的動力系統的MCU則將增加。在車身域方面，傳統功能眾多，MCU數量相對穩定。底盤域則會隨著底盤線控技術的應用，推動MCU的增加。座艙域和自動駕駛域方面，隨著功能的不斷創新，傳統MCU的數量是下降的。自動駕駛領域，特別是輔助駕駛，MCU的數量在增加，那么未來，L3級智能駕駛等高度智能化后，MCU的數量會下降。8位的MCU提供了低端的控制功能，比如說風扇、天窗、空調等，32位MCU有高端的控制功能，實現了輔助駕駛，扮演了重要角色，像車身域、動力域，還有底盤域。復雜的應用場景推進MCU向32位發展，但未來3-5年8位和16位的MCU難以被徹底取代。

第二看一下主控芯片，自動駕駛的安全、舒適性，泊車等輔助功能，考慮到成本和性能，目前以分布式架構為主。對于功能MCU，需求量還是增加的。未來到了L3級以上的自動駕駛領域，高算力SoC芯片處于主控地位，控制多個自動駕駛的傳感器。就不再需要傳統意義上的MCU，可能導致這個數量下降，最后可能集中，一到兩顆SoC就可以完成這個功能。當然可以明確看到，主控SoC的發展成為一個趨勢。但看近期，特別是3到5年，MCU仍然是一個主戰場。智能汽車域控制芯片的發展趨勢，首先是高性能，人機交互、環境感知需要計算海量的數據，需要更先進的制程工藝，還有CPU、神經網絡來滿足性能不斷地提升。第二是多核與異構性，支撐各種場景硬件的需求。第三是高集成化，域控制器整合集成功能越來越多，除了剛才說的大算力，同時還有各種各樣的通信接口。我們認為技術發展將重塑汽車產業鏈，傳統的產業鏈是由上游的供應商、系統集成商。特斯拉的加入，加快了整個行業的轉型速度，部分車企開始設計自己的汽車電子芯片，甚至Tier1廠商開始芯片設計和開發。第四就是大量的互聯網企業也進入了這個體系，整個汽車產業鏈價值將會得到重塑。

我們提出的就是要最大限度在3-5年內建立我們的核心技術和競爭力，為公司創造更大的價值，所以我們研發了嵌入式的CPU核心技術。我們提出了0PPM的概念，對每一個出錯芯片都要有一個根本原因的分析。我們必須要掌握每一個核心IP的設計，快速找到問題、發現問題。我們建立了基于Power PC為核心的CPU內核技術。設計開源RISC-V架構技術，實現工藝等技術的平臺化。根據產業鏈的發展實現了可定制化。

第二是自主IP可控。當然不是說我們拒絕開放，一些標準化的通信和模塊也可以采用第三方的。但是總體來看，一些主要的數字模塊、模擬IP，包括電源、IO等要自主、自研。特別是電源，因為相對于傳統汽車，電動汽車不同的狀態、不同的環境，對于電源的管理的復雜度很高。大量的感知造成數模轉換，帶來不同的轉換速率，不同的精度的要求，需要我們自己來掌握。

剛才提到的是我們自主掌控的一些核心技術情況，在流程上，我們實際上要滿足高可靠性要求，包括可測試性設計故障分析、制造冗余性設計等整個鏈條的設計技術。提到功能安全，像內核鎖步技術，最大限度用硬件簡化軟件工作。還有像總線的檢測技術，包括我們在整個啟動運行過程當中，對整個內層單元的檢測技術，還有對環境的檢測技術。實際上我們說功能安全，首先要有整個技術的積累，這是我們作為MCU要必備的。從國芯公司來講，我們推出幾十個型號的芯片，目前是基于Power PC體系架構，主要應用于發動機控制芯片、車身控制芯片等。主要工藝水平是集中在40nm的內嵌技術，與國內主要巨頭工藝水平同步，也是未來5年左右時間對于MCU采用主要的工藝水平。

另外，為什么十幾款型幾十個不同的型號呢？一個芯片根據封裝資源的不同，開放不同的存儲、內存等，可以有系列化的不同的型號。特別是針對域控，有6核的架構，包括內存16兆以上的，在明年下半年推出。

同時，網聯化對汽車電子安全芯片提出了更高的要求，首先是V2X場景，驗簽能力要達到幾千次的要求，我們推出了滿足3000多次要求的芯片。與中汽中心軟件測評推出ACS-EAL5+認證。除此之外，我們提到建立一個完善可控的生態鏈，所有的MCU支持國際化第三方開發環境，也支持第三方調式工具，同時與國內主要的軟件企業合作開發底層軟件，包括操作系統。我們也推出了集成化、可控的生態聚合集成開發環境。

總結來看，我們建立了較為完善的汽車電子芯片設計技術平臺，建立了國產化汽車電子工藝技術平臺，也建立了基于AEC-Q100的汽車電子篩選體系，可更大程度地實現產業化。謝謝大家！

本文根據泰達汽車論壇現場速記整理，未經演講嘉賓審閱，僅供參考。

返回第一電動網首頁 >