软件定义汽车时代恩智浦赋能打造协同新生态

  随着汽车智能化的发展,“软件定义汽车”已经成为当前汽车产业的战略共识,同时也对电子电气架构提出了新的要求。作为底层基石,汽车芯片的先进性在一定程度上也决定了汽车的智能化程度。

  多年来,恩智浦扎根汽车行业广泛布局,致力于共建中国的汽车生态,凭借在电气化、ADAS、智能化等领域构建的领先的产品组合和解决方案为中国车企提供全面的服务和支持,助力企业全面加速步入电气化。

  软件定义汽车是大趋势

  “我们软件工程师的人数已经超过了硬件工程师,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。”恩智浦半导体执行副总裁兼汽车处理器业务总经理Henri Ardevol介绍。

  如今,汽车工业正发生着翻天覆地的变化,电气化、数字化、云端的连接是非常重要的三大趋势。汽车业的创新爆发式增长,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迈进。

  当下,汽车业的价值链关系也开始发生转变,从前是Tier1、Tier2和Tier3服务OEM的非常线性的价值链,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。

  作为全球汽车芯片巨头,恩智浦在汽车处理器以及非功率模拟器件处于国际领先地位,正在布局软件定义汽车这一核心趋势。

  “恩智浦作为技术合作伙伴,我们与主机厂的交流就更多聚焦在芯片平台与主机厂软件架构相匹配。这与过往沟通方式截然不同。”Henri Ardevol表示。

  Henri Ardevol指出,在软件定义汽车时代,主机厂还要面临诸多挑战。首先,软件定义汽车架构正在成为趋势,软件和开发合作伙伴需要从简单的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。

  对此,恩智浦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。

  其次,汽车平台的开发周期正在加速,越来越多的主机厂要求能在芯片的样片出来之前就能及早进行虚拟设计和开发,这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。

  另外,当下的汽车产品已经成为一个随时可以不断升级的出行伙伴,软件定义汽车带来的OTA升级,正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。

  同时,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。

  接下来通过云端连接,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。

  对此,恩智浦提供的解决方案便是在同一硬件平台上,支持软件多次迭代开发,同一软件平台上也能够支撑多个硬件版本运行,无需重新开发、验证、集成。

  具体操作方面,恩智浦在向MPU(微处理器)、区域控制器以及车载处理器逐步演进,并且保持产品高度一致性架构,与周边器件形成完成系统,以支持客户自定义开发,优化系统性能和成本。

  “未来软件定义汽车是大势所趋,主要的载体正是新能源车。”恩智浦半导体执行副总裁兼高级模拟业务总经理Jens Hinrichsen表示,恩智浦在硬件平台的开发上可以实现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。

  他还强调,为了能够加快创新的速度,更好地适应软件和硬件发展周期,恩智浦还推出了虚拟化的开发环境,确保客户物理芯片样片问世前,就能开启先期的开发工作。

  助力车企构建产业生态

  恩智浦关注汽车生态系统的建设,目前已经在中国建立了汽车电子应用技术能力开发中心,该中心的建立可以围绕中国客户需求进行技术研发。同时,希望通过面对面交流深入了解客户,更直观了解中国生态系统发展速度,根据市场需求来进行业务规划。

  Henri Ardevol表示,恩智浦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。他认为这对于恩智浦来说非常关键,得以大规模地投入中国市场,并且是先于市场、先于竞争对手的快速投入。

  如今,恩智浦已经实现了从MCU到MPU的重大转型,在转型过程中也按照预判方向演进,接下来将聚焦于5纳米处理器的技术开发所引领的汽车电子变革。

  而在产品层面,恩智浦实现硅片的转型,既在硅片的基础之上集成更多的软件,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。

  为了助力车企实现电气化转型,恩智浦不断拓展生态合作伙伴体系,包括工程设计、服务,也包括应用、工具、整个生态体系必须要进一步地扩大,从而最终帮助主机厂客户大大压缩开发周期。

  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。

  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。”

  另外,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。

  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。

  Jens Hinrichsen介绍,为了满足主机厂个性化需求,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。

  比如基础设施方面,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。就像800V快充桩,可以由本地化的储能系统去完成,当电动车老化的时候,你的电池还可以拆下来用于自己的本地储能系统。主机厂客户对这样的基础设施也很有兴趣,可以共同打造并推动电气化生态。

  汽车的电动化和智能化发展趋势,成为芯片应用的核心驱动力。从减碳的角度来看,半导体助力新能源汽车电能高效转换,是推动绿色低碳发展的关键。恩智浦已经提出2035年实现碳中和的目标,而另一个长期目标是过渡到100%可再生能源。

  Jens Hinrichsen表示,恩智浦关注可持续发展,并强调了四个要素。

  第一,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。

  Jens Hinrichsen强调,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。

  在过去,半导体行业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。

  小结:“对于2023年尤其是下半年我们持审慎乐观的态度。”Jens Hinrichsen表示,恩智浦正在推动大规模投资来解决芯片供应的问题,同时与芯片代工合作伙伴就建立额外的产能达成协议。未来,我们可以期待恩智浦能够创造更多能性。

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