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人工智能“顛覆”汽車(chē) ,可持續(xù)發(fā)展還看芯片
人工智能“顛覆”汽車(chē) ,可持續(xù)發(fā)展還看芯片
來(lái)源:中國(guó)電子報(bào)、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)
區(qū)域控制引燃汽車(chē)行業(yè)新變革
自動(dòng)駕駛作為未來(lái)交通行業(yè)的一種新趨勢(shì)，不僅可以解放人類(lèi)的勞動(dòng)，給人類(lèi)帶來(lái)更多的自由時(shí)間，還可以通過(guò)智能計(jì)算優(yōu)化城市交通問(wèn)題，提高駕駛安全性。據(jù)了解，對(duì)于整車(chē)廠商而言，汽車(chē)的電子電氣架構(gòu)分為三個(gè)階段：分布式電子電氣架構(gòu)、（跨）域集中電子電氣架構(gòu)、中央集中電子電氣架構(gòu)。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前汽車(chē)電子電氣架構(gòu)正面臨第一個(gè)階段到第二個(gè)階段的變革，即從分布式架構(gòu)，到域控制器架構(gòu)的變革。而對(duì)于恩智浦等芯片廠商而言，則是從分布式到域控制，再到區(qū)域控制的過(guò)度，這也引燃了汽車(chē)行業(yè)新的技術(shù)變革。
據(jù)了解，傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)，無(wú)法支撐整車(chē)OTA、L3及以上的自動(dòng)駕駛能力，需使用域控制器架構(gòu)。伴隨汽車(chē)行業(yè)發(fā)展，汽車(chē)上的ECU（即電子控制單元、控制器）數(shù)量快速上漲。根據(jù)公開(kāi)資料，目前單個(gè)車(chē)型使用的ECU數(shù)量平均為20余個(gè)，個(gè)別車(chē)型多達(dá)上百個(gè)，在功能汽車(chē)階段，這些ECU彼此孤立運(yùn)作，參與汽車(chē)一個(gè)個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，彼此并無(wú)大規(guī)模交互的需要，這樣的情況也對(duì)應(yīng)分布式架構(gòu)。
但進(jìn)入智能汽車(chē)階段，不同硬件之間的交互非常頻繁，與大量不同供應(yīng)商開(kāi)發(fā)的ECU進(jìn)行交互也變得越來(lái)越復(fù)雜。例如，本來(lái)一條簡(jiǎn)單的算法命令，在分布式架構(gòu)中要寫(xiě)成幾十條算法以便能夠與不同供應(yīng)商的ECU交互。
同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)安全技術(shù)研究所所長(zhǎng)朱西產(chǎn)表示，原有的電子電氣架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)一定的智能化，但很難做到L3級(jí)自動(dòng)駕駛，例如，某一輛車(chē)用的是博世的制動(dòng)，采埃孚的轉(zhuǎn)向，兩個(gè)廠家的ECU信息往往不能做到很好的互通，這種情況下車(chē)輛往往僅能實(shí)現(xiàn)低級(jí)別的智能駕駛功能。
而區(qū)域架構(gòu)能夠在汽車(chē)周?chē)鷮?shí)現(xiàn)高效的電力和數(shù)據(jù)分布，同時(shí)節(jié)省布線成本、改進(jìn)重量和制造。此架構(gòu)中的一個(gè)關(guān)鍵組件是區(qū)域控制器，它負(fù)責(zé)將大量的執(zhí)行器和傳感器連接到中央計(jì)算ECU，并且根據(jù)應(yīng)用分布，在區(qū)域內(nèi)的策略中可以發(fā)揮重要作用。
隨著汽車(chē)內(nèi)服務(wù)/ECU數(shù)量的增長(zhǎng)，原始設(shè)備制造商正在尋找更具可擴(kuò)展性和更高性價(jià)比的解決方案，以改進(jìn)E/E架構(gòu)，并滿足聯(lián)網(wǎng)、電動(dòng)、自動(dòng)駕駛汽車(chē)的未來(lái)需求。這種演進(jìn)可以將功能邏輯地分布到種類(lèi)較少的軟件/硬件平臺(tái)，以及對(duì)基于區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理更改來(lái)實(shí)現(xiàn)
恩智浦大中華區(qū)汽車(chē)電子業(yè)務(wù)總經(jīng)理劉芳向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，區(qū)域控制器架構(gòu)能夠使汽車(chē)在不同域的角度、不同方位具備更加高速的響應(yīng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)低功耗，還能降低整個(gè)汽車(chē)線束的成本。恩智浦在兩三年前就開(kāi)始推動(dòng)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)朝區(qū)域控制的升級(jí)，從而對(duì)今后行業(yè)的智能化和網(wǎng)聯(lián)化帶來(lái)更多可能，適應(yīng)未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)的方向和趨勢(shì)。
芯片采用先進(jìn)制程是智能汽車(chē)發(fā)展的必然趨勢(shì)
除了架構(gòu)以外，隨著人工智能的不斷發(fā)展，汽車(chē)芯片也打破了人們的傳統(tǒng)認(rèn)知，經(jīng)歷著由成熟制程到先進(jìn)制程演進(jìn)的變革。Gartner數(shù)據(jù)，全球汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)2022年有望達(dá)到651億美元，占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模的比例有望達(dá)到12%，并成為半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域中增速最快的部分。這也使得眾多汽車(chē)芯片廠商紛紛爭(zhēng)奪汽車(chē)芯片領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)先權(quán)。高通、恩智浦、吉利等汽車(chē)廠商于近期相繼開(kāi)發(fā)5納米等先進(jìn)制程的汽車(chē)芯片成為了智能汽車(chē)的發(fā)展路徑之一。
對(duì)此，劉芳表示，“先進(jìn)制程是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，但從行業(yè)角度講，是否采用先進(jìn)的制程還要取決于具體應(yīng)用的要求。現(xiàn)在無(wú)論是從主機(jī)廠還是從應(yīng)用場(chǎng)景角度，大家都更加期待高算力和低功耗的特性，以滿足自動(dòng)駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)響應(yīng)、更復(fù)雜的算法支持等方面問(wèn)題的需求。但是在實(shí)際應(yīng)用中，可能是通過(guò)多種技術(shù)的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)性能和功耗的最佳表現(xiàn)，最合適的路徑需要靠今后量產(chǎn)的產(chǎn)品來(lái)驗(yàn)證。”劉芳向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示。
一切技術(shù)都是為市場(chǎng)和需求服務(wù)的，對(duì)于汽車(chē)芯片而言，是否采用先進(jìn)的工藝和先進(jìn)的制程，取決于現(xiàn)有的工藝和制程在技術(shù)研發(fā)上是否遇到了瓶頸，且是否已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)和產(chǎn)品的需求。對(duì)于技術(shù)和產(chǎn)品的一系列研發(fā)，一定是基于技術(shù)上的可行性來(lái)進(jìn)行考量。“相比便攜設(shè)備而言，汽車(chē)對(duì)于芯片體積和功耗并沒(méi)有更迫切的需求，但對(duì)適合多種工況的魯棒性可靠性有更高的要求，而恩智浦的5nm技術(shù)便是基于這兩方面的需求而開(kāi)發(fā)的，”劉芳表示。
打造差異化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性的發(fā)展
盡管如今人工智能正在驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行業(yè)經(jīng)歷著種種變革，但是隨著技術(shù)難度是不斷攀升，挑戰(zhàn)也隨之而來(lái)。據(jù)了解，市場(chǎng)對(duì)于智能駕駛的期望與技術(shù)創(chuàng)新之間的鴻溝，已經(jīng)成為自動(dòng)駕駛企業(yè)發(fā)展面臨的最大挑戰(zhàn)之一。在市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，人們對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的需求越來(lái)越高，種種技術(shù)瓶頸也隨之而來(lái)，因此，擁有可持續(xù)性的技術(shù)發(fā)展道路，從而快速滿足市場(chǎng)的更迭成為了如今汽車(chē)廠商追尋的主要目標(biāo)之一。劉芳認(rèn)為，打造可持續(xù)性發(fā)展的關(guān)鍵在于芯片設(shè)計(jì)的差異化以及針對(duì)不同市場(chǎng)的差異化發(fā)展模式。
首先，利用通用算力的架構(gòu)，形成芯片設(shè)計(jì)的差異化，使得芯片本身形成一個(gè)資源池，共同支持軟硬件能力，實(shí)現(xiàn)多核聯(lián)動(dòng)、多個(gè)應(yīng)用的同時(shí)運(yùn)行，并且在這些基礎(chǔ)上還可以保障整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可靠性，從而打造可持續(xù)性的發(fā)展戰(zhàn)略。
“軟件定義汽車(chē)或軟硬結(jié)合的發(fā)展趨勢(shì)，將會(huì)成為市場(chǎng)上最主要的差異化因素，但隨之而來(lái)的瓶頸是，如何讓這些軟件工程師適應(yīng)快速的技術(shù)更迭，能夠在未來(lái)汽車(chē)電子架構(gòu)的升級(jí)上實(shí)現(xiàn)高速?gòu)?fù)用軟件能力。而利用芯片的差異化設(shè)計(jì)所打造的開(kāi)發(fā)平臺(tái)、軟件的支持、硬件能力等能夠進(jìn)行靈活的調(diào)用，從而最大化地實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)。這種可持續(xù)化的能力，也是如今越來(lái)越多行業(yè)結(jié)合到整個(gè)IoT服務(wù)領(lǐng)域的重要支撐。”劉芳向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示。
其次，對(duì)于不同的市場(chǎng)，也需要根據(jù)本土情況，打造差異化的市場(chǎng)發(fā)展戰(zhàn)略。除了需要本地的技術(shù)支持、研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造以外，還培養(yǎng)和開(kāi)發(fā)不同環(huán)節(jié)的本地合作伙伴，包括云服務(wù)商、數(shù)據(jù)處理服務(wù)商、系統(tǒng)和方案的合作伙伴、AI合作伙伴等。
人工智能對(duì)汽車(chē)領(lǐng)域的發(fā)展有著巨大的推動(dòng)力量，對(duì)于各大汽車(chē)廠商而言，若想有效填補(bǔ)市場(chǎng)的期望與技術(shù)創(chuàng)新之間的鴻溝，需要通過(guò)差異化來(lái)打造可持續(xù)的創(chuàng)新，冷靜應(yīng)對(duì)現(xiàn)存問(wèn)題，并把握發(fā)展機(jī)遇，從而才能在人工智能浪潮下迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)型升級(jí)。
