2022泰達論壇丨蘇州國芯肖佐楠：國產汽車電子MCU核心技術的建立與產業化

9月2日至9月4日，由中國汽車技術研究中心有限公司、中國汽車工程學會、中國汽車工業協會、中國汽車報社聯合主辦，天津經濟技術開發區管委會特別支持，日本汽車工業協會、德國汽車工業協會協辦的第十八屆中國汽車產業發展國際論壇(TEDA)在天津濱海新區舉行。本次論壇以“堅定信念，穩健發展，開創新局”為主題，邀請重磅嘉賓進行深入探討。

9月4日，“生態論壇:從短缺到成熟，汽車芯片國產化何時迎來春天？”蘇州國鑫科技有限公司總經理肖作南發表了題為《國產汽車電子MCU核心技術的確立與產業化》的演講。

以下為演講實錄:

首先非常感謝主辦方給我們這樣一個學習和交流的機會。我今天演講的題目是“國產汽車電子MCU核心技術的建立與產業化”。

首先提到核心技術。核心技術是什么？我們的理解是，能夠將自己的技術產品化，在三到五年內，實現絕對量和相對量的銷量最大化，進而形成對企業發展的良好支撐。這是我們理解的核心技術。

所以核心技術不同于前沿技術。前沿技術有可能轉化為企業的核心技術，每個企業在不同的發展階段對核心技術有不同的定義。經過20多年的發展，國鑫公司于今年1月6日登陸科技創新板。20年的發展集中在國內生產、CPU技術和工業化上。

針對剛才說的核心技術的產業化，既然是MCU，就要分析技術上和整個市場上的發展方向和趨勢。第一，汽車電子電氣架構的演進趨勢；然后介紹了智能汽車MCU和SoC的發展趨勢；第三是汽車電子芯片的核心技術和競爭力；四是汽車電子芯片及產業化。

首先是電子電氣架構的演進趨勢。汽車是一種交通工具，但現在它是第三種生活空間。目前傳感器和執行器的發展方向逐漸趨同，向標準化發展。ECU在分析和控制環境以及滿足用戶方面起著關鍵作用。智能汽車MCU的發展趨勢，本質上要追溯到ECU所承擔的職責。EE架構也面臨著ECU職責的演變。在傳統的分布式架構下，ECU通常是針對某個功能的，所以ECU很多，ECU之間的通信是有限的。傳統通信主要通過低速總線實現。隨著中央網關的增加，功能模塊之間的數據通信更加容易。通過集成不同的總線和網絡，可以跨總線交換數據，進行不同總線類型的協議轉換，從而參與網絡管理。根據實際需求，路由信號和消息控制實現不同功能模塊之間的通信。

隨著模塊化的加速，ECU的功能集成度進一步提高，出現了功能域的概念，進而實現了域控制器。應該說，隨著域控制器的出現，我們的MCU功能更加一體化。脫離了原來ECU單純完成特定信號的處理和執行的功能，可以脫離更多信息的處理，從而走向標準化。

目前域控制器分為五域和三域。五個域主要是Bosch提出的自動駕駛域、駕駛艙域、車身域、底盤域和動力域。大眾和華為提出了三域架構，即自動駕駛域、駕駛艙域和車輛控制域。以特斯拉為代表，提出車載中央計算機，有不同的區域計算。這種架構可以理解為汽車架構的終極概念。車載單元和區域控制擺脫了原有的功能域概念，是一個通用的、更集中的芯片概念。因此，在汽車電子電氣架構的發展中，軟件架構是一個長期的、漸進的演化過程。

目前判斷傳統車企的整車架構大多還處于從分布式架構向域控制架構轉化的過程中。然后就帶來了我們的產品應該側重于什么樣的功能和定位思維。

在EE架構的演進過程中，提出了MCU和SoC芯片的演進。SoC芯片是一個相對更大更廣的芯片概念，涵蓋了MCU。在汽車智能化的演進過程中，主要是功能和運算需求的迭代和增強，導致了SoC的快速演進，所以我們提出了這樣一個SoC芯片的概念。

MCU功能芯片繼續鞏固汽車的控制性能和安全性。隨著汽車各種舒適功能的普及，零部件控制領域細化，對MCU的要求更高。目前仍被外資高度壟斷。

智能座艙的實現實際上是SoC的功能計算能力逐漸增強的過程，對汽車的計算能力提出了更高的要求，傳統的功能芯片無法滿足計算能力要求。傳統汽車芯片廠商面對的是該領域的低端市場。在這一領域，消費領域的傳統芯片廠商，如高通、三星、華為等，主要占據高端智能座艙領域。

剛才提到自動駕駛芯片也是SoC，對汽車的計算能力提出了更高的要求，傳統的功能芯片無法滿足這種計算能力要求。為了滿足更高的安全級別，滿足自動駕駛水平的提升，需要更高的計算能力支持。在車輛控制域芯片中，功能相近的ECU統一管理控制域，資源豐富的傳統芯片即可滿足需求。傳統的高端MCU仍然非常適合車輛控制領域。與此同時，我們也看到了從傳統MCU向SoC發展的趨勢。我們說過，事實上，如果我們進入一個圣……le EE架構，五年后SoC可能會逐漸向原來的傳統MCU轉型。所以汽車控制芯片既有功能MCU，又有主控SoC。隨著汽車電子架構的演進，MCU不斷鞏固汽車控制性能，安全計算能力更高的SoC市場潛力巨大。

下面我們來探討一下智能汽車SoC和MCU的發展趨勢。首先是功能性MCU的發展趨勢。傳統的域控制器主要分為五個域，其中動力域有大量的燃油車，未來五年可能還會有大量的燃油車。控制傳統燃油汽車動力性能的MCU數量相對穩定，而新能源汽車動力系統中的MCU數量會增加。在車身領域，傳統功能較多，MCU數量相對穩定。機箱領域會隨著機箱線控技術的應用，促進MCU的增加。在駕駛艙領域和自動駕駛領域，隨著功能的不斷創新，傳統MCU的數量正在下降。在自動駕駛領域，尤其是輔助駕駛領域，MCU的數量越來越多，所以未來L3智能駕駛等高度智能駕駛之后，MCU的數量會減少。8位MCU提供低端控制功能，如風扇、天窗、空調等。32位MCU具有高端控制功能，實現輔助駕駛，發揮重要作用，如車身域、動力域、底盤域等。復雜的應用場景推動MCU向32位發展，但未來3-5年內很難完全替代8位和16位MCU。

其次，看一看主控芯片，自動駕駛、泊車等輔助功能的安全性和舒適性。考慮到成本和性能，主要是分布式架構。對于功能型MCU，需求還在增加。未來在L3級別以上的自動駕駛領域，高計算能力SoC芯片處于主控地位，控制自動駕駛的多個傳感器。不需要傳統意義上的MCU，可能會導致這個數字下降。最后可能是集中，一兩個SOC就能完成這個功能。當然，可以清楚的看到，主控SoC的發展已經成為一種趨勢。但在近期，尤其是三到五年內，單片機仍然是一個主戰場。智能車域控制芯片的發展趨勢首先是高性能，人機交互和環境感知需要計算海量數據，更先進的工藝技術，CPU和神經網絡來滿足性能的不斷提升。二是多核異構，支持各種場景的硬件需求。第三是高度集成。域控制器的集成功能越來越多，除了剛才說的大計算能力，還有各種通信接口。我們認為，技術發展將重塑傳統上由上游供應商和系統集成商組成的汽車產業鏈。特斯拉的加入加速了整個行業的變革。一些車企已經開始自行設計汽車電子芯片，甚至Tier1廠商也開始了芯片設計研發。第四，大量互聯網公司也進入這個體系，整個汽車產業鏈的價值將被重塑。

我們提出的是最大限度的在3-5年內建立自己的核心技術和競爭力，為公司創造更大的價值，所以我們開發了嵌入式CPU核心技術。我們提出0PPM的概念，每一個有故障的芯片都要有根本原因分析。一定要掌握每個核心IP的設計，快速發現和發現問題。我們建立了基于Power PC的CPU內核技術。設計開源RISC-V架構技術，實現技術平臺。根據產業鏈發展，可以定制。

第二是自主IP可控。當然，并不是說我們拒絕開放，一些標準化的通信和模塊也可以被第三方使用。但總體來說，一些主要的數字模塊和模擬IP，包括電源和IO，應該是獨立自主研究的。尤其是電源，因為與傳統汽車相比，電動汽車在不同階段的管理非常復雜……美國和不同的環境。很多感知引起數模轉換，帶來不同的轉換率和不同的精度要求，需要我們自己掌握。

剛才提到的是一些我們自主控制的核心技術。工藝方面，我們實際上要滿足高可靠性的要求，包括可測性設計故障分析、制造冗余設計等全鏈條的設計技術。說到功能安全，比如內核鎖步技術，最大程度上用硬件簡化了軟件工作。還有像總線這樣的檢測技術，包括整個內部單元的檢測技術，以及整個啟動和運行過程中環境的檢測技術。其實我們說功能安全，首先要積累整個技術，這是我們作為MCU必須的。就國鑫公司而言，我們已經推出了幾十款芯片，目前都是基于Power PC的架構，主要用于發動機控制芯片和車身控制芯片。主要技術水平是40nm濃度的嵌入式技術，與國內主要巨頭的技術水平同步，也是未來五年左右MCU要采用的主要技術水平。

另外，為什么幾十個型號里有幾十個不同的型號？一個芯片有不同的存儲，內存等。根據不同的包裝資源，可以有不同的系列型號。尤其是域控，有6核架構，包括一個16兆以上內存的，明年下半年推出。

同時，聯網對汽車電子安全芯片提出了更高的要求，首先是V2X場景，驗證能力要達到上千次。我們推出了滿足3000次以上要求的芯片。借助中汽中心軟件評測，推出ACS-EAL5+認證。另外，我們提到了建立完善可控的生態鏈。所有MCU都支持國際第三方開發環境和第三方調試工具，并與國內各大軟件公司合作開發底層軟件，包括操作系統。我們還推出了集成可控的生態聚合集成開發環境。

綜上所述，我們已經建立了比較完善的汽車電子芯片設計技術平臺，國內汽車電子工藝技術平臺，基于AEC-Q100的汽車電子篩選系統，可以更大程度的實現產業化。謝謝大家！本文根據TEDA汽車論壇現場速記整理，未經演講者審閱，僅供參考。9月2日至9月4日，由中國汽車技術研究中心有限公司、中國汽車工程學會、中國汽車工業協會、中國汽車報社聯合主辦，天津經濟技術開發區管委會特別支持，日本汽車工業協會、德國汽車工業協會協辦的第十八屆中國汽車產業發展國際論壇(TEDA)在天津濱海新區舉行。本次論壇以“堅定信念，穩健發展，開創新局”為主題，邀請重磅嘉賓進行深入探討。

9月4日，“生態論壇:從短缺到成熟，汽車芯片國產化何時迎來春天？”蘇州國鑫科技有限公司總經理肖作南發表了題為《國產汽車電子MCU核心技術的確立與產業化》的演講。

以下為演講實錄:

首先非常感謝主辦方給我們這樣一個學習和交流的機會。我今天演講的題目是“國產汽車電子MCU核心技術的建立與產業化”。

首先提到核心技術。核心技術是什么？我們的理解是，能夠將自己的技術產品化，在三到五年內，實現絕對量和相對量的銷量最大化，進而形成對企業發展的良好支撐。這是我們理解的核心技術。

所以核心技術不同于前沿技術。前沿技術有可能轉化為企業的核心技術，每個企業在不同的發展階段對核心技術有不同的定義。經過20多年的發展，國鑫公司于今年1月6日登陸科技創新板。20年的發展集中在國內生產、CPU技術和工業化上。

針對剛才說的核心技術的產業化，既然是MCU，就要分析技術上和整個市場上的發展方向和趨勢。第一，汽車電子電氣架構的演進趨勢；然后介紹了智能汽車MCU和SoC的發展趨勢；第三是汽車電子芯片的核心技術和競爭力；四是汽車電子芯片及產業化。

首先是電子電氣架構的演進趨勢。汽車是一種交通工具，但現在它是第三種生活空間。目前傳感器和執行器的發展方向逐漸趨同，向標準化發展。ECU在分析和控制環境以及滿足用戶方面起著關鍵作用。智能汽車MCU的發展趨勢，本質上要追溯到ECU所承擔的職責。EE架構也面臨著ECU職責的演變。在傳統的分布式架構下，ECU通常是針對某個功能的，所以ECU很多，ECU之間的通信是有限的。傳統通信主要通過低速總線實現。隨著中央網關的增加，功能模塊之間的數據通信更加容易。通過集成不同的總線和網絡，可以跨總線交換數據，進行不同總線類型的協議轉換，從而參與網絡管理。根據實際需求，路由信號和消息控制實現不同功能模塊之間的通信。

隨著模塊化的加速，ECU的功能集成度進一步提高，出現了功能域的概念，進而實現了域控制器。應該說，隨著域控制器的出現，我們的MCU功能更加一體化。脫離了原來ECU單純完成特定信號的處理和執行的功能，可以脫離更多信息的處理，從而走向標準化。

目前域控制器分為五域和三域。五個域主要是Bosch提出的自動駕駛域、駕駛艙域、車身域、底盤域和動力域。大眾和華為提出了三域架構，即自動駕駛域、駕駛艙域和車輛控制域。以特斯拉為代表，提出車載中央計算機，有不同的區域計算。這種架構可以理解為汽車架構的終極概念。車載單元和區域控制擺脫了原有的功能域概念，是一個通用的、更集中的芯片概念。因此，在汽車電子電氣架構的發展中，軟件架構是一個長期的、漸進的演化過程。

目前判斷傳統車企的整車架構大多還處于從分布式架構向域控制架構轉化的過程中。然后就帶來了我們的產品應該側重于什么樣的功能和定位思維。

在EE架構的演進過程中，提出了MCU和SoC芯片的演進。SoC芯片是一個相對更大更廣的芯片概念，涵蓋了MCU。在汽車智能化的演進過程中，主要是功能和運算需求的迭代和增強，導致了SoC的快速演進，所以我們提出了這樣一個SoC芯片的概念。

MCU功能芯片繼續鞏固汽車的控制性能和安全性。隨著汽車各種舒適功能的普及，零部件控制領域細化，對MCU的要求更高。目前仍被外資高度壟斷。

智能座艙的實現實際上是SoC的功能計算能力逐漸增強的過程，對汽車的計算能力提出了更高的要求，傳統的功能芯片無法滿足計算能力要求。傳統汽車芯片廠商面對的是該領域的低端市場。在這一領域，消費領域的傳統芯片廠商，如高通、三星、華為等，主要占據高端智能座艙領域。

剛才提到自動駕駛芯片也是SoC，對汽車的計算能力提出了更高的要求，傳統的功能芯片無法滿足這種計算能力要求。為了滿足更高的安全級別，滿足自動駕駛水平的提升，需要更高的計算能力支持。在車輛控制域芯片中，功能相近的ECU統一管理控制域，資源豐富的傳統芯片即可滿足需求。傳統的高端MCU仍然非常適合車輛控制領域。與此同時，我們也看到了從傳統MCU向SoC發展的趨勢。我們說過，事實上，如果我們進入一個圣……le EE架構，五年后SoC可能會逐漸向原來的傳統MCU轉型。所以汽車控制芯片既有功能MCU，又有主控SoC。隨著汽車電子架構的演進，MCU不斷鞏固汽車控制性能，安全計算能力更高的SoC市場潛力巨大。

下面我們來探討一下智能汽車SoC和MCU的發展趨勢。首先是功能性MCU的發展趨勢。傳統的域控制器主要分為五個域，其中動力域有大量的燃油車，未來五年可能還會有大量的燃油車。控制傳統燃油汽車動力性能的MCU數量相對穩定，而新能源汽車動力系統中的MCU數量會增加。在車身領域，傳統功能較多，MCU數量相對穩定。機箱領域會隨著機箱線控技術的應用，促進MCU的增加。在駕駛艙領域和自動駕駛領域，隨著功能的不斷創新，傳統MCU的數量正在下降。在自動駕駛領域，尤其是輔助駕駛領域，MCU的數量越來越多，所以未來L3智能駕駛等高度智能駕駛之后，MCU的數量會減少。8位MCU提供低端控制功能，如風扇、天窗、空調等。32位MCU具有高端控制功能，實現輔助駕駛，發揮重要作用，如車身域、動力域、底盤域等。復雜的應用場景推動MCU向32位發展，但未來3-5年內很難完全替代8位和16位MCU。

其次，看一看主控芯片，自動駕駛、泊車等輔助功能的安全性和舒適性。考慮到成本和性能，主要是分布式架構。對于功能型MCU，需求還在增加。未來在L3級別以上的自動駕駛領域，高計算能力SoC芯片處于主控地位，控制自動駕駛的多個傳感器。不需要傳統意義上的MCU，可能會導致這個數字下降。最后可能是集中，一兩個SOC就能完成這個功能。當然，可以清楚的看到，主控SoC的發展已經成為一種趨勢。但在近期，尤其是三到五年內，單片機仍然是一個主戰場。智能車域控制芯片的發展趨勢首先是高性能，人機交互和環境感知需要計算海量數據，更先進的工藝技術，CPU和神經網絡來滿足性能的不斷提升。二是多核異構，支持各種場景的硬件需求。第三是高度集成。域控制器的集成功能越來越多，除了剛才說的大計算能力，還有各種通信接口。我們認為，技術發展將重塑傳統上由上游供應商和系統集成商組成的汽車產業鏈。特斯拉的加入加速了整個行業的變革。一些車企已經開始自行設計汽車電子芯片，甚至Tier1廠商也開始了芯片設計研發。第四，大量互聯網公司也進入這個體系，整個汽車產業鏈的價值將被重塑。

我們提出的是最大限度的在3-5年內建立自己的核心技術和競爭力，為公司創造更大的價值，所以我們開發了嵌入式CPU核心技術。我們提出0PPM的概念，每一個有故障的芯片都要有根本原因分析。一定要掌握每個核心IP的設計，快速發現和發現問題。我們建立了基于Power PC的CPU內核技術。設計開源RISC-V架構技術，實現技術平臺。根據產業鏈發展，可以定制。

第二是自主IP可控。當然，并不是說我們拒絕開放，一些標準化的通信和模塊也可以被第三方使用。但總體來說，一些主要的數字模塊和模擬IP，包括電源和IO，應該是獨立自主研究的。尤其是電源，因為與傳統汽車相比，電動汽車在不同階段的管理非常復雜……美國和不同的環境。很多感知引起數模轉換，帶來不同的轉換率和不同的精度要求，需要我們自己掌握。

剛才提到的是一些我們自主控制的核心技術。工藝方面，我們實際上要滿足高可靠性的要求，包括可測性設計故障分析、制造冗余設計等全鏈條的設計技術。說到功能安全，比如內核鎖步技術，最大程度上用硬件簡化了軟件工作。還有像總線這樣的檢測技術，包括整個內部單元的檢測技術，以及整個啟動和運行過程中環境的檢測技術。其實我們說功能安全，首先要積累整個技術，這是我們作為MCU必須的。就國鑫公司而言，我們已經推出了幾十款芯片，目前都是基于Power PC的架構，主要用于發動機控制芯片和車身控制芯片。主要技術水平是40nm濃度的嵌入式技術，與國內主要巨頭的技術水平同步，也是未來五年左右MCU要采用的主要技術水平。

另外，為什么幾十個型號里有幾十個不同的型號？一個芯片有不同的存儲，內存等。根據不同的包裝資源，可以有不同的系列型號。尤其是域控，有6核架構，包括一個16兆以上內存的，明年下半年推出。

同時，聯網對汽車電子安全芯片提出了更高的要求，首先是V2X場景，驗證能力要達到上千次。我們推出了滿足3000次以上要求的芯片。借助中汽中心軟件評測，推出ACS-EAL5+認證。另外，我們提到了建立完善可控的生態鏈。所有MCU都支持國際第三方開發環境和第三方調試工具，并與國內各大軟件公司合作開發底層軟件，包括操作系統。我們還推出了集成可控的生態聚合集成開發環境。

綜上所述，我們已經建立了比較完善的汽車電子芯片設計技術平臺，國內汽車電子工藝技術平臺，基于AEC-Q100的汽車電子篩選系統，可以更大程度的實現產業化。謝謝大家！

本文根據TEDA汽車論壇現場速記整理，未經演講者審閱，僅供參考。

標簽：特斯拉大眾發現

汽車資訊熱門資訊