9月2日-9月4日，由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)汽車報(bào)社聯(lián)合主辦，天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)管理委員會(huì)特別支持，日本汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合協(xié)辦的第十八屆中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展（泰達(dá)）國(guó)際論壇（簡(jiǎn)稱“泰達(dá)汽車論壇”）在天津市濱海新區(qū)召開(kāi)。本屆論壇以“強(qiáng)信念 穩(wěn)發(fā)展 開(kāi)新局”為年度主題，邀請(qǐng)重磅嘉賓展開(kāi)深入研討。

在9月4日 “生態(tài)論壇：由短缺到成熟，車用芯片國(guó)產(chǎn)化何時(shí)迎來(lái)春天？”中，蘇州國(guó)芯科技股份有限公司總經(jīng)理肖佐楠發(fā)表了題為“國(guó)產(chǎn)汽車電子MCU核心技術(shù)的建立與產(chǎn)業(yè)化”的演講。

以下為演講實(shí)錄：

首先非常感謝主辦方能夠給我們這樣一個(gè)學(xué)習(xí)和交流的機(jī)會(huì)。我今天演講的題目是“國(guó)產(chǎn)汽車電子MCU核心技術(shù)的建立與產(chǎn)業(yè)化”。

首先提到核心技術(shù)，什么是核心技術(shù)？我們的理解就是能夠把我們的技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，在三到五年內(nèi)，能夠最大限度在絕對(duì)數(shù)量和相對(duì)數(shù)量上實(shí)現(xiàn)最大化銷售，進(jìn)而對(duì)企業(yè)發(fā)展形成很好的支撐，這是我們理解的核心技術(shù)。

所以核心技術(shù)不同于前沿技術(shù)。前沿技術(shù)有可能轉(zhuǎn)換為企業(yè)的核心技術(shù)，每個(gè)企業(yè)在不同的發(fā)展階段，對(duì)核心技術(shù)的定義也是不一樣的。國(guó)芯公司歷經(jīng)二十多年的發(fā)展，于今年1月6號(hào)登陸科創(chuàng)板，20年的發(fā)展專注于國(guó)產(chǎn)，專注于CPU技術(shù)，也實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

針對(duì)剛才提到的核心技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，既然是MCU，必然要分析在技術(shù)和整個(gè)市場(chǎng)中發(fā)展的方向、發(fā)展趨勢(shì)。首先是汽車電子電氣架構(gòu)的演進(jìn)趨勢(shì)；然后是智能汽車MCU和SoC的發(fā)展趨勢(shì)；第三是汽車電子芯片核心技術(shù)及競(jìng)爭(zhēng)力；第四是汽車電子芯片及產(chǎn)業(yè)化。

首先是電子電氣架構(gòu)的演進(jìn)趨勢(shì)，汽車是一個(gè)交通工具，但是現(xiàn)在它更是一個(gè)第三生活空間。目前,傳感器和執(zhí)行器的發(fā)展方向逐漸趨同，在向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。ECU在感知環(huán)境和滿足用戶的過(guò)程中，起到了關(guān)鍵分析和控制作用。智能汽車MCU的發(fā)展趨勢(shì)，本質(zhì)上我們要溯源到ECU所承擔(dān)的職責(zé)。EE架構(gòu)也面臨著ECU職責(zé)的演化。在傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)下，ECU通常是特定于某個(gè)功能的，所以ECU的數(shù)量很多，且ECU之間的通信是受限的。傳統(tǒng)的通信主要是靠低速總線實(shí)現(xiàn)。汽車中央網(wǎng)關(guān)的加入，使得功能模塊之間數(shù)據(jù)通信更為容易，通過(guò)整合不同總線和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行跨總線數(shù)據(jù)的交換，承擔(dān)不同總線類型的協(xié)議轉(zhuǎn)換工作，參與網(wǎng)絡(luò)的管理。根據(jù)實(shí)際需求，路由信號(hào)和消息控制實(shí)現(xiàn)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(jìn)一步提高，出現(xiàn)了功能域的概念，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了域控制器。應(yīng)該來(lái)說(shuō)，隨著域控制器的出現(xiàn)，我們的MCU功能更加集成化。它也就脫離了原來(lái)ECU簡(jiǎn)單的只是完成某一個(gè)特定信號(hào)的處理到執(zhí)行的功能，可以脫離出來(lái)進(jìn)行更多信息的處理，進(jìn)而走向標(biāo)準(zhǔn)化。

域控制器目前分為五域和三域發(fā)展路徑，五域主要是博世提出的自動(dòng)駕駛域、座艙域、車身域、底盤域和動(dòng)力域。大眾和華為公司則提出了三域架構(gòu)，自動(dòng)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(jì)算機(jī)，還有不同的區(qū)域計(jì)算。這種架構(gòu)，我們可以理解為是一個(gè)汽車架構(gòu)的終極化概念。車載單元、區(qū)域控制擺脫了原來(lái)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(gòu)發(fā)展中，軟件架構(gòu)是一個(gè)長(zhǎng)期的、漸進(jìn)式的演進(jìn)過(guò)程。

目前來(lái)判斷，現(xiàn)在傳統(tǒng)車企的大部分車輛架構(gòu)，依然在分布式架構(gòu)到域控制架構(gòu)這個(gè)轉(zhuǎn)變的過(guò)程。進(jìn)而帶來(lái)了我們的產(chǎn)品應(yīng)該集中在什么樣的功能、什么樣的定位思考。

EE架構(gòu)演變過(guò)程中提出了MCU和SoC芯片的演化。SoC芯片相對(duì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)范圍更大、更廣的芯片概念，它涵蓋MCU。汽車智能化的演進(jìn)過(guò)程中，主要是不斷迭代、增強(qiáng)的功能和運(yùn)算要求，導(dǎo)致了SoC在非?？焖俚匮葸M(jìn)，所以我們提出了SoC芯片的這樣一個(gè)概念。

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

智能座艙的實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上是一個(gè)SoC功能算力逐漸增強(qiáng)的過(guò)程，對(duì)汽車的算力提出了更高的要求，傳統(tǒng)的功能芯片無(wú)法滿足算力要求。傳統(tǒng)汽車芯片廠商面向這個(gè)領(lǐng)域的中低端市場(chǎng)。在這個(gè)領(lǐng)域里，原來(lái)傳統(tǒng)的消費(fèi)領(lǐng)域的芯片廠商，如高通、三星、華為，主要占據(jù)了高端的智能座艙的領(lǐng)域。

剛才提到自動(dòng)駕駛芯片也是一個(gè)SoC，對(duì)汽車的算力提出了更高要求，傳統(tǒng)功能芯片無(wú)法滿足這個(gè)算力要求。要滿足更高的安全等級(jí)，滿足自動(dòng)駕駛級(jí)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(duì)控制域進(jìn)行統(tǒng)一管理，資源豐富的傳統(tǒng)芯片可以滿足需求，傳統(tǒng)的高端的MCU，在整車控制域還是很好適應(yīng)的。同時(shí)我們也看到從傳統(tǒng)的MCU逐漸轉(zhuǎn)向SoC的這樣一個(gè)趨勢(shì)。我們說(shuō)，實(shí)際上如果進(jìn)入穩(wěn)定的EE架構(gòu)，SoC在5年以后，可能也會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變成原來(lái)傳統(tǒng)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(gòu)演進(jìn)，MCU持續(xù)鞏固汽車控制性能，安全算力更高的SoC市場(chǎng)潛力巨大。

我們來(lái)討論一下智能汽車SoC、MCU的發(fā)展趨勢(shì)。首先是功能MCU的發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)域控制器主要分為五個(gè)域，其中動(dòng)力域，現(xiàn)在還有大量的燃油車，未來(lái)發(fā)展五年，可能燃油車還是大量存在的。控制傳統(tǒng)燃油車動(dòng)力性能的MCU數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，像新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的MCU則將增加。在車身域方面，傳統(tǒng)功能眾多，MCU數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定。底盤域則會(huì)隨著底盤線控技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)MCU的增加。座艙域和自動(dòng)駕駛域方面，隨著功能的不斷創(chuàng)新，傳統(tǒng)MCU的數(shù)量是下降的。自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，特別是輔助駕駛，MCU的數(shù)量在增加，那么未來(lái)，L3級(jí)智能駕駛等高度智能化后，MCU的數(shù)量會(huì)下降。8位的MCU提供了低端的控制功能，比如說(shuō)風(fēng)扇、天窗、空調(diào)等，32位MCU有高端的控制功能，實(shí)現(xiàn)了輔助駕駛，扮演了重要角色，像車身域、動(dòng)力域，還有底盤域。復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景推進(jìn)MCU向32位發(fā)展，但未來(lái)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(dòng)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(gòu)為主。對(duì)于功能MCU，需求量還是增加的。未來(lái)到了L3級(jí)以上的自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，高算力SoC芯片處于主控地位，控制多個(gè)自動(dòng)駕駛的傳感器。就不再需要傳統(tǒng)意義上的MCU，可能導(dǎo)致這個(gè)數(shù)量下降，最后可能集中，一到兩顆SoC就可以完成這個(gè)功能。當(dāng)然可以明確看到，主控SoC的發(fā)展成為一個(gè)趨勢(shì)。但看近期，特別是3到5年，MCU仍然是一個(gè)主戰(zhàn)場(chǎng)。智能汽車域控制芯片的發(fā)展趨勢(shì)，首先是高性能，人機(jī)交互、環(huán)境感知需要計(jì)算海量的數(shù)據(jù)，需要更先進(jìn)的制程工藝，還有CPU、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足性能不斷地提升。第二是多核與異構(gòu)性，支撐各種場(chǎng)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(lái)越多，除了剛才說(shuō)的大算力，同時(shí)還有各種各樣的通信接口。我們認(rèn)為技術(shù)發(fā)展將重塑汽車產(chǎn)業(yè)鏈，傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)怯缮嫌蔚墓?yīng)商、系統(tǒng)集成商。特斯拉的加入，加快了整個(gè)行業(yè)的轉(zhuǎn)型速度，部分車企開(kāi)始設(shè)計(jì)自己的汽車電子芯片，甚至Tier1廠商開(kāi)始芯片設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。第四就是大量的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也進(jìn)入了這個(gè)體系，整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值將會(huì)得到重塑。

我們提出的就是要最大限度在3-5年內(nèi)建立我們的核心技術(shù)和競(jìng)爭(zhēng)力，為公司創(chuàng)造更大的價(jià)值，所以我們研發(fā)了嵌入式的CPU核心技術(shù)。我們提出了0PPM的概念，對(duì)每一個(gè)出錯(cuò)芯片都要有一個(gè)根本原因的分析。我們必須要掌握每一個(gè)核心IP的設(shè)計(jì)，快速找到問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。我們建立了基于Power PC為核心的CPU內(nèi)核技術(shù)。設(shè)計(jì)開(kāi)源RISC-V架構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝等技術(shù)的平臺(tái)化。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了可定制化。

第二是自主IP可控。當(dāng)然不是說(shuō)我們拒絕開(kāi)放，一些標(biāo)準(zhǔn)化的通信和模塊也可以采用第三方的。但是總體來(lái)看，一些主要的數(shù)字模塊、模擬IP，包括電源、IO等要自主、自研。特別是電源，因?yàn)橄鄬?duì)于傳統(tǒng)汽車，電動(dòng)汽車不同的狀態(tài)、不同的環(huán)境，對(duì)于電源的管理的復(fù)雜度很高。大量的感知造成數(shù)模轉(zhuǎn)換，帶來(lái)不同的轉(zhuǎn)換速率，不同的精度的要求，需要我們自己來(lái)掌握。

剛才提到的是我們自主掌控的一些核心技術(shù)情況，在流程上，我們實(shí)際上要滿足高可靠性要求，包括可測(cè)試性設(shè)計(jì)故障分析、制造冗余性設(shè)計(jì)等整個(gè)鏈條的設(shè)計(jì)技術(shù)。提到功能安全，像內(nèi)核鎖步技術(shù)，最大限度用硬件簡(jiǎn)化軟件工作。還有像總線的檢測(cè)技術(shù)，包括我們?cè)谡麄€(gè)啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，對(duì)整個(gè)內(nèi)層單元的檢測(cè)技術(shù)，還有對(duì)環(huán)境的檢測(cè)技術(shù)。實(shí)際上我們說(shuō)功能安全，首先要有整個(gè)技術(shù)的積累，這是我們作為MCU要必備的。從國(guó)芯公司來(lái)講，我們推出幾十個(gè)型號(hào)的芯片，目前是基于Power PC體系架構(gòu)，主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制芯片、車身控制芯片等。主要工藝水平是集中在40nm的內(nèi)嵌技術(shù)，與國(guó)內(nèi)主要巨頭工藝水平同步，也是未來(lái)5年左右時(shí)間對(duì)于MCU采用主要的工藝水平。

另外，為什么十幾款型幾十個(gè)不同的型號(hào)呢？一個(gè)芯片根據(jù)封裝資源的不同，開(kāi)放不同的存儲(chǔ)、內(nèi)存等，可以有系列化的不同的型號(hào)。特別是針對(duì)域控，有6核的架構(gòu)，包括內(nèi)存16兆以上的，在明年下半年推出。

同時(shí)，網(wǎng)聯(lián)化對(duì)汽車電子安全芯片提出了更高的要求，首先是V2X場(chǎng)景，驗(yàn)簽?zāi)芰σ_(dá)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(cè)評(píng)推出ACS-EAL5+認(rèn)證。除此之外，我們提到建立一個(gè)完善可控的生態(tài)鏈，所有的MCU支持國(guó)際化第三方開(kāi)發(fā)環(huán)境，也支持第三方調(diào)式工具，同時(shí)與國(guó)內(nèi)主要的軟件企業(yè)合作開(kāi)發(fā)底層軟件，包括操作系統(tǒng)。我們也推出了集成化、可控的生態(tài)聚合集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。

總結(jié)來(lái)看，我們建立了較為完善的汽車電子芯片設(shè)計(jì)技術(shù)平臺(tái)，建立了國(guó)產(chǎn)化汽車電子工藝技術(shù)平臺(tái)，也建立了基于AEC-Q100的汽車電子篩選體系，可更大程度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。謝謝大家！

本文根據(jù)泰達(dá)汽車論壇現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱，僅供參考。

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