9月2日-9月4日，由中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、中國汽車工程學會、中國汽車工業(yè)協(xié)會、中國汽車報社聯(lián)合主辦，天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)管理委員會特別支持，日本汽車工業(yè)協(xié)會、德國汽車工業(yè)協(xié)會聯(lián)合協(xié)辦的第十八屆中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展（泰達）國際論壇（簡稱“泰達汽車論壇”）在天津市濱海新區(qū)召開。本屆論壇以“強信念 穩(wěn)發(fā)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(tài)論壇：由短缺到成熟，車用芯片國產(chǎn)化何時迎來春天？”中，蘇州國芯科技股份有限公司總經(jīng)理肖佐楠發(fā)表了題為“國產(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(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)實現(xiàn)產(chǎn)品化，在三到五年內(nèi)，能夠最大限度在絕對數(shù)量和相對數(shù)量上實現(xiàn)最大化銷售，進而對企業(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)，每個企業(yè)在不同的發(fā)展階段，對核心技術(shù)的定義也是不一樣的。國芯公司歷經(jīng)二十多年的發(fā)展，于今年1月6號登陸科創(chuàng)板，20年的發(fā)展專注于國產(chǎn)，專注于CPU技術(shù)，也實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

針對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)和整個市場中發(fā)展的方向、發(fā)展趨勢。首先是汽車電子電氣架構(gòu)的演進趨勢；然后是智能汽車MCU和SoC的發(fā)展趨勢；第三是汽車電子芯片核心技術(shù)及競爭力；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)的演進趨勢，汽車是一個交通工具，但是現(xiàn)在它更是一個第三生活空間。目前,傳感器和執(zhí)行器的發(fā)展方向逐漸趨同，在向標準化方向發(fā)展。ECU在感知環(huán)境和滿足用戶的過程中，起到了關(guān)鍵分析和控制作用。智能汽車MCU的發(fā)展趨勢，本質(zhì)上我們要溯源到ECU所承擔的職責。EE架構(gòu)也面臨著ECU職責的演化。在傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)下，ECU通常是特定于某個功能的，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，通過整合不同總線和網(wǎng)絡進行跨總線數(shù)據(jù)的交換，承擔不同總線類型的協(xié)議轉(zhuǎn)換工作，參與網(wǎng)絡的管理。根據(jù)實際需求，路由信號和消息控制實現(xiàn)不同功能模塊之間的通信。

隨著模塊化程度加速，ECU功能集成更進一步提高，出現(xiàn)了功能域的概念，進而實現(xiàn)了域控制器。應該來說，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ECU簡單的只是完成某一個特定信號的處理到執(zhí)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(fā)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(gòu)，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(qū)域計算。這種架構(gòu)，我們可以理解為是一個汽車架構(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)是一個長期的、漸進式的演進過程。

目前來判斷，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)這個轉(zhuǎn)變的過程。進而帶來了我們的產(chǎn)品應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?？焖俚匮葸M，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(xù)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(xiàn)，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(tǒng)的功能芯片無法滿足算力要求。傳統(tǒng)汽車芯片廠商面向這個領(lǐng)域的中低端市場。在這個領(lǐng)域里，原來傳統(tǒng)的消費領(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。

剛才提到自動駕駛芯片也是一個SoC，對汽車的算力提出了更高要求，傳統(tǒng)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(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的。同時我們也看到從傳統(tǒng)的MCU逐漸轉(zhuǎn)向SoC的這樣一個趨勢。我們說，實際上如果進入穩(wěn)定的EE架構(gòu)，SoC在5年以后，可能也會逐漸轉(zhuǎn)變成原來傳統(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，MCU持續(xù)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(fā)展趨勢。首先是功能MCU的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)域控制器主要分為五個域，其中動力域，現(xiàn)在還有大量的燃油車，未來發(fā)展五年，可能燃油車還是大量存在的?？刂苽鹘y(tǒng)燃油車動力性能的MCU數(shù)量相對穩(wěn)定，像新能源汽車的動力系統(tǒng)的MCU則將增加。在車身域方面，傳統(tǒng)功能眾多，MCU數(shù)量相對穩(wěn)定。底盤域則會隨著底盤線控技術(shù)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(chuàng)新，傳統(tǒng)MCU的數(shù)量是下降的。自動駕駛領(lǐng)域，特別是輔助駕駛，MCU的數(shù)量在增加，那么未來，L3級智能駕駛等高度智能化后，MCU的數(shù)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(diào)等，32位MCU有高端的控制功能，實現(xiàn)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(fā)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(gòu)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(lǐng)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(tǒng)意義上的MCU，可能導致這個數(shù)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(fā)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(zhàn)場。智能汽車域控制芯片的發(fā)展趨勢，首先是高性能，人機交互、環(huán)境感知需要計算海量的數(shù)據(jù)，需要更先進的制程工藝，還有CPU、神經(jīng)網(wǎng)絡來滿足性能不斷地提升。第二是多核與異構(gòu)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(shù)發(fā)展將重塑汽車產(chǎn)業(yè)鏈，傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈是由上游的供應商、系統(tǒng)集成商。特斯拉的加入，加快了整個行業(yè)的轉(zhuǎn)型速度，部分車企開始設(shè)計自己的汽車電子芯片，甚至Tier1廠商開始芯片設(shè)計和開發(fā)。第四就是大量的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也進入了這個體系，整個汽車產(chǎn)業(yè)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(nèi)建立我們的核心技術(shù)和競爭力，為公司創(chuàng)造更大的價值，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(shè)計，快速找到問題、發(fā)現(xiàn)問題。我們建立了基于Power PC為核心的CPU內(nèi)核技術(shù)。設(shè)計開源RISC-V架構(gòu)技術(shù)，實現(xiàn)工藝等技術(shù)的平臺化。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展實現(xiàn)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(shù)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(tǒng)汽車，電動汽車不同的狀態(tài)、不同的環(huán)境，對于電源的管理的復雜度很高。大量的感知造成數(shù)模轉(zhuǎn)換，帶來不同的轉(zhuǎn)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(shù)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(shè)計故障分析、制造冗余性設(shè)計等整個鏈條的設(shè)計技術(shù)。提到功能安全，像內(nèi)核鎖步技術(shù)，最大限度用硬件簡化軟件工作。還有像總線的檢測技術(shù)，包括我們在整個啟動運行過程當中，對整個內(nèi)層單元的檢測技術(shù)，還有對環(huán)境的檢測技術(shù)。實際上我們說功能安全，首先要有整個技術(shù)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(gòu)，主要應用于發(fā)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(nèi)嵌技術(shù)，與國內(nèi)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(jù)封裝資源的不同，開放不同的存儲、內(nèi)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(gòu)，包括內(nèi)存16兆以上的，在明年下半年推出。

同時，網(wǎng)聯(lián)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(tài)鏈，所有的MCU支持國際化第三方開發(fā)環(huán)境，也支持第三方調(diào)式工具，同時與國內(nèi)主要的軟件企業(yè)合作開發(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)聚合集成開發(fā)環(huán)境。

總結(jié)來看，我們建立了較為完善的汽車電子芯片設(shè)計技術(shù)平臺，建立了國產(chǎn)化汽車電子工藝技術(shù)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(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。謝謝大家！

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

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