汽車(chē)行業(yè)的芯片短缺一直未能得到緩解，因此讓芯片公司暫時(shí)在與車(chē)廠的角力中占了上風(fēng)。但隨著汽車(chē)行業(yè)從業(yè)人員越來(lái)越精通IT，正在改變著傳統(tǒng)汽車(chē)芯片供應(yīng)商設(shè)計(jì)設(shè)備的方式。Qualcomm、Mobileye和Nvidia仍是未來(lái)車(chē)輛中央芯片的領(lǐng)導(dǎo)者，令NXP和Renesas等傳統(tǒng)汽車(chē)芯片公司不得不去重新定義自己在電動(dòng)車(chē)/ADAS市場(chǎng)中的角色。

在近期慕尼黑的Electronica上，汽車(chē)OEM和半導(dǎo)體供應(yīng)商之間的實(shí)力平衡發(fā)生了明顯的轉(zhuǎn)變。

從燃油車(chē)到電動(dòng)車(chē)的過(guò)渡正在加快。供需失衡困擾著汽車(chē)行業(yè)。車(chē)廠的高管再也不能忽視電子行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在也開(kāi)始在半導(dǎo)體會(huì)議上頻頻露面。

例如，大眾集團(tuán)前CEO Herbert Diess就出現(xiàn)在本次展會(huì)上，沒(méi)有隨行人員，在ST的展位上突然造訪。保時(shí)捷董事會(huì)成員Barbara Frenkel在與Electronica同期舉行的Semicon Europa會(huì)議上強(qiáng)調(diào)：“我們已經(jīng)學(xué)會(huì)了和你們說(shuō)同樣的語(yǔ)言?！辈⑶页姓J(rèn)保時(shí)捷現(xiàn)在是半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的一部分。

幾十年前，汽車(chē)供應(yīng)鏈中的優(yōu)先順序很明確，車(chē)廠要求Tier1為每個(gè)ECU中的新功能提供單一功能的ASIC，然后就和芯片供應(yīng)商說(shuō)再見(jiàn)了。如今，車(chē)廠高層竟然會(huì)主動(dòng)投入時(shí)間和資源與半導(dǎo)體公司高管建立長(zhǎng)期關(guān)系。

SiC

SiC（碳化硅）就是一個(gè)很好的例子，電動(dòng)化大潮正在使功率電子產(chǎn)品的市場(chǎng)需求激增。

經(jīng)歷了疫情期間的芯片斷供后，車(chē)廠吸取了一個(gè)重要教訓(xùn)，保供意味著就要用預(yù)付金來(lái)確保他們的需求。

例如，Infineon上周宣布與Stellantis達(dá)成了一項(xiàng)多年的SiC設(shè)備交付的非約束性協(xié)議。在本十年的晚些時(shí)候，Infineon將保留產(chǎn)能，向Stellantis的Tier1供應(yīng)SiC“裸晶”芯片。Infineon預(yù)計(jì)，潛在的采購(gòu)量和產(chǎn)能儲(chǔ)備將“遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)10億歐”。

BorgWarner也宣布向Wolfspeed投資5億美元，該協(xié)議將確保高達(dá)6.5億美元的SiC設(shè)備年產(chǎn)能。

Renesas長(zhǎng)期以來(lái)以IGBT而聞名，但這次也透露了進(jìn)軍SiC業(yè)務(wù)的計(jì)劃。與Infineon、ST和Wolfspeed相比，Renesas是后來(lái)者，前者們已經(jīng)在SiC領(lǐng)域投入了數(shù)十億美元了。目前尚不清楚Renesas是打算生產(chǎn)SiC，還是正與SiC供應(yīng)商合作，目前看來(lái)后者可能性更大。

Renesas的SVP兼汽車(chē)解決方案總經(jīng)理Takeshi Kataoka表示，“我們將SiC視為未來(lái)的關(guān)鍵技術(shù)，我們必須要確保這個(gè)產(chǎn)品線”。但他沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)入SiC市場(chǎng)的計(jì)劃。

軟件，軟件

電動(dòng)化并不是影響車(chē)廠與芯片供應(yīng)商之間關(guān)系的唯一因素。為了追趕特斯拉，打造強(qiáng)大的軟件實(shí)力，車(chē)廠正在改變著半導(dǎo)體公司設(shè)計(jì)產(chǎn)品的方式。

Kataoka說(shuō)：“我們正在為從未在車(chē)廠工作過(guò)的新一代軟件設(shè)計(jì)師開(kāi)發(fā)芯片。我敢肯定，他們中的大多數(shù)人從未見(jiàn)過(guò)芯片長(zhǎng)什么樣。”

諷刺的是，似乎是為了證實(shí)Kataoka的觀點(diǎn)，捷豹路虎向Blommberg證實(shí)，他們將“招聘被解雇的Twitter和Facebook員工來(lái)填補(bǔ)數(shù)字和工程方面能力的空缺?！?/p>

Kataoka說(shuō)：“傳統(tǒng)上，半導(dǎo)體公司一直在IC的成本和功耗層面上相互競(jìng)爭(zhēng)。但芯片的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境越來(lái)越重要?！?/p>

Kataoka說(shuō)，Renesas一直在為其汽車(chē)芯片構(gòu)建一個(gè)“統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)環(huán)境”。下一步是云平臺(tái)上的“虛擬環(huán)境”，目標(biāo)是幫助在開(kāi)放生態(tài)系統(tǒng)中成長(zhǎng)起來(lái)的年輕開(kāi)發(fā)者簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)。

這正是Nvidia和Qualcomm非常擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，因?yàn)樗鼈円恢痹跒?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/gpu/" target="_blank">GPU或Snapdragon處理器提供基于云的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。Kataoka指出，“就連NXP和TI都做得比我們好，我們需要更快地趕上他們?！?/p>

靈活的ECU

集成是車(chē)廠減少ECU數(shù)量的關(guān)鍵。

車(chē)輛架構(gòu)正在從數(shù)百個(gè)獨(dú)立的ECU發(fā)展到按功能對(duì)ECU進(jìn)行分組的域架構(gòu)，進(jìn)而還會(huì)發(fā)展到zonal架構(gòu)。MCU按位置集成，將各種功能就近集成到多個(gè)zonal控制器。

NXP在S32汽車(chē)平臺(tái)上按照zonal路徑已經(jīng)開(kāi)發(fā)了數(shù)年。除了用于汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)處理的S32G、用于雷達(dá)處理的S32R、用于實(shí)時(shí)處理器的S32Z和E，NXP上周還發(fā)布了用于電動(dòng)車(chē)控制應(yīng)用的新的S32K39系列。

NXP全球產(chǎn)品和解決方案營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Brian Carlson表示S32K39系列是為電動(dòng)車(chē)控制優(yōu)化的big brain。

OEM正在開(kāi)始采用基于SiC的逆變器，因?yàn)榭梢猿惺芨叩墓ぷ鳒囟?，獲得更高的效率，并大大提高功率密度。傳統(tǒng)基于IGBT的逆變器正在向基于SiC的逆變器過(guò)渡，或在某些情況下，車(chē)廠在同一架構(gòu)中同時(shí)使用IGBT和SiC，用于電動(dòng)車(chē)控制的MCU的靈活性變得越來(lái)越重要。

Carlson表示，除了支持傳統(tǒng)的IGBT逆變器外，NXP的多核MCU（4*Arm Cortex-M7）還支持SiC逆變器的高速切換。未來(lái)還將支持GaN逆變器。

NXP的設(shè)備還提供雙電機(jī)控制。Carlson說(shuō)，它還可以進(jìn)一步擴(kuò)展，支持類(lèi)似Tesla所采用的3電機(jī)，或Rivian的4電機(jī)。他解釋說(shuō)，由于zonal架構(gòu)支持TSN（time-sensitive network），現(xiàn)在這變得更容易了。

NXP汽車(chē)控制和網(wǎng)絡(luò)解決方案總經(jīng)理Ray Cornyn說(shuō)，“關(guān)鍵是，即使一輛車(chē)離開(kāi)了工廠，也應(yīng)該能夠在其生命周期內(nèi)提升功能，提高性能?！膘`活的MCU應(yīng)該可以通過(guò)更新算法增加新的功能，這些功能可能包括更高效的BMS或更好的電控。

在制定新的供應(yīng)鏈戰(zhàn)略時(shí)，保時(shí)捷的Frenkel指出，他們正試圖選擇具有“最大適應(yīng)性”的芯片，而不是那些“最大成本效益”的芯片。換句話說(shuō)，MCU的靈活性和可編程性可能比車(chē)廠長(zhǎng)期青睞的最便宜的單功能微控制器更有價(jià)值。

未來(lái)的中央處理器

前不久Argo AI關(guān)門(mén)，說(shuō)明至少福特和大眾認(rèn)為完全自動(dòng)駕駛不再是優(yōu)先考慮的問(wèn)題了。

這是否會(huì)改變NXP和Renesas等傳統(tǒng)汽車(chē)芯片供應(yīng)商面向未來(lái)汽車(chē)架構(gòu)的“中央處理器”戰(zhàn)略？他們將如何與Nvidia、Qualcomm或Mobileye競(jìng)爭(zhēng)？

IHS Markit此前曾分析表示，“在過(guò)去幾年里，主要的OEM花了大量時(shí)間研究高性能GPU/CPU解決方案，他們開(kāi)始接受這一發(fā)展方向?！辈⑼茰y(cè)，一旦那些大車(chē)廠掌握了竅門(mén)，它們就不會(huì)回到Renesas和NXP等傳統(tǒng)半導(dǎo)體了。

NXP的Cornyn對(duì)此提出了反對(duì)意見(jiàn)，“我認(rèn)為這些大型OEM從未離開(kāi)過(guò)我們?！?/p>

首先，許多車(chē)廠仍在向zonal架構(gòu)過(guò)渡的過(guò)程中。對(duì)于那些想要進(jìn)一步集成的公司，NXP正在準(zhǔn)備下一代MCU S32N。

Cornyn解釋說(shuō)，S32N是基于集中處理架構(gòu)的高度集成的汽車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施處理器，目前尚未公布。它采用了5nm工藝，集成了許多域控制器，包括網(wǎng)絡(luò)、姿態(tài)和車(chē)身電子，在一塊芯片中能夠獨(dú)立運(yùn)行30個(gè)應(yīng)用。

S32N不應(yīng)與Qualcomm、Nvidia或Mobileye正在推廣的用于傳感器融合、其他自動(dòng)駕駛功能或高級(jí)信息娛樂(lè)功能的中央芯片相混淆。Cornyn表示：“我們認(rèn)為，針對(duì)ADAS和信息娛樂(lè)系統(tǒng)的中央CPU/GPU的所需升級(jí)時(shí)間，與S32N等汽車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施處理器提供的關(guān)鍵安全功能的要求并不同步?！?/p>

在Electronica的CEO圓桌會(huì)議上，NXP的CEO Kurt Sievers表示，NXP即將推出的5nm芯片（S32N）“已經(jīng)獲得了數(shù)十億的訂單，它將在TSMC亞利桑那州的新工廠為美國(guó)客戶(hù)生產(chǎn)?！睋?jù)報(bào)道，TSMC計(jì)劃于2024年在亞利桑那州開(kāi)始生產(chǎn)5nm芯片。

NXP沒(méi)有透露ADAS芯片計(jì)劃。相比之下，Renesas為ADAS推出了R-CAR系列SoC。

上周，Renesas推出了其首款A(yù)DAS雷達(dá)收發(fā)器。該設(shè)備使用了今年早些時(shí)候收購(gòu)的Steradian的設(shè)計(jì)資產(chǎn)。RFCMOS雷達(dá)收發(fā)器的工作頻率為5GHz。每個(gè)芯片有4T*4R，可提供16個(gè)MIMO通道，支持高分辨率的4D成像雷達(dá)。Renesas預(yù)計(jì)將在2023年初開(kāi)始出樣。

Kataoka預(yù)見(jiàn)了一種集中式計(jì)算架構(gòu)，可以處理雷達(dá)的原始數(shù)據(jù)。目前，他預(yù)測(cè)不同的衛(wèi)星雷達(dá)模塊將處理傳感器處理，向ECU提供預(yù)處理的雷達(dá)數(shù)據(jù)。

Kataoka表示，Renesas計(jì)劃利用其視覺(jué)傳感器和雷達(dá)，面向那些需要ADAS交鑰匙解決方案的車(chē)廠。

車(chē)廠和芯片供應(yīng)商正在建立直接關(guān)系，Tier1往往就會(huì)被邊緣化，成為中間商。然而，Renesas強(qiáng)調(diào)，它不僅計(jì)劃與Denso合作（Renesas的投資者），還計(jì)劃與盡可能多的Tier1合作。與此同時(shí)，Kataoka質(zhì)疑Qualcomm是否應(yīng)該被視為真正的Tier2。Qualcomm收購(gòu)了Veoneer的軟件部門(mén)Arriver。在Kakaoka看來(lái)，Qualcomm已經(jīng)是一家Tier1了。因此，這家芯片巨頭正在與其它Tier1競(jìng)爭(zhēng)。

Qualcomm、Mobileye和Nvidia在中央計(jì)算芯片領(lǐng)域仍舊占據(jù)主導(dǎo)地位。NXP正在打造一個(gè)獨(dú)特的“汽車(chē)集成平臺(tái)”，該平臺(tái)既不包括ADAS，也不包括信息娛樂(lè)系統(tǒng)。另一方面，Renesas的R-Car ADAS SoC是否足會(huì)滿足車(chē)廠的需求將很快在市場(chǎng)上得到驗(yàn)證。

審核編輯 ：李倩