新挑战、新机遇，芯片驱动汽车未来

在引领汽车行业颠覆性创新的特斯拉出现之后，创新和体验成为了新能源智能网联汽车的关键词，因为软件能够决定功能，功能能够决定体验，因此软件定义汽车也成为潮流，然而，软件的提升需要伴随汽车形态、架构的转变，换句话说，任何的软件都需要运行在芯片上，从这个角度讲，车规级芯片的应用需求在软件定义汽车的未来会更加广泛。

2023年2月21日，2023第二届汽车芯片产业大会上，中国一汽智能网联院高级主任王强表示，目前，车载半导体数量在不断上升，但这种增长并不是无止境的，未来会在集成化的演进过程中达到性能需求和制程工艺的平衡点，从而实现成本下探。

中国一汽智能网联院高级主任王强

以下为演讲内容整理：

新四化趋势下的汽车行业发展趋势

新“四化”趋势下，新能源智能网联汽车飞速发展，电动化、智能化、网联化装备率快速提升。我认为，新能源的发展步调已经远远超过了预期，并于2022年迎来了井喷式发展期，渗透率提前到达并超过了25%。

同时，国家对于新能源汽车行业给予了高度重视和政策支持，作为一个产业技术集中的领域，新能源汽车已经成为国家战略性新兴产业之一。在这一背景下，中国一汽作为国内领先的整车制造商，在1月8日发布了发布红旗品牌新能源汽车全球战略，一汽将进一步完善红旗品牌“大家族”的整体品牌架构，持续推动新能源转型与市场拓展。

实际上，新四化中的电动化可以对智能网联化起到促进作用。相对于传统燃油车，纯电动车更加容易实现智能驾驶和网联功能，因为纯电动车的整体控制系统集成度高、可控度高，并且在这一领域整车厂掌握更多的自主算法。智能网联化不仅可以提高驾驶安全性、便利性和舒适性，也可以实现汽车与外部环境和其他设备的互联互通。

座舱也是网联化涵盖的一个重要领域。随着大城市通勤时间逐渐增长，车辆成为第三生活空间，在这里人们需要进行娱乐、学习、社交甚至办公等活动，这就为座舱增加了很多智能配置的需求，包括液晶仪表、增强现实、HUD显示、各种灯光效果等等，这些配置都需要芯片的应用与支持。

新四化之外，软件定义汽车也是趋势所在，特斯拉作为颠覆性创新的引领者，催生了国内众多优秀的新势力汽车品牌，它们在一定程度上改变了汽车的形态和功能，使用户体验成为整车产品竞争力的关键。在这个过程中，软件创新发挥了重要的作用，软件不仅决定了汽车的功能和体验，而且随着汽车形态的转变，软件在整个系统中的占比也逐渐提高。

任何软件都需要运行在芯片上，这也意味着芯片的应用范围更加广泛。

技术趋势洞察

综上主要从市场总体趋势的变化上论述汽车行业迎来的机遇，接下来落实到具体技术上，我们提出四点变化：第一，电子电气架构的转变：从中央网关为核心的分布式控制器架构、初步的域融合架构、到当前正在实施的中央计算+区域控制架构。

架构演进主要是面向以下问题，一是随着汽车功能的增加，控制器数量也在增加；二是线束长度在逐渐增加，不仅增加了成本和重量，还影响了车辆的性能和功耗。采用新架构有助于解决以上提到的两项问题，比如目前最复杂的高端车型中线束超过3.5公里，而特斯拉线束典型长度能做到1.5公里以下，这是非常重要的差异。

第二，网络通信向高带宽、低延时、可拓展、高安全发展。过去以兆级的通信为主，随着智能网联汽车收集处理数据量的快速增长，将来需要引入一些新通讯模式和协议标准，包括以太网、PCIe点对点双向通信等。

第三，硬件形态向高性能、高集成发展。过去控制器具有单核心、高可靠、低功率高精度闭环电流控制等特点，将来则要引入多核异构、高性能计算的控制器，以及高功率动力电机控制。

第三，操作系统进入多种并存、集中部署阶段。由于异构芯片的引入、多种计算核心的存在，使得基础软件也发生改变，单一的操作系统无法调配整车资源，需要引入Hypervisor虚拟机，在其上运行多个操作系统内核，管理智能驾驶、智能座舱、车控等不同域控制器，这样就需要考虑多个类型操作系统的共存和集中部署的问题。

以上的几项技术变革中，芯片实际上是最关键的一个变量，芯片功能性能的好与坏，对这几项技术的实现和落地影响非常大，进而影响到产品的性能表现和终端体验。

接下来我主要从技术变革的角度分析芯片需求的变化，并展望未来的发展趋势。

芯片应用现状及发展需求

对于传统动力汽车而言，最复杂的控制器就是发动机和变速器，其特点是算力低、带宽低、速率低，主要驱动阀类、小电机等执行器。其次，随着智能网联技术的引入，汽车控制器发生了革新，需要向高算力、高带宽、高功率的方向演进，这些都对芯片性能提出了更高的要求，同时，这些技术的发展也反过来推动了芯片技术的进步。

此外，目前智能汽车采用了中央计算架构，通过三个主要域控制器实现各项功能：智能驾驶、座舱和车控。这三个控制器分别负责自动驾驶、人机交互和车辆管理等任务，未来，汽车的域控制器架构进一步融合，并在不同层级上实现集成：控制器级、板级和芯片级。

根据市场需求可以将汽车控制器分为两类：座舱和车控是主流配置，适用于绝大部分主流配置汽车；高等级智能驾驶是高端配置，只适用于部分汽车。因此，我们认为，座舱和车控的融合、舱驾融合会成为重要方向，多域融合SoC芯片将成为未来汽车的核心，是未来最大的价值增量。

接下来介绍影响芯片发展的两个外部因素。一个是供应因素，过去两年车厂因缺芯造成了大量的损失，地方政府和整车厂对芯片安全的重视程度也大幅提高，采取了一些措施来保障芯片的稳定供应。第二个外部因素主要是指美欧对中国芯片行业的限制和打压，包括芯片法案、EDA限制和高性能GPU限制等，这些措施意在割裂中国与欧美的供应链循环，也在迫使中国自主发展芯片产业。因此，我们认为中国汽车芯片行业需要共同努力，建立一个依靠内循环与自身力量，安全可靠的供应链体系。

当然，目前中国的芯片行业还面临三大问题。第一，短期内如何保障稳定供货？可以与国际TOP5深度合作，OEM提升芯片管理层级；第二，国产芯片整体亟待成熟，美国在高性能、前沿芯片方面具有优势，如何缩小差距？这就需要全范围提升国产汽车芯片成熟度、完善国产芯片产业链；第三，高端芯片资源紧缺，市场呼唤国产汽车芯片优势企业。

车规级芯片的需求及发展方向

芯片可从应用等级、芯片功能、芯片有无软件三个大的维度进行划分，每个维度下又可划分为多个细分类别。其中按照应用等级可划分为4大类，消费级、工业级、车规级、军工级。其中车规级芯片的要求可以用“两高、两长、一低”概括：高可靠性，高安全性，供应储备周期长，验证周期长，而以上几点都需要在低成本的前提下实现。

按照有无软件可以将芯片分为3大类：主控芯片类、外设芯片类、分立器件类。分立器件的数量非常多，但价值很低，属于半导体范畴的基础元件；有软件的芯片是主控芯片，又分为计算和控制两类，涉及到开发环境、开发工具和整个生态；无软件的芯片是外设芯片，数量比较多，但价值不那么集中。

接下来看芯片的单车价值量，随着车型从低端到高端的变化，控制器的数量逐渐增加，芯片也随之增加，最高可达800颗以上。目前，主流车型的单车芯片数量在400-500颗之间，单车芯片价值也在增加，比如终端车型大概在8000元，高端车型在14000元左右。

最后是车规级芯片行业的未来趋势和发展方向预测，首先随着技术的进步，车规级芯片的数量和集成度将呈现出一定的变化；二是随着市场需求的增长，车规级芯片的制造工艺和成本效益将达到一定的平衡。

从技术层面来看，车载芯片的数量和集成度是受到多种因素影响的。一方面，随着智能化、网络化、数字化等趋势的推进，汽车功能不断增加，需要装载更多的芯片。另一方面，硬件系统结构的优化和创新对芯片的尺寸、功耗、兼容性提出了更高的要求，这就促使芯片设计要更加简洁、高效和统一，这推动了SoC系统级芯片的应用。

因此，在技术发展过程中，芯片数量的增长绝不是无止境的，而是会根据不同场景和应用需求进行合理调整和平衡；同理，集成也不是无止境的，在发展的过程中，“一增一减”最终会达到平衡，硬件永远在集成，芯片也在集成，但是在集成的过程中，率先产生的先进工艺产生价值溢价，逐渐在一个先进制程的节点降低成本，最终达到平衡。

从市场层面来看，芯片的制造工艺和成本效益也是受到多种因素影响的。一方面，半导体产业链条的完善和竞争激烈化，对芯片质量、速度、稳定性等方面提出了更高的要求，这就促使芯片制造采用更先进、精密和规范化的工艺流程，并且能够享受到相应工艺节点的价值溢价。

另一方面，市场需求量增大、产品生命周期缩短等因素影响下，降本的压力逐渐增大，并且在某些领域已经达到或接近技术极限（如传统汽车MCU），这就促使芯片制造在某些工艺节点上需要进行规模扩张以及降低单位成本。因此，在市场发展过程中，“先进与廉价”并不是互斥或冲突地进行，而是可以根据不同产品类型和市场阶段进行选择与达到平衡。

在当前在产车辆的实际应用中，汽车芯片的市场主要集中在控制类、电源类和驱动类，这些领域是国际巨头的优势所在。汽车芯片行业已经呈现出两极分化的趋势，前五名企业占据了大部分的市场份额，而其他一些企业则在局部领域有所突出；随着半导体行业的发展，国产汽车芯片行业也将经历一个淘汰和并购的过程，从而实现产业优化。

芯片应用实践

最后介绍下我们正在进行的工作，我们的中央域控平台采用A/B双路线开发的模式，由主机厂推进部分器件的替代进程，并深入到芯片定义环节，打通从芯片需求、芯片开发到芯片搭载验证的技术通路，加速芯片量产化进程，将功能融合同芯片集成相结合，让整车厂真正成为面向用户体验、面向汽车功能的第一负责人。

此外，一汽着力推动芯片标准建设，规范汽车芯片分类、制定汽车芯片标准体系，建立六大核心标准；全面参与汽车芯片国标/行标制定，积极为芯片标准建设贡献力量。从行业的角度，我们希望制定的标准可以保障芯片的稳定可靠；从企业的角度，我们正在建立数智化的芯片管理体系，旨在优化管理机制：应用数智化手段，实现芯片穿透管理，预判风险、快速应对，提升供应链风险把控能力。

最后总结三点：一、在新一轮科技和产业革命的浪潮中，红旗已经从传统汽车制造企业进化为“整车制造”与“科技创新”并重的高科技企业，致力于为用户打造安全可靠、绿色智能、极致梦幻体验的出行服务。二、红旗愿与芯片公司、高校、零部件企业等伙伴开放合作，齐心协力、携手共进，打造技术新高地。三、新的国际形势下，红旗愿意为产业担当，为达成汽车芯片产业链安全可控，共创新能源智能网联汽车产业新生态！

以上内容来自中国一汽智能网联院高级主任王强于2023年2月21日由盖世汽车主办的2023第二届汽车芯片产业大会上发表的《新挑战、新机遇，芯片驱动汽车未来》主题演讲。）