技術人員經常過度使用“顛覆性”和“革命性”等詞，但汽車設計和制造的最新發(fā)展無疑是顛覆性和革命性的。這些變化代表了過去 100 年來交通設計中最重大的變革，這是自汽車早期以來最大的進步，當時蒸汽、汽油甚至電池驅動的汽車混合在同一條塵土飛揚的道路上。整輛車都在大修，這次是用電子設備，把汽車改造成車輪上的超級計算機。

一位寶馬工程師感嘆，他的團隊花了數十年時間設計出具有出色操控性和性能的汽車，但買家首先想知道的是該車是否與他們的手機集成。您可以理解傳統(tǒng)汽車設計師的挫敗感，因為電子和軟件取代了機械設計作為客戶選擇標準。

梅賽德斯-奔馳、日產、沃爾沃和其他公司都在投放廣告，突出其汽車的無線電話充電器、全數字儀表板、防撞系統(tǒng)和 24 聲道立體聲音響，這絕非偶然。沒有人提到馬力、轉速、騎行、操控甚至“豐富的科林斯皮革”。甚至福特卡車廣告也吹捧 12V 插座和內置發(fā)電機的數量，而不是卡車的載貨能力或牽引能力。GVWR（最大總重量）已經讓位于 Teraflops 和 MHz。

電動機、自動駕駛技術、信息娛樂電子產品、基于訂閱的服務、售后無線更新和新興的車對任何事物的通信已經成倍地增加了對半導體芯片和軟件的需求。行業(yè)分析師現在將汽車電子視為一個獨特的類別，本身就是一個子行業(yè)，如計算或航空航天。

點擊查看完整大小的圖片

這一切都將走向何方？現在強制連接到互聯網和云數據中心將汽車制造商的核心競爭力從機械設計轉移到軟件和芯片。車聯網將不再依靠汽油甚至電力，而是依靠數據。這些數據由片上系統(tǒng) (SoC) 半導體收集、處理、通信和存儲。

汽車 SoC 推動需求

世界汽車制造商每年生產約 1 億輛汽車和卡車。根據研究公司 IHS Markit（2020 年 10 月）的數據，到 2026 年，其中一半以上將包括 15-24 個復雜的電子 SoC 設備，平均每輛車有 23 個 SoC。將這 23 個 SoC 乘以大約 6000 萬輛汽車，僅汽車市場每年就會有近 15 億個復雜的 SoC ——而這距離現在只有 5 年。到 2030 年代初，即 10 年后，需求將增加到超過 20 億個復雜的汽車 SoC。

車聯網代表了自智能手機以來最重要的半導體機遇。其中一些芯片用于高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的高調自動駕駛技術。盡管如此，大部分還是用于信息娛樂和遠程信息處理，這是幾乎每輛汽車都比較熟悉和廣泛使用的功能：收音機、GPS 導航、電子儀器、手機集成、發(fā)動機管理等等。在由消費者需求驅動的汽車零售市場中，這些都是必不可少的功能——因此，功能前衛(wèi)的汽車廣告也應運而生。

但這項技術僅適用于汽車本身——工程術語中的“端點”。他們背后的基礎設施呢？汽車制造商需要充滿計算機服務器的巨大房間，這與亞馬遜、谷歌、Facebook 或微軟不同。

點擊查看完整大小的圖片

如果我們假設每 200 輛汽車有一臺服務器，那么每年就有 300,000 臺服務器。此外，全球各地的城市都在建設基礎設施?！爸腔鄢鞘小奔夹g已經部署在數百萬個交通信號燈、高速公路標志、攝像頭、路燈、路邊傳感器和車輛到基礎設施網絡中，并由無數英里的有線和無線接入點提供支持。汽車將相互通信并與路邊基站進行延遲敏感反應。所有這些都需要額外的硅。

然后是軟件。保守估計，車載軟件堆棧大約有 3000 萬行代碼。（相比之下，舊版本的 Microsoft Windows 大約有 5000 萬行代碼。）有人估計，一輛花里胡哨的新車有超過 1 億行代碼。無論哪種方式，它都是一個復雜的、聯網的、高可靠性的多處理器系統(tǒng)。

硬件可靠性至關重要，因為汽車制造商將在法律上因任何危險故障而陷入困境。芯片設計人員以故障安全和功能冗余作為響應，其中一個 SoC 有兩個或多個內部處理器并排運行，不斷地相互檢查。這為 SoC 設計增加了更多的硅片和更多的復雜性。

雖然商用現成芯片通常就足夠了，但如果汽車制造商設計自己的定制芯片，他們可以從他們的硬件中榨取更多性能，并為他們的軟件增加差異化。例如，圖像處理神經網絡需要非常具體的機器學習特征，這些特征又大又復雜。這種開發(fā)的一個例子是最新的 Tesla Dojo SoC，它將來自 Tesla 車隊的數百萬視頻轉化為神經網絡學習，以改善自動駕駛用戶體驗。

汽車決策系統(tǒng)最適合使用完全定制的芯片或集成到半定制芯片中的知識產權 (IP) 模塊。這意味著 2030 年代初推出的 20 億個 SoC 中的許多將完全或部分定制，以滿足新汽車生態(tài)系統(tǒng)的需求。

世界各地的汽車公司都在尋求開發(fā)自己的解決方案，這就是為什么許多（如果不是大多數）最終與我們 (Arteris)、Arm 和 CEVA 等公司合作，這些公司為 SoC 授權 IP。我們對汽車市場發(fā)展方向的看法基于我們與 30 多家汽車行業(yè)客戶合作十多年的經驗。

數據為王

很難說特斯拉的股價是被高估還是被低估，但無可爭辯的是，該公司體現了以電子為先的汽車制造方法。特斯拉的市值被認為是一家硅谷科技公司，這并非巧合。在許多消費電子公司的帶領下，它設計了許多芯片并開發(fā)了軟件。它的核心競爭力是電子產品，而不是金屬彎曲。該公司還管理其數據中心服務器。它的汽車始終連接到互聯網和特斯拉的服務器，大量數據以地圖、娛樂、交通信息、車載傳感器收集的視覺數據和軟件更新的形式雙向流動。這些數據對特斯拉和其他車聯網公司具有巨大價值——也就是說，

Mobileye 是另一個例子，該公司利用來自客戶的數據，基于領先的軟件、SoC 芯片和機器學習技術不斷改進其技術。當然，汽車制造商并不是從零開始制造一切，而是依賴于設計和制造主要子系統(tǒng)的供應商和原始設備制造商（博世、大陸、電裝、采埃孚、麥格納等）完善的網絡。這些主要是機電設備，例如自動變速器或空調。未來，這些頂級供應商將不得不組建SoC設計和軟件開發(fā)團隊，繼續(xù)為汽車制造商提供高價值的子系統(tǒng)。如果不是這樣，其他擁有更多電子經驗的公司可能會取代他們的位置。

雖然車聯網還需要很長時間才能成熟，但它已經出現了，它的動力不是電力、氫或汽油，而是數據。數據推動了用戶體驗的持續(xù)改進和演變，消費者愿意為這場革命買單。汽車制造商的核心競爭力正在從發(fā)動機和底盤的機械設計轉向軟件和芯片。車聯網是用硅鋪成的。

審核編輯 黃昊宇