瑞薩電子，作為一家全球領先的微控制器、模擬功率器件和SoC產品供應商，最近在全球幾乎同步舉辦的慕尼黑電子展上不僅展出了他們在智能網關和域控制器、ADAS自動駕駛、智能座艙以及微控制器和傳感器等方面的產品和解決方案，瑞薩電子全球汽車電子事業(yè)本部副總裁趙明宇先生在華南慕尼黑展期間還闡述了瑞薩的產業(yè)戰(zhàn)略以及今后對于全球汽車電子市場包括中國市場的一些理解和展望。

新能源電動汽車的蓬勃發(fā)展在全球經濟不明朗、半導體行業(yè)整體出現(xiàn)下滑的趨勢下尤為亮眼。中國在汽車領域提出了“電動化，網聯(lián)化，智能化，共享化”的新四化戰(zhàn)略目標，在新四化過程中，半導體行業(yè)毋庸置疑地深度參與其中。中國電動汽車已經成為全球領先的領域和最主要市場之一，全球各大半導體企業(yè)也都針對全球和中國推出了汽車電子戰(zhàn)略和相關產業(yè)策略。 瑞薩電子，作為一家全球領先的微控制器、模擬功率器件和SoC產品供應商，最近在全球幾乎同步舉辦的慕尼黑電子展上不僅展出了他們在智能網關和域控制器、ADAS自動駕駛、智能座艙以及微控制器和傳感器等方面的產品和解決方案，瑞薩電子全球汽車電子事業(yè)本部副總裁趙明宇先生在華南慕尼黑展期間還闡述了瑞薩的產業(yè)戰(zhàn)略以及今后對于全球汽車電子市場包括中國市場的一些理解和展望。

瑞薩電子的汽車“四化”與中國汽車“新四化”的異同

“這是今天我們與德國慕尼黑同步也是全球統(tǒng)一的材料，主要介紹瑞薩目前在全球汽車電子領域的遠景，和整個汽車產業(yè)的展望和業(yè)務的基本策略?！?/p>

瑞薩電子的汽車“四化”路線：網聯(lián)化-智能化-共享化-電子化

價值：從傳統(tǒng)動力轉向軟件定義汽車 趙明宇在展示上面的資料后，深入闡述道：“這是我們瑞薩對于整個汽車電子產業(yè)今后在全球發(fā)展的關注點，我們認為汽車產業(yè)會越來越多的向這4個產業(yè)方向聚集，包括網聯(lián)化，自動駕駛（也就是智能化），共享化和電子化。這四個方向與咱們國內的“新四化”（電動化，網聯(lián)化，智能化，共享化）的主導思路是一模一樣的，只不過它的順序不一樣。國內說“新四化”的時候，一般會先說電子化，因為中國的汽車電子就是新能源市場，我們（瑞薩）現(xiàn)在遠遠走到了全球其他區(qū)域的前列。” 接著，他繼續(xù)解釋了瑞薩汽車四化戰(zhàn)略與中國國內汽車“新四化”戰(zhàn)略的相同之處：“后面在（國內）電動化以后，我們會說智能化、網聯(lián)化、共享化，大家順序不一樣，但是我們的思路是一樣的。隨著整個汽車電子技術的不斷延伸，傳統(tǒng)汽車的價值定義發(fā)生了變化，以前汽車的主要價值來自于傳統(tǒng)的零部件以及硬件，比如說發(fā)動機、變速箱，但是現(xiàn)在我們在市場上越來越多的聽到了一個新的理念，就是軟件定義汽車，這個理念也來源于瑞薩在汽車的整個電子構架的新思路和新的演變。”

軟件定義汽車

汽車電子構架的變化，現(xiàn)在更多關注的主要是域控、中央計算單元等，實際上域控和汽車中央計算單元所帶來的電子構架的變化，在十幾年前就已經在主機廠里不斷地被提到了。但是它真正發(fā)生變化，是最近幾年在國內市場上隨著我們汽車的電動化產業(yè)的快速發(fā)展而快速導入的。 E/E架構變革：從分布式汽車架構到域控/Zonal 以前的汽車是分布式的電子構架，有很多小的ECU分布在車里的各個角落。高端車中可能有上百個甚至有幾百個小ECU，這對于整個汽車的開發(fā)和電子器件的維護以及成本的有效優(yōu)化都帶來很大的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)在開始發(fā)展到域控，同時還有一個叫Zonal，它實際上與域控是一個理念。域控是基于應用的，譬如車身域、底盤域，而Zonal是基于位置的，譬如前域、后域。它們的思路是一樣的，都是利用一些域的控制器，把周邊的一些相對來說比較分散的功能集中到一個大的控制單元上去，在遠端只留一些小的單片機或者一些小的控制它的執(zhí)行器。 這個變革在國內基本上是由造車新勢力快速引導到傳統(tǒng)主機廠而產生的。他們把新的構架應用在新能源汽車產品應用中。原因是新能源車是一個新的產業(yè)，沒有太多的歷史包袱，因此進行新的電子構架定義會更有價值。所以當造車新勢力把這種新的電子構架推出來后，反過來影響到國內傳統(tǒng)的主機廠，不僅僅是在電動車上，而且在傳統(tǒng)車上，越來越多的主機廠開始進入到以域控為主的電子構架的發(fā)展上。 當然這些新的電子構架，也延伸出來了一些新的應用領域，包括能夠實現(xiàn)云端更新ECU軟件的OTA應用，而同時這就帶來了我們對于數(shù)據高度安全性的需求。 在自動駕駛或者輔助駕駛方面，帶來了大數(shù)據傳輸?shù)男枨蟆?同時新能源車出現(xiàn)了對續(xù)航里程的需求，傳統(tǒng)燃油車也出現(xiàn)車身輕量化的需求等等，所有這些需求反過來又刺激了新的電子構架的快速發(fā)展。 這就形成了汽車新電子架構快速發(fā)展的正循環(huán)。 “在新的電子構架的快速發(fā)展上，瑞薩的產品能夠完美的覆蓋不同等級的新電子構架的需求，包括中央計算單元，大算力SoC等產品；域控方面有新一代的28nm的單片機產品，可以說它是為域而生的，這個產品它能夠完美地涵蓋不管是以應用為主的域的定義，還是以位置為區(qū)分的域的定義，都能夠很好地滿足需求、應對挑戰(zhàn)。同時，瑞薩還有通過幾十年不斷迭代、不斷發(fā)展的低端的16位機和8位機，它們構成了遠端執(zhí)行器的小的、智能的終端主體。”趙明宇在闡述了新電子架構變革與發(fā)展的趨勢后介紹道， “所以在瑞薩的整個產品線上，我們可以在完美地適應今天和下一代新的E/E電子構架的所有需求。當然在這個E/E電子構架上，我們的硬件平臺會逐漸的趨于一致化，這時候就會帶來一個很大的挑戰(zhàn)，就是軟件或者IP的高度重用度。只有通過這種高度的軟件的可重用性或者可擴展性，才能有效地降低開發(fā)的成本，提升從研發(fā)到量產化的時間?！?這方面瑞薩是怎么做的呢？

統(tǒng)一開發(fā)環(huán)境/集成模擬開發(fā)環(huán)境

以往，半導體公司為汽車定義的開發(fā)環(huán)境，不管是編譯器還是模擬器，又或者Debug，都是針對器件進行的，而不是針對系統(tǒng)進行的。 筆者Challey了解到，瑞薩為了更好地面對當前和下一代汽車電子發(fā)展的需求，開發(fā)了高度集成化的軟件開發(fā)環(huán)境，不管是編譯器，還是模擬器以及調試跟蹤都是在一個集成環(huán)境里運行，它不僅僅能夠支持單一器件的開發(fā)，還能夠模擬和支持多系統(tǒng)的產品開發(fā)和定義。

一個汽車軟件團隊可能有幾十個、上百個開發(fā)工程師，給每一個人配備一套完整的硬件系統(tǒng)是不現(xiàn)實的，成本也將非常高。這時瑞薩會提供成本比較低的軟件模擬環(huán)境，通過它進行開發(fā)。工程師利用模擬環(huán)境不僅僅能夠開發(fā)單個器件，還能夠把一個ECU所要開發(fā)的所有的周邊器件，都以這種虛擬的形式放到他的開發(fā)板上。通過內部的模擬信號激勵或者是通過PC連接外部真實的信號激勵，來達到測試整個系統(tǒng)運行效果的目的。 集成模擬開發(fā)環(huán)境的優(yōu)勢 “因此在這種情況下，我們的產品不僅僅只用于我們直接的客戶，而且能夠讓我們Tier 1在系統(tǒng)的開發(fā)上更加的便利，更加的省心?！壁w明宇說到集成化模擬開發(fā)環(huán)境時介紹了它的優(yōu)勢，

“在主機廠它對于器件功能的定義上或者功能的測試上，我們的工具也能完美地配合他們的需求。所以這時候我們實現(xiàn)了左移的需求，不管是Tier 1也好，主機廠也好，他們現(xiàn)在對于開發(fā)環(huán)境的需求，越來越多的是依賴于我們Tier 2提供的一個高度集成化的開發(fā)環(huán)境?！?提高軟件和IP的重用度 一個域控涵蓋了大量終端的應用，不同的應用域、位置域之間，基礎軟件和中間件有了很多的重用可能性。如果硬件不支持軟件重用，終端客戶就需要投入大量資源配合硬件變化。重用度高，或者可擴展性高帶來的一個好處就是能夠讓產品快速進入市場。這是軟件定義汽車發(fā)展趨勢的必然。

軟件或者IP高度重用化的前提是能夠向客戶提供足夠多的軟件協(xié)議站。 上圖是以一個R-Car產品作為一個例子?；赗-Car的產品，瑞薩除了提供基本的驅動軟件以外，還在中間提供了大量的中間件，來配合客戶開發(fā)的需求。 不同的層級，不同的應用，有著不同的重用度 在不同的車型之間，一個車廠的車型可能有SUV，可能有轎車，同時轎車可能分A0級，B級、C級，這些不同的應用場景下，瑞薩的軟件重用度非常高：它只需針對車里面的電子需求的配置化的不同，在應用端做一些細致的調整。底層的軟件和中間層的軟件，基本上是不用變的，因此它的重用度可以高達90%以上。 不同的應用存在差異化，譬如自動駕駛和座艙，它們都基于瑞薩的R-Car產品，所以他們的底層很多東西是可以保持一致的。所以在他們之間，可能有50%-60%的重用度。 但是在傳統(tǒng)的控制領域，譬如網關或者整車控制單元方面，其IP的重用度可以到60%-70%。 但是如果考慮到今后產品的不斷快速迭代，譬如從目前的座艙迭代到下一代座艙。目前的座艙可能是用瑞薩R-Car，M3的產品如果迭代到H3的產品（M，Middle，是一個中間level的產品，H代表高端產品），這種軟件IP的可重用度，可以達到70%-80%。 通過這種理念，技術上能夠實現(xiàn)各種典型的應用，包括自動ADAS，Infortainment，智能座艙，域控或者是智能網關，以及整個控制器。在整個開發(fā)過程中可以使客戶在產品開發(fā)迭代中，最大化地減少開發(fā)成本和投入，加快開發(fā)進度，實現(xiàn)快速批量化生產。 滿足中國市場的獨特性 “這對于全球市場，尤其對中國市場是非常重要的，因為在中國市場，我們的汽車電子產品的迭代周期和速度是遠高于全球市場的”，趙明宇說道，“智能座艙應用作為一個例子，在全球尤其是歐洲、日本等汽車電子比較發(fā)達的國家，他們座艙的迭代周期一般是4-5年，而在中國一般是2年或者2.5年，我們的迭代速度非?？?。如果在這個過程中軟件的重用度非常低，每一個平臺之間它需要重復地從零到整個系統(tǒng)去開發(fā)，這個成本是非常大的。所以利用瑞薩的這種高軟件重用度的理念，我們可以給客戶的新產品開發(fā)帶來極大的便利?！?/p>

ECU虛擬化平臺

2022年4月，瑞薩推出了集成汽車級ECU虛擬化平臺——RH850/U2x MCU與ETAS的RTA-HVR軟件，使汽車電子系統(tǒng)設計師能夠將多個應用集成至單個ECU（電子控制單元）中，實現(xiàn)彼此間安全可靠且相對獨立，以避免相互干擾。

該解決方案使用戶能夠采用新的電子/電氣架構（E/E架構），使用基于MCU的區(qū)域ECU，在一個物理ECU上支持多個邏輯ECU。遷移至全新平臺可以最大限度地復用現(xiàn)有技術，減少開發(fā)工作量，并實現(xiàn)更低的功耗、減輕了車輛中的線束重量和復雜性。 在筆者Challey提到ECU虛擬化平臺的作用時，瑞薩電子中國汽車電子技術部高級經理趙坤介紹道：“現(xiàn)在瑞薩在推動一個事情，叫Shift Left，我們要擴展方案的方向，往左邊提前開發(fā)這個技術。這個是一個軟件建模的方式，以往我們做硬件開發(fā)的時候，大家都習慣于基于現(xiàn)有的芯片，或者基于現(xiàn)有的方案去做?，F(xiàn)在我們提出一個通過軟件虛擬化的方式來做。“ 在軟件定義汽車時代，軟件的工作量將非常大，可能硬件工程師只有幾個人，但軟件工程師可能有幾百個人。在這種情況下，軟件工程師不可能全部等著硬件開發(fā)或者是人手一套開發(fā)板。這種情況下利用ECU虛擬化平臺，能夠在少增加硬件投入的情況下，盡可能多地讓大量軟件開發(fā)人員并行工作，提高效率，縮短工期。 另外，車載里面的域控等設計的復雜度越高，對應用工程師和芯片設計工程師來說，也越難開發(fā)。面對新的需求時，需要對硬件芯片進行評估。如果利用ECU虛擬化平臺可以在早期評估風險和可行性，避免踩坑。 同時，在個別新冠疫區(qū)域或其他需要遠程異地同時辦公的情況下，利用這種虛擬的軟件方式，可以實現(xiàn)遠程協(xié)同工作。 因此，ECU虛擬化是通過虛擬軟件平臺的方式模擬硬件來協(xié)同工作。

智能化賽道怎么做？

瑞薩汽車電子“四化”關注的點，與國內“新四化”關注點是一樣的，除了新的E/E電子構架以外，還有自動駕駛領域，即“四化”中的智能化。 自動駕駛通常是由三個大的細分領域來構成，包括感知系統(tǒng)、基于計算的判斷系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)。

感知包括了攝像頭的視覺感知，以及激光雷達、毫米波雷達等雷達系統(tǒng)。 判斷系統(tǒng)是通過信號的輸入，對信號進行感知、分析、判斷，對有用的信號進行邏輯處理，以及數(shù)據的對應處理。 第三是執(zhí)行系統(tǒng)，根據感知判斷后執(zhí)行自動駕駛大腦的指令。 這三個方向，構成了整個自動駕駛完整的流程。 “瑞薩在這三個不同的領域里，都有完整的產品線進行對應，包括數(shù)字產品、模擬和功率產品。以前瑞薩的主要方案是基于視覺，今天通過收購整合之后已經具有了完整的雷達方案，能夠向模組合作方有效地提供毫米波雷達的模組，不管是長距離還是短距離，都可以加入到我們整個自動駕駛的解決方案里面?！壁w明宇說。 基于這些產品，瑞薩形成了底層不同級別的自動駕駛的不同方案，包括基于前攝像頭的方案，路線偏移報警或者避撞系統(tǒng)，輔助泊車系統(tǒng)，圖像雷達系統(tǒng)，環(huán)視系統(tǒng)、HUD系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)再經過一些有機的組合，就形成了不同級別的自動駕駛，譬如level 2，level 2+，level 2++。 如果搭載更復雜的算法，在這中間進行有效地關聯(lián)、配合，這些子系統(tǒng)也會組合成更加復雜的，比如說Level 4以上接近完全自動駕駛的系統(tǒng)。

L3+/L4什么時候到來，瑞薩如何應對？

針對汽車自動駕駛程度的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，筆者Challey提到：現(xiàn)在主流的自動駕駛是L2+和L3，但是隨著全球新能源電動車的快速發(fā)展，自動駕駛往更高級別的進程越來越快，L3+甚至L4什么時候會正式上路，瑞薩的產品和解決方案有沒有做好這方面的技術準備？ 瑞薩電子中國汽車電子市場部經理曹姜威對此進行了解答：“關于L3+/L4什么時候出來的問題可能取決于整個社會和汽車行業(yè)的情況。除了最基本的芯片和算力性能以外，它所有的配套，包括相關的責任劃定，保險等都需要有一個完備的體系，才會往L3+/L4走。我們也可以看到，走得比較快的一些國家，像德國、中國等可能也還是在完善一些法律法規(guī)或者基建中，因此現(xiàn)在來看還沒有太明確的時間點在近期可以看到?！?”但是從硬件角度來說，許多芯片廠商，包括瑞薩都在規(guī)劃一些更強性能、更專業(yè)的芯片支撐Teir 1、車廠往更高的技術方向發(fā)展。我覺得這個理念肯定還是以提升用戶體驗，保證乘客的安全為主?，F(xiàn)在我們也可以看到，本身L2+的系統(tǒng)已經對駕駛和乘客的安全有很大的提升了。” “所以，我覺得目前幾年或者說近期來看，還是繼續(xù)打造完善L2，L3也會存在。在一些區(qū)域性的地方，包括一些封閉的園區(qū)、港口或者是測試區(qū)域可能會存在L4、L5，這是我現(xiàn)在的一個看法?！?/p>

補齊雷達產品線

以往，瑞薩向客戶提供的產品主要是基于視覺的解決方案，包括了中央ADAS域控，加上基于攝像頭的整體組合。這里面包括了SoC、電源管理芯片、MCU、以及時鐘等產品。 10月17日，瑞薩正式宣布，完成收購專門做雷達產品方案的Steradian公司。 Steradian是一家印度公司，在毫米波雷達產品上有多年的耕耘，有很多的產品積累。瑞薩通過對這個公司的收購，把它的產品融入到瑞薩產品的整個roadmap中。今后面向中國和全球市場，瑞薩將能夠向客戶提供更多的ADAS的解決方案。

隨著瑞薩產品線的不斷擴展和延伸，以后能夠向客戶提供不僅僅基于視覺，還能提供基于雷達的系統(tǒng)。因此能夠向客戶提供更好的方案組合。

新能源賽道怎么做？

一般新能源賽道來自于三個典型的應用，即三電的應用：電機、電池和電控。在新能源整車發(fā)展的道路上，不管是在中國市場還是全球市場，發(fā)展的主要的方向是器件的高度集成化。 譬如主驅電機系統(tǒng)，會有越來越多三合一、四合一、五合一，甚至八合一的整套系統(tǒng)，它達到的目的一是高度集成化，二是更輕便的體積、更大功率的輸出來更好地配合整車性能的提高。 譬如滑板底盤應用，它把之前底盤上的很多分離的ESP、EPS等應用逐漸集成到一個單獨的底盤系統(tǒng)上，電池也與底盤逐漸融合在一起，不再是一個單獨的電池包，這樣底盤就形成了一個相對獨立的底盤系統(tǒng)，對于主機廠來說，用一個底盤的平臺來匹配的不同車型，開發(fā)的冗余度就會很高。 在這個底盤上面的車，可以被定義成SUV，也可以被定義成轎車，它的底盤系統(tǒng)可以做到共用。 “瑞薩在新能源的賽道上，我們具體有哪些方面的一些新技術和新的方案呢？一個是我們的電池管理BMS系統(tǒng)。瑞薩之前在BMS這一塊應用上，能夠提供的只是一些單片機系統(tǒng)或者是邊緣管理的芯片，但是隨著我們對美國Intersil公司的收購，瑞薩的整個BMS方案，得到了一個極大的延伸。因為Intersil公司在BMS的模擬型產品上有相當長時間的積累。“趙明宇介紹道， “我們向客戶提供的不僅僅是硬件的系統(tǒng)，基于我們這種硬件打包方案的形成，我們在上面開發(fā)了一整套的BMS方案參考設計，尤其是為國內的客戶提供快速開發(fā)的需求”。

在主驅電機方面，瑞薩的產品目前在中國這個市場上比較成熟，有比較成功應用?，F(xiàn)在中國各大主機廠都能看到基于瑞薩主驅電機控制器方案的產品正在量產或正在開發(fā)之中。

不同之處：同時向全球客戶提供IGBT晶圓服務

在半導體產業(yè)鏈中，晶圓是處于最頂端的一環(huán)。瑞薩作為產品和解決方案供應商，同時向全球市場客戶提供IGBT晶圓服務。 在汽車半導體領域，很多廠商在中國市場提供的是IGBT的模組服務，但是瑞薩的不同之處還在于能夠直接銷售晶圓。 在五六年前，在中國新能源產業(yè)還沒有完全發(fā)展之前，這還是瑞薩的一個弱項，那時客戶希望拿到模組。但是隨著新能源產業(yè)的快速發(fā)展，每個主機廠都希望自己的關鍵器件可控，對于中國主機廠來說，更需要的是晶圓而不是模組，因此，形成了國內各大主機廠基本上都有自己的模組廠的普遍現(xiàn)象。 “這時我們向客戶提供晶圓產品，能夠保證我們的客戶按照他的主驅電機的需求，來定制不同的服務封裝模式，不僅僅是面向行業(yè)制式標準的一些模組的封裝，還能夠提供像一些單管的封裝，來更好地適應它整個產品的一些定義和規(guī)劃。”趙明宇介紹了目前國內汽車主機廠的現(xiàn)狀和瑞薩的晶圓產線， “目前瑞薩在全球，有數(shù)家8寸晶圓制造生產線，其中有一條在中國國內，這也是我們與我們的友商不太一樣的地方。我們現(xiàn)在是把一些晶圓廠導入到國內，用這種方式來擴大我們對國內需求的快速響應。” 此外，瑞薩在今年5月份宣布：投資至少9億美元，把日本甲府工廠的一個8寸生產線改造成12寸生產線，專門用于功率器件，包括IGBT產品的生產?；谶@個新的12寸生產線，瑞薩預計從2024年開始量產。

本土化：用中國的設計團隊走中國的技術發(fā)展領先之路

趙明宇接著介紹了汽車電子GPU及整個發(fā)展思路，“在GPU產品上，我們現(xiàn)在更多的是利用我們中國本土的模擬設計團隊，來為中國的客戶，包括主機廠進行定制開發(fā)服務?，F(xiàn)在我們最新推出的一款產品，就是針對國內主機廠對于域驅產品的特殊化需求來定制的，這個產品完美的適應了國內新能源車廠對于域驅性能指標的要求。” “目前我們中國新能源車的整個發(fā)展不管是方向性還是技術的發(fā)展方向，都與全球的發(fā)展方向逐漸會有更大的差異化。因為中國新能源車的發(fā)展，已經與海外其他區(qū)域新能源車的發(fā)展不再是并駕齊驅，而是走在了他們的前面?！?“所以，在今后的發(fā)展思路上或者發(fā)展理念上，中國主機廠很難也沒必要去copy德企、日企或者美企，因為我們是在走自己的技術發(fā)展之路。因此，這個時候我們對于產品性能的定義，對于器件的定義，它的差異化會越來越明顯?！?所以，瑞薩現(xiàn)在一個最基本的思路是利用中國的設計團隊，面對中國車廠或者中國市場的需求，來進行快速定制化的響應，用這種方式來更好地滿足中國市場的需求。


審核編輯 ：李倩