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編輯：芯智訊-浪客劍
全球汽車產(chǎn)業(yè)正加速邁向電動化、智能化、聯(lián)網(wǎng)化，軟件定義汽車已經(jīng)成為業(yè)界共識，在此背景之下，作為全球領先的汽車半導體公司，恩智浦（NXP）于5月29日在杭州舉辦為期兩日的恩智浦汽車生態(tài)技術峰會，并發(fā)布了全新S32 CoreRide開放平臺及基于5nm的解決方案，加速推動軟件定義汽車的演進。
此次峰會匯聚來自汽車產(chǎn)業(yè)鏈的近600位嘉賓，呈現(xiàn)了30場行業(yè)專家的前沿技術分享，26 個系統(tǒng)級解決方案和包括量產(chǎn)車型的產(chǎn)品演示，并設有15 個合作伙伴展區(qū)，旨在打造汽車生態(tài)圈的交流盛會。恩智浦半導體全球執(zhí)行副總裁、高級模擬業(yè)務總經(jīng)理Jens Hinrichsen，恩智浦半導體全球資深副總裁、大中華區(qū)主席李廷偉博士，恩智浦半導體全球資深副總裁、汽車系統(tǒng)與市場負責人Sebastien Clamagirand，恩智浦半導體全球資深副總裁、新能源及驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品線總經(jīng)理李曉鶴先生，恩智浦半導體副總裁、大中華區(qū)汽車電子總經(jīng)理劉芳女士，恩智浦半導體全球現(xiàn)場質(zhì)量副總裁Stephan Lehmann等恩智浦高管也均出席了此次論壇。
軟件定義汽車趨勢之下，恩智浦由芯片供應商轉向系統(tǒng)級解決方案提供商
隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，軟件在汽車中的地位和作用愈發(fā)重要，軟件定義汽車（Software-Defined Vehicle, SDV）已經(jīng)成為行業(yè)的主要趨勢之一。軟件定義汽車不僅僅是指通過軟件來控制汽車的各種功能，更是通過軟件的不斷升級和優(yōu)化來提升汽車的整體性能和用戶體驗。
傳統(tǒng)汽車的功能的升級主要依賴于硬件的升級，而隨著汽車功能的不斷增加，所需要的電子控制單元（ECU）和網(wǎng)絡節(jié)點也就越多，而每個ECU都有獨立的軟件和硬件，這將導致汽車的軟硬件復雜度上升，使得汽車廠商在設計自己的電氣架構時面臨巨大壓力。此外，汽車的OTA更新、輔助駕駛功能和車載娛樂系統(tǒng)的加入，更是進一步提升了軟硬件開發(fā)的整體復雜度。
而軟件定義汽車則是在不改變或只需小幅改變硬件的情況下，通過軟件升級來實現(xiàn)多種功能的集成和升級。例如，通過軟件更新可以實現(xiàn)自動駕駛功能的提升、車載娛樂系統(tǒng)的升級等。對于車廠來說，軟件定義汽車能夠快速適應市場需求的變化，通過軟件的更新和優(yōu)化，可以實現(xiàn)功能的靈活調(diào)整和擴展，從而滿足不同用戶的需求。同時，通過軟件定義汽車，可以顯著降低汽車硬件計算架構的復雜性和成本，同時提高開發(fā)和生產(chǎn)的效率。軟件的模塊化設計和復用性也可使得開發(fā)周期縮短，降低成本。
在軟件定義汽車的趨勢之下，主機廠需要從硬件主導開發(fā)的模式逐步轉向軟件主導型的開發(fā)模式，這也直接打破了原有的汽車行業(yè)價值鏈。比如，原來是供應鏈是由芯片原廠到Tier1/Tier2/Tier3再到OEM主機廠的非常線性的供應鏈，汽車主機廠幾乎都不需要跟上游的半導體芯片廠商打交道。而現(xiàn)在，主機廠越來越多的通過自研、垂直整合等形式，開始直接與半導體廠商、ESM供應商、獨立軟件商、云服務廠商等進行合作，這些供應商之間也通過高效的生態(tài)體系協(xié)作來支撐主機廠商的需求，使得整個產(chǎn)業(yè)鏈變得越來越短，汽車的開發(fā)周期逐漸變短，整個鏈路的響應速度也變得更加迅速。
另外，為了順應“軟件定義汽車”的大趨勢，主機廠需要實現(xiàn)高度模塊化的開發(fā)，在所有平臺上重復使用硬件和軟件。軟件和硬件開發(fā)合作伙伴需要考慮從組裝電子控制單元到為車輛開發(fā)整個軟件架構，并需要一個芯片為基礎的平臺支持它。也就是說，主機廠需要的是一個可拓展的、支持軟件復用的芯片平臺。
對于恩智浦這樣的上游汽車芯片原廠來說，原本的產(chǎn)品開發(fā)主要是以硬件開發(fā)為中心，很多時候都是圍繞著Tier-1的需求，圍繞著每個ECU所需要的硬件產(chǎn)品的技術規(guī)格來進行開發(fā)。而在軟件定義汽車趨勢之下，汽車軟硬件開始解耦，汽車供應鏈開始重構，現(xiàn)在汽車芯片廠商開始直接以主機廠的需求為導向，聚焦于芯片平臺與主機廠軟件架構的聯(lián)合設計開發(fā)，從以硬件為中心匹配客戶需求，轉向了以軟件為中心匹配最終用戶的需求。
因此，我們可以看到，恩智浦在多年之前已經(jīng)實現(xiàn)了從MCU到MPU的重大轉型，同時在產(chǎn)品層面上，恩智浦也實現(xiàn)了在芯片的基礎之上集成更多的軟件，其產(chǎn)品組合從一組產(chǎn)品轉變?yōu)橐粋€完整的系統(tǒng)級解決方案，可以根據(jù)每個 OEM 的軟件架構進行調(diào)整。
比如，恩智浦的S32G網(wǎng)關處理器，其能夠并行處理多個應用程序，在一個MPU中可以支持多個虛擬 MCU。而為了應對大量軟件引入可能帶來的安全問題，恩智浦在MPU結構中提供強大的隔離功能，允許多個軟件開發(fā)人員在他們分配的虛擬MCU中開發(fā)應用程序，并且不同應用程序之間互不干擾，始終滿足對實時性、功能安全、信息安全、可靠性和質(zhì)量保證等要素的核心要求。恩智浦的一些客戶甚至在一個MPU上運行多達16個不同的應用程序。
Jens Hinrichsen表示：“作為半導體供應商，恩智浦正逐漸轉變?yōu)樘峁┩暾到y(tǒng)級解決方案的企業(yè)。這意味著我們將提供定制硬件，優(yōu)化材料，并在開發(fā)硬件時考慮整個系統(tǒng)的表現(xiàn)和性能，再搭配上軟件以及服務。我們還將提供預工程化的解決方案，以顯著降低客戶的總擁有成本并縮短上市時間。當然，我們需要具備高端創(chuàng)新能力，打造最創(chuàng)新的系統(tǒng)。我們無法獨立完成這一任務，必須與所有合作伙伴攜手合作，共同應對挑戰(zhàn)。恩智浦在這一領域具有顯著優(yōu)勢，尤其是在系統(tǒng)解決方案方面?！?/p>
恩智浦S32 CoreRide開放平臺
峰會期間，恩智浦正式在中國發(fā)布了S32 CoreRide開放平臺。該平臺不僅匯集了恩智浦成熟的S32計算、網(wǎng)絡和系統(tǒng)電源管理技術，還整合了廣泛的軟件生態(tài)合作伙伴的可立即部署的軟件，旨在幫助汽車制造商和一級供應商簡化汽車架構開發(fā)的復雜性、降低成本。S32 CoreRide開放平臺的推出標志著在應對軟件和硬件集成挑戰(zhàn)方面的重要里程碑，將推動軟件定義汽車的快速演進。
在恩智浦半導體全球資深副總裁、汽車系統(tǒng)與市場負責人Sebastien Clamagirand看來，汽車行業(yè)在實現(xiàn)軟件定義方面有三大挑戰(zhàn)：
1、集成的復雜性。每一個ECU都是一個功能，想要整合一些功能，就需要對這個架構進行調(diào)整，需要額外的硬件盒或 ECU——它是硬件和軟件的混合體，包含來自不同供應商的數(shù)十個甚至數(shù)百個組件。一個元器件要包含這樣的功能，必須是在功能安全的環(huán)境下，這個集成是很有挑戰(zhàn)性的。另外，車型的多樣性也增加了另一層復雜性，并增加了所需的集成工作量。這需要不同的、多重的供應商參與進來， 提供操作系統(tǒng)、中間件、虛擬機管理程序和其他軟件組件。最后還需要應用軟件。每一層都建立在上一層的基礎上，產(chǎn)生了幾乎無法維持的復雜性。這種復雜性還可能導致系統(tǒng)性能的降低。
2、可擴展性的限制。車企往往會有多個車型，比如A級的、入門級的、低級的，以及高端豪華車型?？蓴U展的平臺必須無縫跨越所有車輛類別——從最經(jīng)濟的到最豪華的。車企開發(fā)的某一個架構所能實現(xiàn)的功能，必須也可以遷移其他的架構當中，以避免投資的浪費?？紤]功能方面的巨大差異——低端汽車可能有 25 個 ECU，而高端車型可能最多有 150 個。要在這些車型上擴展開發(fā)工作，如果沒有一致的軟件架構，可能根本無法擴展。沒有通用的軟件基礎，主機廠就無法將開發(fā)工作從一個應用程序重復用于另一個應用程序。
3、架構的靈活性。如果的主機廠的汽車架構一開始就是扁平的話，核心功能分散在整個車輛中，每個應用程序都有自己的硬件 ECU。為了簡化架構，可以將多個 ECU 的功能合并為一個。但是，如果我們將牽引力控制等關鍵系統(tǒng)與車輛照明等簡單的東西結合在同一芯片上，我們就會面臨潛在的風險。如果照明系統(tǒng)出現(xiàn)故障或使處理器負擔過重，可能會危及牽引力控制對危急情況的響應。這可能會影響車輛的穩(wěn)定性和安全性。我們必須有一種故障安全的方法來隔離這些功能。同時，汽車制造商不希望采用靜態(tài)架構，因為一旦設置，它就永遠設置好了。他們不希望車輛無法隨著技術和需求的發(fā)展而移動功能。車輛架構需要隨著車輛收到的每次更新而動態(tài)地重新配置。
為了解決這些問題，恩智浦與生態(tài)合作伙伴設計出了最合適的S32 CoreRide平臺，旨在減輕硬件和軟件集成帶來的復雜性。目前，在傳統(tǒng)汽車行業(yè)的價值鏈中，OEM廠商想要集成某一項基礎的功能，尋找最好的供應商和最好的解決方案，可能要花很長時間進行集成和優(yōu)化，然后再去看軟件與硬件如何連接到一起。這個過程需要經(jīng)歷數(shù)月，甚至一、兩年的時間才能集成一些最基本的組件。但是，在恩智浦CoreRide平臺支撐下，恩智浦和生態(tài)伙伴一起與OEM廠商緊密合作，共同參與決策，可以快速地實現(xiàn)軟硬件的集成，從而充分發(fā)揮芯片的性能，提供更聚焦、讓OEM廠商滿意的解決方案。
據(jù)介紹，除推出S32 CoreRide平臺外，恩智浦還推出了首款基于S32N系列超高集成度處理器的S32?CoreRide中央計算解決方案，采用了最新的5nm制程工藝的S32N55處理器，集成了16個Arm Cortex -R52實時處理器內(nèi)核，運行頻率為1.2 GHz，具備高性能、低功耗和高度集成的特點，能夠滿足軟件定義汽車對計算能力的高要求。
具體來說，S32N55處理器的 Cortex -R52內(nèi)核可以在分離或鎖步模式下運行，可以支持ASIL ISO 26262功能安全級別。兩對輔助鎖步Cortex-M7內(nèi)核支持系統(tǒng)和通信管理。緊密耦合的集成內(nèi)存和48 MB系統(tǒng)SRAM可支持快速執(zhí)行和低延遲訪問。防火墻硬件安全引擎可以為安全引導、安全服務和密鑰管理提供了信任基礎。
S32N55處理器支持LPDDR4X/5/5X DRAM和NAND/NOR閃存接口進行擴展，并支持內(nèi)存糾錯和內(nèi)嵌加密支持功能安全和安全性要求。
S32N55處理器還還集成了先進的網(wǎng)絡技術，擁有時間敏感網(wǎng)絡（TSN）2.5 Gbit/s以太網(wǎng)交換機接口、用于24條CAN FD總線高效內(nèi)部路由的CAN集線器、四個CAN XL接口和一個PCI Express Gen 4接口，能夠?qū)崿F(xiàn)車內(nèi)各個系統(tǒng)之間的高效通信和協(xié)同工作，有助于降低布線和系統(tǒng)成本。
作為S32 CoreRide平臺的中央車輛控制器解決方案，S32N55配有恩智浦的系統(tǒng)電源管理功能，可加速客戶設計FS04安全系統(tǒng)電源管理IC，這也是為支持ASIL D功能安全而共同設計的，結合了PF53用于平臺設計的可擴展內(nèi)核電源，能夠根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)和需求動態(tài)調(diào)整電源分配，確保系統(tǒng)的高效運行和低功耗。
最后，借助S32N55的“內(nèi)核到引腳”硬件隔離和虛擬化技術，其資源可以動態(tài)分區(qū)，以適應不斷變化的車輛功能需求。車輛功能的硬件強制隔離使汽車制造商能夠安全地整合ECU，簡化軟件開發(fā)并支持終身增強和升級。車輛功能可以獨立管理，包括故障處理和復位。他們可以通過S32N55的安全、精細的空中（OTA）升級功能接收獨立的軟件更新，這是SDV隨著時間的推移增強其功能的一項重要功能。
Sebastien Clamagirand指出，“S32 CoreRide平臺能夠很好地應對汽車市場所面臨的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)一種全新的架構，在架構的演進方面和車輛功能分配方面有充足的靈活性。所以，我們相信通過這樣的產(chǎn)品組合，能夠進一步賦能中國的汽車行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，更好地應對汽車行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)，能夠真正實現(xiàn)車內(nèi)的硬件和軟件高度集成?！?/p>
在發(fā)布會上，恩智浦的重要生態(tài)合作伙伴誠邁科技高級技術副總裁鄒曉冬表示：“誠邁科技熱烈歡迎恩智浦S32 CoreRide平臺的發(fā)布。CoreRide創(chuàng)建了軟件定義汽車的通用基礎，從根本上簡化了集成工作，使我們能夠?qū)Ｗ⒂诶肍usionWise中間件解決軟件開發(fā)人員的痛點，為我們的客戶增加價值?！?/p>
Vector中國區(qū)市場總監(jiān)高路強調(diào)：“軟件定義汽車依賴于高效的平臺構建和快速集成。Vector擁有必要的工具、嵌入式軟件和專業(yè)知識，能夠全力支持恩智浦的新技術。通過改變集成流程，OEM廠商和一級供應商可以專注于自己的特定應用，節(jié)省時間和資源。”
東軟睿馳NeuSAR營銷中心總監(jiān)茅海燕表示：“東軟睿馳和恩智浦是長期的生態(tài)戰(zhàn)略合作伙伴，多年來共同推進基于S32平臺的新一代電子電氣架構在中國主機廠的落地和量產(chǎn)。今天非常高興見證恩智浦S32 CoreRide的發(fā)布，希望未來能夠更加緊密合作，共同賦能和構建國內(nèi)外軟件定義汽車的生態(tài)合作體系?！?/p>
恩智浦的中國戰(zhàn)略布局
近年來，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，已經(jīng)成為全球汽車產(chǎn)業(yè)電動化、智能化轉型重要引導力量。根據(jù)發(fā)改委公布的數(shù)據(jù)顯示，2023年中國新能源汽車產(chǎn)銷量分別達到958.7萬輛和949.5萬輛，同比分別增長35.8%和37.9%。中國新能源汽車產(chǎn)銷量占全球比重超過60%、連續(xù)9年位居世界第一位；新能源汽車出口120.3萬輛、同比增長77.2%，均創(chuàng)歷史新高。隨著中國新能源汽車市場的持續(xù)高速增長，也帶動了中國對于汽車芯片需求的爆發(fā)式增長，中國市場也成為了全球汽車芯片廠商爭奪的關鍵市場。
作為全球芯片供應商，恩智浦多年來也在持續(xù)深耕中國汽車市場。Jens Hinrichsen表示：“我們生態(tài)系統(tǒng)的伙伴都在中國。中國是我們很重要且最獨特的一個市場，因為它是全球增長速度最快的一個市場，而且中國的汽車廠商也在極力地推動創(chuàng)新。每提及最前沿的創(chuàng)新我們都會想到中國，這是非常了不起的。恩智浦致力于在中國大力促進這種創(chuàng)新環(huán)境，力圖更加理解中國用戶的需求。現(xiàn)在中國的創(chuàng)新不僅驅(qū)動了中國，也在驅(qū)動著全世界，所以我們會來到中國和大家進行交流。”
據(jù)介紹，在進入中國市場的幾十年來，恩智浦在中國市場一直在持續(xù)投入，目前已經(jīng)在中國構建了全面的端到端本地研發(fā)和應用支持體系，目前恩智浦在中國已有1600多名的研發(fā)人員，面向中國定義、設計和開發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品超過200多項，并在持續(xù)加強產(chǎn)學研合作。目前在中國已經(jīng)有超過6000個不同的客戶。
恩智浦還在中國還落地了多個實驗室，涉及物聯(lián)網(wǎng)、電氣化、人工智能等方面。2019年，恩智浦宣布天津大學合作打造物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合實驗室。2021年，恩智浦正式啟動人工智能創(chuàng)新中心一期“人工智能應用示范基地”。2023年，創(chuàng)新中心二期項目——人工智能創(chuàng)新實踐平臺正式啟動。今年4月，恩智浦還在蘇州宣布其首個全線上實驗室——人工智能創(chuàng)新實踐平臺云實驗室正式上線運營。此外，恩智浦在中國本地還有多家制造工廠和大量的投資。
恩智浦全球副總裁、大中華區(qū)汽車電子業(yè)務總經(jīng)理劉芳女士在發(fā)言中也指出，恩智浦在中國市場的業(yè)務布局和戰(zhàn)略主要體現(xiàn)在本地化研發(fā)和生產(chǎn)（設立了多個研發(fā)中心和生產(chǎn)基地），為中國市場提供本地化的技術支持和服務。通過生態(tài)合作伙伴關系與本地汽車制造商和一級供應商的緊密合作。恩智浦能夠快速響應市場需求，提供定制化的解決方案，共同推動汽車電子技術的創(chuàng)新和發(fā)展。例如，恩智浦與東軟睿馳NeuSAR在基于S32平臺的新一代電子電氣架構方面進行了多年的合作，共同推動其在中國主機廠的落地和量產(chǎn)。此外，恩智浦通過戰(zhàn)略投資和并購的方式，不斷擴大在中國市場的影響力和業(yè)務規(guī)模。劉芳女士總結道，恩智浦在中國的汽車業(yè)務布局和戰(zhàn)略，將進一步鞏固其在全球汽車電子市場的領導地位。
“我們在中國有六大要素，可以說是刻在了我們中國策略的DNA中，即具有競爭力的產(chǎn)品、速度、供應彈性、系統(tǒng)級解決方案、加入贏家行列、支持中小企業(yè)。我們希望和優(yōu)勝者合作，因為我們認為優(yōu)勝者就在中國，也希望能支持中小客戶。我們看到很多企業(yè)的創(chuàng)新是由它們的直接客戶所推動的，比如車企OEM，但我們相信還有很多生態(tài)合作伙伴，集成的合作伙伴、創(chuàng)新的合作伙伴，以及很多與我們沒有直接關聯(lián)的伙伴，都是我們的客戶。我們想支持的不僅僅是這些大的客戶，還有我們的生態(tài)系統(tǒng)中，一級供應商、二級供應商都是我們的合作伙伴。我們的目標就是推動生產(chǎn)致力于服務我們客戶的有高競爭力的產(chǎn)品。”Jens Hinrichsen說道。
恩智浦全球資深副總裁、新能源及驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品線總經(jīng)理李曉鶴先生也表示，中國現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)了全球差不多60%的電動汽車。在這一發(fā)展和成長過程中，中國的主機廠建立了很多新的生產(chǎn)線，這不僅僅是產(chǎn)能的提升，也是質(zhì)量的提升，因為質(zhì)量就是信譽和成本。
李曉鶴強調(diào)：“和很多半導體友商不同的是，恩智浦現(xiàn)在幫助客戶做的事情不僅是解決半導體本身的質(zhì)量問題。我們建立了一個全新的團隊，幫助客戶去提高客戶在設計、制版、驗證、組裝、電池生產(chǎn)和整車生產(chǎn)當中的質(zhì)量問題，幫助客戶去解決最終生產(chǎn)車輛出來所帶來的相應的良率問題、質(zhì)量問題，使整車質(zhì)量更高。同時，恩智浦在為中國市場服務過程中，還有效結合了國內(nèi)研發(fā)和國外研發(fā)相結合的雙引擎的機制。即可結合了國內(nèi)持續(xù)快速迭代的創(chuàng)新機制，和國外的速度相對較慢的系統(tǒng)化、深度的中遠期創(chuàng)新機制。當中國本地的快速引擎跟海外長期的引擎結合在一起，才得以讓恩智浦產(chǎn)品系列在中國有競爭力，在全球有競爭力。比如，我們和中國客戶一起定義了第一款電池管理產(chǎn)品，今年已經(jīng)開始交樣。同時，我們也為中國客戶提供了非常好的在本地的支持。我們已經(jīng)啟動了在中國的第一款本地生產(chǎn)晶圓的產(chǎn)品項目。”
結語
恩智浦發(fā)布S32 CoreRide開放平臺，標志著在應對軟件和硬件集成挑戰(zhàn)方面的重要里程碑，將推動軟件定義汽車的快速演進。通過提供完整的系統(tǒng)級解決方案，恩智浦幫助汽車制造商和一級供應商簡化汽車架構開發(fā)的復雜性、降低成本，并推動軟件定義汽車的快速發(fā)展。恩智浦在中國的汽車業(yè)務布局和戰(zhàn)略，將進一步鞏固其在全球汽車電子市場的領導地位，為中國汽車產(chǎn)業(yè)的智能化升級和國際化發(fā)展做出積極貢獻。
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