赋能产业链,助力电动化 恩智浦致力成为全生态供应商

发布时间:2023年03月22日

来源:中国汽车报网

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智能汽车是新一轮科技革命的代表性产业,也是世界各工业强国的战略竞争高地。作为底层基石,芯片的先进性在一定程度上决定了汽车的智能化程度。

随着整车电子电气架构的集中化,汽车芯片功能越来越复杂,分类也越来越细化,不同功能、不同种类的产品开始呈现多样发展态势。多年来,恩智浦扎根汽车行业广泛布局,积极转型升级,通过先进的产品组合和解决方案赋能车企,助力企业全面加速步入电气化。

软件定义汽车,主机厂面临的三大挑战

汽车工业正在发生着天翻地覆的变化。电气化、数字化、云端的连接是非常重要的三大趋势。汽车产业创新爆发式增长,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,而汽车业的价值链关系也开始发生转变,从前是Tier 1、Tier 2和Tier 3服务OEM的线性价值链,而今天则是由OEM、Tier1和技术公司组成的三角价值链,而恩智浦对于新时代、新变革下的定位就是逐渐转型成这三角之中的一端——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Henri Ardevol指出,当前主机厂面临三方面挑战。首先,软件定义汽车架构正在成为趋势,供应商需要从简单的ECU开发组装考虑到如今为车辆开发整个软件架构,还要有合适的硅片基础作为支撑平台,这就提出了很多要求和挑战。在这种趋势推动下,恩智浦也逐步转变了汽车业务定位,从提供一组产品转变为提供完整的系统平台,可以根据不同OEM的软件架构进行调整。

另一个挑战是,从汽车平台的开发周期角度来说,产品开发周期正在逐渐加速。越来越多的主机厂要求能够在芯片样片出来前就能够进行虚拟设计和开发,也就意味着芯片供应商必须要提供SoC仿真开发模型,这样才可以帮助主机厂客户尽可能早地进行软件开发,从而大幅压缩开发周期。

此外,整个行业也注意到,对于消费者而言,现在的车已经是一个随着时间可以不断升级的产品。过去的车可能从一出售就开始损耗,功能慢慢退化,残值越来越少,但是软件定义汽车带来的OTA升级,成为可以延续整车生命周期的新方式,今后的车将会随着使用时间延长得到升级迭代,功能不断增强。基于OTA的框架实现软件的升级换代,既包括中央处理部分也包括车内的电控部分,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,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,这对于供应商和主机厂而言,也是全新的挑战。

软硬解耦趋势,用户需求匹配才是核心

为了实现这些美好的愿景,主机厂客户需要获得许多方面的助力。首先就是需要一个可拓展的、支持软件复用的芯片平台,这也要求供应商可以提供中间件等要素,恩智浦正在致力成为这样的供应商。

“恩智浦已经实现了从MCU到MPU的重大转型,在这一转型的过程中,也发现市场正是按照我们预判的方向演进,这让我们感到非常地欣喜,下一波我们将聚焦于5纳米处理器的技术开发所引领的汽车电子变革。”Henri Ardevol在交流会上分享时提出,在产品层面上,恩智浦实现了硅片的转型,既能在硅片的基础之上集成更多的软件,同时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的。今天,恩智浦的软件工程师甚至已经超过了硬件工程师的数目。

在线性的开发模式下,每个ECU都是作为一个硬件和软件的组合开发的,数据也被限制在该ECU中很难访问。但主机厂的愿景是可以在用户使用周期中不断增强、更新有关的功能和服务。因此,软件和硬件的开发周期必须要解绑。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,一个软件平台也要能够在多个硬件平台上运行,而无需重新开发、重新验证和重新集成。

Henri Ardevol强调,随着软件创新周期和硬件创新周期的分离,主机厂对软件和硬件联合设计要求越来越高,“以往我们和主机厂讨论的焦点是以硬件开发为中心,因此许多时候都是围绕着Tier 1,围绕着每个ECU所需要的硬件产品的技术规格。现在我们的对话在不断演变,从以硬件为中心匹配客户需求到以软件为中心匹配最终用户的需求。”

从硬件向软件的转型,每个主机厂可能采用的不同的路线图和路径。首先是域控架构的划分,不同主机厂围绕动力总成和底盘域、车身域等,做了不同的规划,再将其需求功能集成到强大的多应用MPU中。目前绝大多数中国OEM已转向域控架构,而恩智浦的16nm FinFET 处理器系列提供了很大助力。例如S32G车辆网关处理器,这一系列处理器能够并行处理多个应用程序,在一个MPU中,可以支持多个虚拟 MCU。同时恩智浦在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。

顺应软件定义的潮流,主机厂也会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。随着大批量生产,汽车质量标准以及稳健性要求、可靠性也非常重要,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,能够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完美地解决各种痛点。”Henri Ardevol欣慰介绍。此外,在向区域集中控制发展的过程中,为了简化线束以减轻布线重量,使其更具成本效益,恩智浦推出了新产品组合——5nm处理器,将所有决策制定都可以集中到这一强大的实时处理器中。

“与此同时,我们还尝试考虑围绕处理器所需的一切周边器件,以进一步赋能系统开发。很明显,要实现那些围绕处理器的应用,需要大量的周边器件。恩智浦在技术推进的过程中,也需要将这些应用中的所有周边设备视为由多个芯片组成的完整系统,以便一起开发,从而优化整个系统的性能和成本。”Henri Ardevol补充表示。

以汽车为载体,构建可持续全生态系统

恩智浦半导体执行副总裁兼高级模拟业务总经理Jens Hinrichsen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汽车。而软件优先和半导体技术,正是车企的两大核心。

谈及可持续发展,恩智浦方面认为需要强调四个要素:首先,是在产品和技术的发展过程中必须是基于可持续来进行创新;第二,注重环保,包括在生产、制造等环节对可再生能源的应用,以及在工业废弃物方面的回收等;第三,注重社会效应,通过恩智浦全球化且日益多元化的团队积极推动可持续发展使命;第四,公司治理,恩智浦致力于与利益相关方合作推动全球可持续发展举措。保持业务和运营的透明度,落实责任,健全信任。

回到电动汽车,电动汽车的推出和量产实际上发生的速度甚至比原先预期的要快得多。“我们估计到2030年,新能源汽车可能将占全球车辆的60%左右。显而易见,中国正在引领这一市场趋势,而且确实从创新、发布和采用的角度来看,中国发展远远领先于世界上其它地区。对我们来说,汽车市场确实在发生重大的转变。在过去,电动汽车只是一个小众市场,只有一些主机厂的部分产线配备了电动汽车,但现在几乎每个主机厂都在推出全系的电动汽车产品。”Jens Hinrichsen感慨表示。

所以电动汽车正逐步从一个小众的市场转变为大规模化的量产产品,而这就意味着质量和可靠性成为首要要求。Jens Hinrichsen介绍,恩智浦在这方面会看得更广,也就是说这里涉及到的不仅是新能源车本身,也涉及到为新能源车赋能的基础设施。对于新能源汽车来说,我们要有快充系统,这离不开相匹配的本地储能系统,整体上要求有一个平台化的思考。

另外一个值得注意的方向在于,全面电动化大势下,除了车端本身,周围设备及基础设施应用也被恩智浦纳入考量,助力全面电动化,自然要构造更完整、可持续发展的新能源生态系统。

在基础设施方面,恩智浦将在汽车动力传动系统中的专业知识与技术应用于这些领域,将充电桩和本地的储能系统组合起来。而越来越多的主机厂客户对这样的基础设施也很有兴趣,希望共同打造并推动电气化生态。

以往半导体行业玩家主要是以生产器件为主,而恩智浦决不满足于此,目前恩智浦已经向解决方案供应商成功转型,立足于整个生态系统的高度实现全面创新,未来,我们可以期待恩智浦能够创造更多能性。