AI“颠覆”汽车产业 可持续发展还看芯片

2021-12-02

人工智能技术来势汹汹,与各行各业进行着种种结合,汽车行业如今成为了人工智能发展的重点方向之一,各大高科技公司纷纷入局智能汽车产业。随着人工智能技术的不断发展,在汽车领域掀起了一场场技术革命,这也给汽车厂商带来了不小的挑战。

区域控制引燃汽车行业新变革

自动驾驶作为未来交通行业的一种新趋势,不仅可以解放人类的劳动,给人类带来更多的自由时间,还可以通过智能计算优化城市交通问题,提高驾驶安全性。据了解,对于整车厂商而言,汽车的电子电气架构分为三个阶段:分布式电子电气架构、(跨)域集中电子电气架构、中央集中电子电气架构。随着人工智能技术的不断发展,当前汽车电子电气架构正面临第一个阶段到第二个阶段的变革,即从分布式架构,到域控制器架构的变革。而对于恩智浦等芯片厂商而言,则是从分布式到域控制,再到区域控制的过渡,这也引燃了汽车行业新的技术变革。

据了解,传统的分布式电子电气架构,无法支撑整车OTA、L3及以上的自动驾驶能力,需使用域控制器架构。伴随汽车行业发展,汽车上的ECU(即电子控制单元、控制器)数量快速上涨。根据公开资料,目前单个车型使用的ECU数量平均为20余个,个别车型多达上百个,在功能汽车阶段,这些ECU彼此孤立运作,参与汽车一个个功能的实现,彼此并无大规模交互的需要,这样的情况也对应分布式架构。

但进入智能汽车阶段,不同硬件之间的交互非常频繁,与大量不同供应商开发的ECU进行交互也变得越来越复杂。例如,本来一条简单的算法命令,在分布式架构中要写成几十条算法以便能够与不同供应商的ECU交互。

同济大学汽车安全技术研究所所长朱西产表示,原有的电子电气架构可以实现一定的智能化,但很难做到L3级自动驾驶。例如,某一辆车用的是博世的制动、采埃孚的转向,两个厂家的ECU信息往往不能做到很好的互通,这种情况下车辆往往仅能实现低级别的智能驾驶功能。

而区域架构能够在汽车周围实现高效的电力和数据分布,同时节省布线成本,改进重量和制造。此架构中的一个关键组件是区域控制器,它负责将大量的执行器和传感器连接到中央计算ECU,并且根据应用分布,在区域内的策略中可以发挥重要作用。

随着汽车内服务/ECU数量的增长,原始设备制造商正在寻找更具可扩展性和更高性价比的解决方案,以改进E/E架构,并满足联网、电动、自动驾驶汽车的未来需求。这种演进可以将功能逻辑分布到种类较少的软件/硬件平台,以及通过对基于区域的网络进行物理更改来实现。

恩智浦大中华区汽车电子业务总经理刘芳向《中国电子报》记者表示,区域控制器架构能够使汽车在不同域的角度、不同方位具备更加高速的响应,同时实现低功耗,还能降低整个汽车线束的成本。恩智浦在两三年前就开始推动汽车网络架构朝区域控制的升级,从而对今后行业的智能化和网联化带来更多可能,适应未来智能网联的方向和趋势。

采用先进制程是智能汽车发展必然趋势

除了架构以外,随着人工智能的不断发展,汽车芯片也打破了人们的传统认知,经历着由成熟制程到先进制程演进的变革。Gartner数据显示,全球汽车半导体市场2022年有望达到651亿美元,占全球半导体市场规模的比例有望达到12%,并成为半导体细分领域中增速最快的部分。这也使得众多汽车芯片厂商纷纷争夺汽车芯片领域的技术优先权。高通、恩智浦、吉利等汽车厂商于近期相继开发5纳米等先进制程的汽车芯片,这成为了智能汽车的发展路径之一。

对此,刘芳向《中国电子报》记者表示:“先进制程是技术发展的必然趋势,但从行业角度讲,是否采用先进的制程还要取决于具体应用的要求。现在无论是从主机厂还是从应用场景角度,大家都更加期待高算力和低功耗的特性,以满足自动驾驶、智能网联、网络实时响应、更复杂的算法支持等方面的需求。但是在实际应用中,可能是通过多种技术的结合来实现性能和功耗的最佳表现,最合适的路径需要靠今后量产的产品来验证。”

一切技术都是为市场和需求服务的,对于汽车芯片而言,是否采用先进的工艺和先进的制程,取决于现有的工艺和制程在技术研发上是否遇到了瓶颈,且是否已经不能满足市场和产品的需求。对于技术和产品的一系列研发,一定是基于技术上的可行性来进行考量。“相比便携设备而言,汽车对于芯片体积和功耗并没有更迫切的需求,但对适合多种工况的鲁棒性可靠性有更高的要求,而恩智浦的5nm技术便是基于这两方面的需求而开发的。”刘芳表示。

打造差异化设计实现可持续发展

尽管人工智能正驱动汽车行业种种变革,但随着技术难度不断攀升,挑战也随之而来。据了解,市场对于智能驾驶的期望与技术创新现状之间的鸿沟,已经成为自动驾驶企业发展面临的最大挑战之一。因此,拥有可持续的技术发展道路,从而快速满足市场更迭的要求,成为汽车厂商追寻的主要目标之一。刘芳认为,打造可持续发展的关键在于芯片设计的差异化以及针对不同市场的差异化发展模式。

首先,利用通用算力的架构,形成芯片设计的差异化,使得芯片本身形成一个资源池,共同支持软硬件能力,实现多核联动、多个应用的同时运行,并且在这些基础上还可以保障整个系统的安全性和可靠性,从而打造可持续性的发展战略。

“软件定义汽车或软硬结合的发展趋势,将会成为市场上最主要的差异化因素,但随之而来的瓶颈是,如何让这些软件工程师适应快速的技术更迭,能够在未来汽车电子架构的升级上实现高速复用软件能力。而利用芯片的差异化设计所打造的开发平台、软件支持、硬件能力等能够进行灵活的调用,从而最大化地实现这些技术。这种可持续化的能力,也是如今越来越多行业结合到整个IoT服务领域的重要支撑。”刘芳向《中国电子报》记者表示。

其次,对于不同的市场,也需要根据本土情况,打造差异化的市场发展战略。除了需要本地的技术支持、研发设计、生产制造以外,还培养和开发不同环节的本地合作伙伴,包括云服务商、数据处理服务商、系统和方案的合作伙伴、AI合作伙伴等。

人工智能对汽车领域的发展有着巨大的推动力量,对于各大汽车厂商而言,若想有效填补市场的期望与技术创新之间的鸿沟,需要通过差异化来打造可持续的创新,冷静应对现存问题,并把握发展机遇,从而在人工智能浪潮下迅速占领市场,实现快速转型升级。(记者 沈丛)

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来源:新华网