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6月17-18日，2024首届中国（重庆）智能汽车基础软件生态大会暨第三届中国汽车芯片高峰论坛在重庆召开。本次大会以“基础共筑，开源启航”为主题，由中国汽车工业协会、重庆市经济和信息化委员会主办，中国电子科技集团有限公司联合主办，普华基础软件股份有限公司、中国电科芯片技术研究院、西部科学城智能网联汽车创新中心协办，西部科学城重庆高新区管委会承办，旨在为我国汽车软件和芯片产业发展搭建高端务实的专业交流平台，分享创新成果，打造产业生态，构建开源、开放、创新的生态体系，助推汽车产业高质量发展。其中，在6月18日下午举办的“第三届中国汽车芯片高峰论坛”上，中电科汽车芯片技术发展研究中心副总工程师胡文发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录：
我是中电科芯片技术中心的胡文，感谢大会论坛的邀请由我来分享一下中电科汽车芯片中心在汽车芯片以及芯片跟汽车软件协同开发的相关工作。
我今天报告的题目是《电子电气架构转变趋势下的汽车芯片如何助力整车的创新和发展》。
我们都知道，业界现在形成了一些共识，整个汽车的电子电气架构从分布式向中央集中的方式演进，大家都在谈一个概念，软件定义汽车。软件定义汽车的本质来源是什么？我们看到现在整个汽车的软件代码基本都已经到几亿毫或者端到端大模型，开始在汽车上用于智能驾驶或者智能座舱，代码量呈几何指数的增加。软件定义汽车，汽车已经不是以前一款车开发出来，车是什么样，具备什么功能就已经定型了，后期可以通过不断OTA的软件升级提供新的功能，这是新的商业模式的变化。
汽车的软件越来越复杂，以前按照一个一个功能的方式开发已经不适应了，现在汽车都在追求轻量化，不管是燃油车或是新能源车，都追求轻量化。另一方面，这几年大算力的芯片快速发展，算力的增长非常快，加上多核异构的SOC能承载更多的计算，所以能把以前孤立的交互式的功能集中在一个控制器或一个SOC上实现。
这是整个汽车电子电气发展趋势，现在大家根据车配置的不同或者车价格的不同，可能各家车企在实际实施过程中有一些实际的区别。我们看到分成几个域的方式，也有跨域做一些融合，也有混合的方式，大家可能根据实际情况把有中央超算加上区控制器的方式。因为整个车的数据量包括传感器的数据量，现在支持高阶的L3、L4功能的车辆，加上智能底盘以及其他智能化功能进来，传感器数量也大大增加，整个在数据上通路的吞吐量现在基本达到TB级别以上了，所以整个骨干网络开始从之前的方式逐步过渡到以太网的方式，当然现在以太网在车上目前国内车企主要还是在座舱、网联域，未来下一步可能会走到整车骨干网络。
整个车现在电子电气架构有软硬件两个层面，从硬件定义汽车发展到软件定义汽车，从软件的架构来看，以前整个功能是垂直向的方式，后面走向了软件定义汽车变为了水平向，在同一个SOC上水平的把相关功能进行实现。最大的一个特点除了芯片本身，从软件维度来看，一方面因为主芯片SOC里面具备多核的大核小核，可能还有GPU、DSP可能还有NPU的东西加在里面，很多功能可能都能实现，因为算力远远比传统的ECU上面可能用双核或者四核的ECU就还要高了，现在从算力丰富度还是从不同应用维度来讲，能实现的功能层面远远强于之前的MCU的方式。
汽车功能相对以前来说现在是很复杂了，人工智能也快速发展，现在在动力电池方面，SOC、SOH、SOP、SOT从原来模型驱动的方式逐步演进到AI的方法，这在传统方式上是不太可能实现的，所以可能就逐步把之前BMS控制器上的算法迁移到区域计算或者中央计算的方式。最终靠近传感器方面更多的做一些简单的执行或者简单的数据传输，靠近中央大脑侧把相关的功能做更深层次的融合和更高层次的功能。
正因为越来越多的功能朝着区域控制器和中央大脑来进行迁移，我们都说车需要高安全性、高可靠性、高实时性。传统的网络很难满足现在大数据量吞吐的带宽了。所以车的骨干网络从早期的分布式基于CAN/CANFD，整个数据吞吐的冗余一般也就是500K或者1兆的带宽，根本没有办法适应现在的发展。欧洲的一些车企可能采用10兆的骨干网连接五大域，再到现在从这两年开始，国内车企也开始慢慢走向基于区域控制的方式，各家可能叫法不一样，特斯拉分左侧、右侧域，国内自主品牌可能会叫VIU等其他叫法，也就是换成了以太网的方式，区域控制器兼区域网关的功能，通过以太网的方式进行融合。在主HPC里面可能会通过PCIE等高带宽的方式进行通讯。
另一方面，我们看到正因为车上智能化程度越来越高，包括自动驾驶、智能座舱、智能大灯，从以前矩阵式的大灯过渡到点阵式LED大灯，包括智能底盘，四轮独立转向等功能在20-30万的车上看到比较多了，供电的负荷，包括热系统包括智能驾驶、智能座舱，整个供电负荷远远超越了以前传统的汽油车。所以车电气的供电架构需要革新。黄仁勋讲过：算力的终极就是电力。现在训一个大模型，电费可能都要几百万。所以现在智能汽车也是耗电大户了，加上现在走向L3以上的车基本上都要配双电池作为双电冗余，整个车的配电网络从原来的继电器加保险丝的方式，过渡到走向智能配电，智能动态调节车上每个ECU供电控制的方式。
特斯拉首先这样用智能配电的方式，现在我们国家很多新能源车也用上了这样的方式，在安全方面需要紧急刹车、保命的时候，它可以智能关掉一些不重要的设备，把电的负荷分配到跟安全相关的地方，比如高速急转弯的时候后轮转向需要进行介入和协同，主动悬架也会介入，这时候可能还有AEB，整个供电负荷就会比平时高很多。到生命安全相关时，还听什么歌，肯定把一些不重要的电切掉来供电保障司机安全，所以我们需要有控制器智能分配电。为了保证整个车网络将来走向L3无人驾驶或者高级辅助驾驶后，任何时候需要保证正常供电，所以还需要进行多路的配电冗余。现在还有48伏架构，国外车企包括特斯拉还有大众等开始走向48V的整车电气架构，特斯拉最新车上已经开始用48伏供电架构了，我们需要这样来降低车的电流，提高更多的效率。
第二，新技术赋能汽车电子带来的变化。我们看一些新技术，一方面我们重点看智能化，这两年我们讲智能汽车，包含的维度非常多，尤其是人工智能的快速发展，生成式大模型典型的应用就是智能座舱，实现更智能的人机对话，包括智能驾驶这是在汽车上最大的应用，智能驾驶现在发展得非常快非常火，每年都能看到算法大版本的迭代，带来用户体验和算法的发展，自动驾驶水平提升非常快。
AI将来给汽车带来的赋能，不仅只是在这两个领域：自动驾驶和智能座舱，AI将来跟智能底盘的应用和结合，在电驱系统、电池方面都可能会有很多的应用，包括现在在动力电池的容量、健康等估计上，基于数据驱动型的模型带来性能的提升，跟结合传统基于模型的方式相比提升是比较明显的。
电驱已经走向了分布式驱动和四轮独立转向，如何实现最优的能量配给，可能也需要一些新的强化学习的一些方法，也开始在整个车的能量管理上得到了相关的应用了。还有主动悬架，主动悬架方面，今年在一些新的高端车型，比如问界途凌底盘、比亚迪的云撵底盘，底盘已经越来越智能，根据道路预测感知能自动感知道路起伏和坡度等，再进行主动的悬架和转向以及纵向控制的综合调节，能让车更舒适更安全。这些都是AI将来在车上可能看到的大量应用。
另一方面，从这张图可以看到，整个车到了新能源车以后，整个车用电负荷比以前大大提升，以前12伏供电系统目前来看已经有点力不从心了，底盘里面加了这么多配置，主动悬架现在目前在30万以上还能看到，目前我们看到的趋势是十几万以上的车未来都会有主动悬架。现在主动悬架的成本从之前几千块钱降到将近快一千元了，整个底盘的功耗也比以前大很多。热管理系统也是大能耗用户，今年新能源车都在上热泵系统，功率都是在5千瓦到10千瓦的水平，还会实现整个车散热、制冷的融合，所以整个功率也是个耗电大户。座舱、自动驾驶方面现在采用大算力芯片也是耗电大户。所以48伏电将来的优势就体现出来了，它能够对线束减重很多，电压提高的话，传输的效率也大大提升。特斯拉现在新的车已经是全车48V电了，还把专利技术分享给整个车企，告诉大家怎么用48V电。
车未来越来越智能和安全，这两年新能源车发生碰撞起火的事情不少，锂电池在碰撞瞬间反应时间非常少，从电池内部发生化学反应到产生爆炸时间非常短，是秒级别，所以新能源车我们需要更安全。现在有一些新技术出来了，我们现在在做安全气囊碰撞包括点火方式，快速用基于碰撞的方式点燃气体，快速断开阻隔高压电，因为碰撞点炸药的速度是非常快的，特斯拉也在新车上考虑和逐步用了，智能的电子熔断丝，去断开整个高压电。
第三，中电科在汽车芯片的创新实践。接下来我分享一下中电科在汽车芯片方面的实践。这是中电科集团的发展历史，2022年我们成立了中电科集团。中电科汽车芯片中心在集团的统筹下成立，统筹规划中电科包括汽车芯片的规划和协同产业发展，由集团跟电科芯片两级委托管理。
中电科在汽车芯片走的是IDM的模式端到端，我们目前差不多有18条不同的工艺线，从比较成熟的3寸、4寸、6寸、8寸，我们涵盖了CMOS工艺到BCD到光电子。我们基本上从几个主要的方向进行布局，包括智能车身、智能底盘、智能电驱、自动驾驶、智能能源五大方向进行布局。整车数字化整个怎么迎合EA的发展，在中央的CCM多合一的包括车身控制器，包括我们有布局的多核的MCU，包括各种驱动芯片等。
面向数字化整车架构上，核心的在两个点上，除了整个HPC大算力芯片以外，核心的还在区域控制器上。区域控制器会把相关复杂的业务逻辑的功能的东西挪在这上面来，包括热管理系统、VCU的东西挪到这上面来。包括现在智能化要求越来越挑战不同的算力，包括AI等其他复杂的算法，需要多核异构的支持DSA方式的芯片，不仅仅是单纯的MCU。节点侧需要更低成本的，作简单的数据的采集以及简单的预驱动芯片，这是非常低成本的。我们公司高度集成了一些这种传感器、预驱动的非常小的MCU。我们正在规划这样的SOC和MCU，我们知道CPU可能是通用性选手，但是不适用一些专业性的计算，我们可能会放一个4T的NPU的算力，还有800MFlops 算力在里面，还有一些硬核的路由网关功能。
智能底盘也是发展非常快，从以前的EHB的TWO BOX到ONE BOX到未来智能集中式，我们布局了包括底盘ESP芯片、EHB的芯片，包括传感器的部分。这是整个在底盘这一块的布局情况，我们今年已经有EPB的芯片，也会有ESP的芯片，底盘领域我们希望联合车厂，跟车企的朋友联合定义，把一些算法的方式固化到一些CPU里面去提供更高的效率和更低的成本。
EV热管理系统也是增长非常快的领域，包括传统的分布式热管理系统到小集成的，到大集成式的把整个算法挪到中央域控里面去，这一块也有完整的芯片布局，包括热管理系统各类传感器、电源、主芯片、各类驱动，包括有刷电机、无刷电机、热泵等芯片。
自动驾驶方面当前主要是在传感器方面已经有布局，下一步会考虑一些中小算力的SOC。传感器方面我们布局了定位芯片、陀螺仪、高精度定位模块，现在大家都采用高精度定位模块的方式，可能会进行一些算法的融合。毫米波雷达这一块，我们现在双芯片的方案，下一步也会有单芯片的方案，下一步会集成天线，我们会把毫米波雷达的算法也会考虑下一步集成到ADAS的SOC里面去。
安全系统方面，被动安全这一块我们有4通道、16通道的安全气囊的点火芯片，包括端到端的解决方案，从传感器到主动芯片到驱动芯片。
智慧能源，整个车的电气架构以及48V架构，我们也布局了从400V转48V，48V转12V无线电压的供电模块这一块。
最后稍微快速看一下，前面重点从几个方面介绍了随着电子电气架构的发展，中电科在这方面做的相关探索。我们大概在9个大的分类，包括模拟、计算、传感器、功率等几个方面的布局情况。这是模拟领域布局的相关芯片，这是传感器领域的芯片，包括毫米波雷达、UWB芯片，还有就是在主芯片、接口芯片这一块，包括TSN的芯片等都有完整的布局。
我的汇报和分享就道这里，谢谢大家！
（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅） |
