來源：本文轉自半導體行業(yè)觀察，內(nèi)容來自semiengineering，謝謝。

汽車原始設備制造商正在努力應對影響其業(yè)務和技術各個部分的一系列變化，從關稅威脅和不斷變化的地緣政治聯(lián)盟，到新的汽車架構、更嚴格的市場窗口，以及原始設備制造商與其供應商之間的關系和優(yōu)先事項的根本性重新調(diào)整。這些發(fā)展沒有一致性，也沒有解決這些問題的最佳途徑。一些 OEM 試圖將所有東西都納入內(nèi)部，以更緊密地集成芯片、軟件和服務。其他 OEM 則繼續(xù)與分級供應商合作，以幫助交付產(chǎn)品。還有一些 OEM 正在尋找新的關系來補充或取代舊的關系，在有意義的地方打破孤島，重新思考進入市場的策略。

控制垂直市場是目標，但如何最好地做到這一點卻極其復雜。對于客戶現(xiàn)在和將來的需求，人們需要做更多的猜測，并且更多地關注芯片、IP 和軟件——許多汽車制造商都是這些領域的新手，背負著許多遺留包袱。與此同時，隨著新技術的實施，核心關系也在發(fā)生變化。一級供應商可能不知道他們的 OEM 客戶在設備層面上想做什么，也不知道芯片將如何在整個車輛中使用。他們可能知道 OEM 正在添加某種程度的 ADAS 功能，但不同 OEM 對此的了解程度通常差別很大。同樣，OEM 不太可能知道他們需要哪些傳感器陣列，或者將使用哪些特定的攝像頭分辨率或幀速率。一些 OEM 比其他 OEM 更好地管理了這一轉變，而一些 OEM 則比其他 OEM 更積極地應對這一轉變。在短時間內(nèi)經(jīng)歷了多次架構轉變之后，老牌汽車制造商在進入某個領域時采取了更規(guī)避風險的方法，這并不奇怪，他們制定計劃加強對垂直行業(yè)的控制，同時保持更高完整性的客戶-供應商關系。因此，目前可能仍有 OEM、一級供應商和二級供應商處于其中，他們擁有需要密切合作的知識庫，但正在制定的計劃將在未來改變這些關系。

“這是一個巨大的生態(tài)系統(tǒng)挑戰(zhàn)，” Imagination Technologies質(zhì)量、功能安全和網(wǎng)絡安全總監(jiān) Andrew Johnston 觀察到。“這本質(zhì)上是現(xiàn)代科學和現(xiàn)代工程，從哲學上講，包括大數(shù)據(jù)、機器學習——以及訓練、推理等。這是一個非?，F(xiàn)代的動態(tài)。然后，有很多現(xiàn)代、復雜的技術，而且它非常依賴軟件。傳統(tǒng)上，汽車行業(yè)在軟件方面做得并不好。即使對于具有離散和簡單功能的傳統(tǒng)控制算法，開發(fā)高質(zhì)量軟件仍處于學習曲線上。ISO 26262 等標準有助于將這些相當傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的質(zhì)量帶到一起，但現(xiàn)在我們必須將這種理念推廣到更復雜的控制系統(tǒng)中。

同時，無論是前端的換能器，還是攝像頭、激光雷達或雷達換能器，技術的交付本身就很復雜。信號處理鏈也是如此——基本的計算處理，無論是 CPU、GPU 還是兩者的組合，還是 NNA 和 DSP。其中包括所有這些有趣的事情，而且它們都很復雜?！逼渌艘仓赋隽祟愃频陌l(fā)展。Cadence 汽車解決方案集團總監(jiān) Robert Schweiger 表示：“OEM 突然意識到，‘哦，我最終可以創(chuàng)建自己的 chiplet，作為與其他競爭對手區(qū)分開來的秘密武器’ 。一級供應商也可以說，‘我可以做一兩個這樣的 chiplet，因為我們相信我們在這個領域有很多專業(yè)知識，我們應該創(chuàng)建一個 chiplet?！悴恍枰獎?chuàng)建一個完整的芯片，因為你不僅分解了 SoC 功能，而且從成本的角度看，你還將整個單片 SoC 分成幾部分。但是，如果你設計一個 chiplet，而不是做一個完全集成和封裝的 SoC，成本會更低，因此制作 chiplet 的負擔會更低。特別是，你不需要為每一個功能都采用 3nm 工藝制造。還有其他功能無法擴展。PHY 是一種完美的技術。但它的擴展性不是很好。也許它可以采用 28nm。”這在很大程度上取決于 OEM 的專業(yè)知識。

“對于一些擁有大量 PHY 專業(yè)知識的公司，他們可以使用非常成熟的技術節(jié)點，這要便宜得多，產(chǎn)量更高，所有這些好處都可以從中獲得，”Schweiger 說。“然后，只有從事 AI 處理部分的人需要走在前沿，因為他們需要最高的性能，而 PCIe PHY 接口在 60nm 或 7nm 中不可用。它只在 5、3 或 4nm 中可用。這意味著如果你想擁有最快的 UCIe 接口，而 UCIe 支持的協(xié)議之一是 PCIe，這就是為什么你需要采用最先進的工藝節(jié)點——讓所有這些接口都具有最高性能版本。有趣的問題是，誰在汽車供應鏈中提供哪些芯片，誰在集成一切。”確保所有這些系統(tǒng)與龐大而復雜的軟件堆棧無縫協(xié)作的集成挑戰(zhàn)極其復雜。它甚至有自己的生態(tài)系統(tǒng)?！癘EM 突然必須以某種方式將所有這些整合在一起并使其運轉，”Imagination 的 Johnston 表示?！斑@很難，因為光是讓它運轉就很難。但要讓它具有高完整性、安全性、可靠性和可用性，難度要大得多。因此，全球每個人都處于學習曲線上。在半導體層面，我們試圖預測市場的發(fā)展方向，真正了解客戶的需求，無論是二級、一級還是 OEM，并嘗試將一些點連接起來，制造出最適合高市場成功和客戶滿意度的產(chǎn)品。這真的很有挑戰(zhàn)性。”其中至少有一部分是傳統(tǒng)的電氣/電子（E/E）架構，它們正在被新方法所取代。西門子數(shù)字工業(yè)軟件汽車和交通戰(zhàn)略副總裁 Nand Kochhar 表示：“ECU 的歷史可以追溯到 20 世紀 70 年代，當時每輛車只有一個 ECU。當時的目標是控制排放。然后它開始發(fā)展。我們引入了剎車功能、安全功能、安全氣囊，ECU 的數(shù)量不斷增加。

硬件和軟件從供應商流入原始設備制造商，這是建立在這種關系之上的。到了 21 世紀，一些豪華車已經(jīng)開始引入 1 級和 2 級 ADAS 功能，并且有專用的 ECU。我是福特的安全主管，我絕不讓任何人碰安全控制模塊。我會告訴信息娛樂部門的人員，‘你們想干什么都可以，但這是在需要時啟動安全氣囊或安全帶的功能，其他人不用管它，因為每個功能都是專用的?！F(xiàn)在，當一輛豪華車上有 150 個 ECU 時，從復雜性的角度來看，將所有這些 ECU 結合起來開始變得難以管理?！睋碛心敲炊?ECU 也是低效的。“需要多少接線、哪些功能需要放到哪里，以及管理所有這些——這就是下一代架構的發(fā)展方向，很多公司正在向這一架構過渡，”Kochhar 說?！皬牧汩_始的汽車公司沒有所有的傳統(tǒng)和歷史，并且能夠快速跳轉到域控制器和中央計算單元作為架構，這構成了車輛的基礎。每家公司的決定都不同。歸根結底，當調(diào)用所有這些功能時，要確保硬件和軟件要求得到滿足?！边@種演變正在改變 OEM 和各層供應商之間的根本關系?！皼]有一個答案，也沒有明確的答案，”Kochhar 說?！爱敶箨懠瘓F和博世將硬件和軟件捆綁在一起時，商業(yè)模式將受到這種捆綁的影響。但現(xiàn)在你可以想象有 7 到 10 家不同的公司將兩者整合在一起。

每個人都在試圖保護自己的知識產(chǎn)權并將其分開，這對 OEM 來說又是一場噩夢。即使你開始協(xié)調(diào)，考慮到項目所需的時間，聽到 X 公司的產(chǎn)品發(fā)布被推遲，而 Y 公司有這么多召回的消息也就不足為奇了。所有這些情況都導致了他們轉向這種域控制器模型的原因，他們與相同的供應商合作，但現(xiàn)在采用了一種新方法。并非每個 OEM 都會決定開發(fā)自己的 CPU，但他們對芯片要求非常清楚，芯片開發(fā)商將開發(fā)這些芯片。在 ECU 以上的級別，他們會與該供應商合作。但在車輛級別，OEM 將控制這一點。所以現(xiàn)在交易和商業(yè)模式正在發(fā)生變化。他們要為什么付費？以前，硬件是賣的，但軟件是免費的，所以價格是固定的?，F(xiàn)在有不同的角色和職責。這就是行業(yè)正在經(jīng)歷的轉型?！?/span>

汽車銷售放緩，但電動汽車前景廣闊

由于全球汽車銷售放緩，這種組織轉型發(fā)生的速度尚不完全清楚。Rambus 硅 IP 業(yè)務開發(fā)總監(jiān) Adiel Bahrouch 說：“所有支持 ADAS、自動駕駛、ADAS 連接等的技術都與汽車 [銷售] 增長有關。我們正面臨著一個需求受限的市場，這給價格、利潤、研發(fā)工作等帶來壓力。我們看到一些 OEM 宣布減少設計團隊或取消某些部門。但與此同時，我們看到全球電動汽車銷量正在上升，預計這種趨勢將繼續(xù)下去?！?/span>

從地區(qū)來看，中國在電動汽車普及率方面處于領先地位，其次是歐洲，美國則位居第三?！懊绹袌?10% 以電動汽車為主，其余仍是傳統(tǒng)傳統(tǒng)汽車，”巴魯奇說。“有預測稱，美國和歐洲有望在 2030 年或 2035 年趕上。因此，在 10 年左右的時間里，[美國和歐洲的] 電動汽車普及率將上升到 60% 至 80%——這一切都是由零排放法規(guī)推動的?！?/span>

電動汽車對半導體增長至關重要。大量研究表明，混合動力汽車和純電動汽車的半導體含量按價值計算是內(nèi)燃機汽車的兩倍多。

“這很好，因為這意味著電動汽車市場將支持半導體的增長，”Bahrouch 說?！芭c此相關的是電池管理系統(tǒng)，用于監(jiān)控電池的健康狀況和充電狀態(tài)，以優(yōu)化充電和放電，使電池保持良好的健康狀態(tài)，并防止車輛過度充電或過熱，這也與安全有關。這些系統(tǒng)是電動汽車獨有的，還有電機控制系統(tǒng)，用于控制電池和電機之間的電流，以最大限度地提高車輛的續(xù)航里程，這是 OEM 將其車輛與其他車輛區(qū)分開來的重要標準之一?！?/span>

合作伙伴關系比以往任何時候都重要

沒有一家公司能夠獨自完成所有這些工作，因此 OEM 繼續(xù)在其生態(tài)系統(tǒng)中保持戰(zhàn)略和共生關系。西門子數(shù)字工業(yè)軟件半導體和電子副總裁 Michael Munsey 表示：“如果回顧 2024 年 9 月，我們看到了完美的例子。這就像汽車和半導體融合的交匯點。例如，ADI 是一家擁有汽車部門并開發(fā) ECU 的老牌公司，它意識到現(xiàn)成的 ECU 正在減少。同樣作為一家半導體公司，他們不想在建設新晶圓廠上投入大量資金，因為不是每個人都有 190 億美元閑錢。相反，他們與塔塔集團簽署了一份諒解備忘錄，塔塔集團剛剛獲得印度政府的一筆巨額撥款來建設晶圓廠。因此，ADI 現(xiàn)在可以使用下一代晶圓廠了。此外，塔塔汽車還不想采取措施來開發(fā)半導體設計團隊來開發(fā) ECU，但他們?nèi)匀恍枰?ECU。猜猜他們會為誰定制 ECU？Analog Devices。Analog Device 會在哪里生產(chǎn)這些 ECU？在 Tata 正在建造的工廠。所以你會看到這些共生關系的發(fā)生。如果你是特斯拉，而且是一家新進入市場的公司，你可能會投資建立內(nèi)部所需的基礎設施。但是，還有其他方法可以發(fā)揮創(chuàng)造力，比如看看供應鏈，開始在公司之間建立更多這樣的關系，以便能夠交付這項技術?！?/span>

Rambus 的 Bahrouch 對此表示同意，并指出他看到 OEM 積極尋找合作伙伴?！癘EM 過去是集成商，他們會指定自己的需求、一級供應商的支持，并提供車輛所需的所有系統(tǒng)。然后 OEM 會將所有這些系統(tǒng)集成到汽車中。但 OEM 不知道內(nèi)容或使用的技術。這種情況已經(jīng)改變?，F(xiàn)在你看到 OEM 正在改變他們在這個價值鏈中的角色。他們中的一些人開始建立自己的內(nèi)部軟件部門的能力，以便控制軟件的價值，并通過軟件和他們將提供的所有服務來區(qū)分他們的品牌。擁有數(shù)據(jù)或控制數(shù)據(jù)或服務的人擁有商業(yè)模式。現(xiàn)在你可以為這些數(shù)據(jù)庫服務收費。其他 OEM 甚至繞過一級供應商和二級供應商，開始自己構建 SoC。這是另一個層次。所以不僅是軟件，還有硬件，這意味著他們的商業(yè)模式正在改變?！?/span>

第三層也正在發(fā)生變化，半導體、IP 和 EDA 工具提供商都屬于這一層。“我們在行業(yè)中看到的是，如今我們也與 OEM 直接溝通，以了解他們的路線圖和半導體戰(zhàn)略，并確保我們的硬件硅 IP 符合他們對下一代片上系統(tǒng)的未來要求，”他說?！八圆皇窍乱淮歉乱淮?，比如五年后，以確保當有需求時，我們的路線圖能夠支持 OEM 的愿景。這是新的。它在過去兩三年里發(fā)生了變化。”

隨著整個汽車生態(tài)系統(tǒng)中關系的變化，角色和職責也將隨之改變，打破汽車公司內(nèi)部幾十年來存在的職能孤島。

Synopsys 系統(tǒng)軟件副總裁 Marc Serughetti 表示：“現(xiàn)在真正掌握權力的人——正在構建新架構的傳統(tǒng) OEM——正在制造汽車以支持該軟件和所有這些東西，而不會處理遺留問題。” “這對現(xiàn)有的 OEM 來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)歸結為他們?nèi)绾螒獙ΜF(xiàn)在必須經(jīng)歷的轉型以保持競爭力，并制定出一條讓自己具有相關性的前進道路。他們?nèi)绾胃櫵麄儞碛械乃羞z留問題？今天我們看到他們在過渡期間遇到了重大問題，因為他們試圖以某種方式將遺留問題和新事物結合在一起，這使得問題比尋找新事物和一張白紙困難得多。歸根結底，這是一個集成問題。它是關于如何將新事物與舊事物結合起來，并將它們?nèi)框炞C在一起。”

轉向 SDV

未來的方向是軟件驅動的車輛架構，但從硬件驅動的架構遷移并非易事。

“OEM 正在努力應對，在這方面遇到了不少困難，”Serughetti 說道?！艾F(xiàn)在情況仍然像鐘擺一樣搖擺。兩年前，OEM 會說，‘我要做所有事情。我要做半導體。我要做軟件。我要做 X、Y 和 Z。我需要擁有軟件。我需要擁有這個?！覀儸F(xiàn)在看到的是，鐘擺可能擺回了另一邊，因為他們意識到，‘我該怎么做？需要改變什么？’這是一場必須發(fā)生的數(shù)字化轉型。它不會在一天之內(nèi)發(fā)生。你需要更強大、功能更多的 SoC。你需要一個現(xiàn)成的軟件開發(fā)基礎設施。雖然這需要很多技術，但也需要方法論。還有人員和組織方面。這也需要發(fā)展。這種轉型不能憑空而來。它不僅僅是技術轉型。這是一種組織和方法的轉變。你如何開始整合與之相關的工具？可能會有更多的企業(yè)軟件。此外，我們?nèi)匀惶幱谄嚨?a href="http://www.brongaenegriffin.com/soft/data/21-22/" target="_blank">嵌入式世界中。你如何開始考慮嵌入式方面和企業(yè)軟件開發(fā)方面，并將它們結合在一起？

有些問題在其他行業(yè)已經(jīng)得到了解決。你只需要弄清楚如何將它們應用到汽車的這個特定領域，一個分布式的嵌入式系統(tǒng)，具有安全性、保障性要求，所有這些都結合在一起。這種思維方式必須隨著演變而改變。這就是行業(yè)轉型的方式。標準是實現(xiàn)這一目標的一種方式，但也有合作。以前，汽車生態(tài)系統(tǒng)非常孤立。現(xiàn)在，存在一些問題，即 OEM 應該在哪些方面脫穎而出，以及他們應該在哪些方面進行合作?！?/span>

將新技術引入汽車

汽車 OEM 面臨的最大挑戰(zhàn)之一是如何將新技術融入成熟的流程，同時引導必要的合作伙伴關系，推動整個公司技術進步。所有這些都必須在滿足客戶需求的同時進行，并且必須及時交付。

“上市時間是關鍵，因為所有這些系統(tǒng)都變得非常復雜，軟件變得非常復雜，硬件也變得非常復雜，”Rambus 的 Bahrouch 觀察到?！靶枰哂唷４嬖诎踩珕栴}和安保問題。需要額外的安全技術。同時，我們的客戶希望應用程序生命周期更快，這意味著車輛、新車型、新技術的生命周期。軟件定義汽車的目標是能夠通過無線軟件按需為汽車添加功能。因此，如果客戶想要某個功能，他只需通過應用程序添加它，支付一個月的費用，然后在不需要時禁用它，因為一切都在那里。硬件在那里，所以基礎在那里?？梢蕴砑榆浖?。然后客戶可以增強他的駕駛體驗。但為了做到這一點，上市時間變得非常關鍵。”

其中一些已經(jīng)發(fā)生。Bahrouch 以 SoC 設計為例?！癝oC 開發(fā)可能需要三到四年，至少兩到三年。然后，作為 ECU 的一部分，芯片開發(fā)又需要一年時間。然后我們進行一些安全測試和合規(guī)性測試，之后 ECU 將被集成到您的汽車中。這意味著下一個車型很容易就需要五到七年。這需要改變?？蛻舻钠谕F(xiàn)在不同了。開發(fā)時間需要縮短到最多三到四年。因此，芯片和軟件開發(fā)必須快兩年。這也是你現(xiàn)在看到軟件的原因之一。軟件開發(fā)不會等到硬件準備就緒。他們正在利用數(shù)字孿生。他們利用硬件模型、云功能等，在硬件尚未準備好時就開始軟件開發(fā)。一旦硬件準備好，就期望軟件和硬件能夠順利、無縫地運行，并且它們都向左移動。而其他技術則支持這種更快的上市時間，并試圖支持或滿足客戶的期望。如果一家 OEM 決定不這樣做，而另一家決定這樣做，無論是中國 OEM 還是歐洲 OEM，這都會成為該 OEM 的一個關鍵區(qū)別，即能夠在功能、更新、部署、發(fā)布等方面支持和管理并滿足客戶要求。這就是為什么可靠、強大的安全系統(tǒng)上市時間是一個大問題，也是一個大問題?！?/span>

汽車生態(tài)系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)是掌握所有這些因素，從影響供應鏈的全球行業(yè)動態(tài)，到如何影響汽車投入生產(chǎn)。

“我們必須密切關注這些事情，”西門子的 Kochhar 說?！昂孟⑹?，我們都可以從過去的事件中吸取一些經(jīng)驗——例如，多年前日本的海嘯，當時我們無法獲得開發(fā)黑色涂料所需的材料，我們不得不停止生產(chǎn)，因為我們無法生產(chǎn)這種顏色的任何東西。這是一種性質(zhì)上的破壞。然后我們又遭遇了疫情的破壞，以及它如何演變，將大量制造業(yè)帶回美國，將大量投資帶回美國。哪家工廠正在計劃中，它將如何發(fā)展？哪種電池技術將回歸美國？哪家將轉向固態(tài)技術而不是鋰離子技術？我們將如何處理電池回收？這些都與 OEM 面臨的業(yè)務挑戰(zhàn)有關，他們必須時刻做好準備?！?/span>

原文鏈接：https://semiengineering.com/automakers-grapple-with-fundamental-tech-changes/