車東西（公衆号：chedongxi）
作者 |昊晗
編輯 |曉寒
你覺得現在的汽車夠智能了嗎？
誠然，在智能網聯汽車的發展浪潮下，近幾年來汽車在智能化方面獲得了顯著的提升。一方面智能駕駛的算力軍備競賽日趨激烈，另一方面，座艙領域的人機互動日漸豐富，人臉識别、語音互動、手勢互動等人機互動配置逐漸成為标配。
即便如此，汽車的智能化仍處于各自為陣的狀态，是什麼在阻礙高階智能落地？
▲某新車搭載的高性能計算平台
一、急求“突破”的智能汽車
對于汽車使用者來說，什麼才是真正的智能呢？我們不妨來設想這樣一個場景。
在雨季暴雨來臨前，駕駛員在車内抽煙，順便打開車窗享受暴雨前最涼爽的風。
當駕駛員把煙熄滅，随後為了在暴雨中行車，将會完成關閉車窗、天窗，打開空調外循環，乃至打開霧燈或者雨刮等操作。在複雜道路條件和惡劣的天氣情況下，也就給駕乘人員帶來了更多安全隐患。
而如果車輛在識别出駕駛員滅煙後，通過結合當時的天氣情況以及下雨機率，自動完成上述操作，整個過程無需駕駛員分心，這或許才能稱得上是真正的智能汽車。
這時候汽車所扮演的角色，用芯馳科技董事長張強的話來說，更像是一個有智慧、有溫度、安全可靠的“汽車人夥伴”。
▲車内攝像頭判斷駕駛員狀态
但是上述場景在目前其實還很難實作。按照現有的高算力晶片和感覺算法，基本上可以識别駕乘人員在艙内的動作，并通過車輛的聯網能力也可以獲得天氣情況。
但是，在目前分布式電子電氣架構内，各控制單元由單個MCU來控制通過CAN總線進行通訊。而如果車企們想要新增一個功能，就需要新增一個控制單元，系統的複雜程度和成本就會随之提升，且難以支援OTA更新。
是以，要想真正實作上述應用場景，一個能夠集中排程座艙系統、智能駕駛和MCU控制單元的中央集中式電子電氣架構成為關鍵。
衆所周知，中央計算+區域控制的電子電氣架構已是公認的趨勢，在這一架構下，不僅需要中央計算提供聰明的大腦，也需要原本互不交流的MCU實作互相通信，通過複雜的通信協定和中間層來打通協調，讓執行端也聰明起來，聯合起來去實作越來越個性化的出行場景。
是以，汽車如果要實作真正的高階智能，區域和末端的MCU是最終實作整車智能的重要拼圖，必須在性能上有本質的提升，進而幫助整車廠真正實作“化零為整”。
近期，來自中國的一家創新汽車晶片半導體公司——芯馳科技，打通了實作整車智能的最後一公裡，推出了一款高性能、高可靠、高安全的MCU晶片，讓汽車從“交通工具”華麗轉身為智慧的“汽車人”。
▲中央集中式電子電氣架構（上）、分布式電子電氣架構（下）
二、行業需要高性能MCU 讓高階智能成為可能
4月12日，芯馳科技釋出了全新車規MCU産品——E3系列，其基于ARM Cortex-R5F設計，CPU主頻最高可達800MHz，采用台積電22納米車規工藝。
當下，大部分車規級MCU晶片的CPU主頻為100MHz，CPU主頻達到200MHz、300MHz的MCU晶片就已經可以被業内認定為高性能MCU晶片。與這些MCU晶片相比，芯馳此次釋出的MCU性能上實作了好幾倍的提升。
▲芯馳科技E3 MCU晶片
芯馳首席架構師孫鳴樂在釋出會上表示，僅單個800M的CPU核心，如果用來做BMS，可以同時精準地監控40～60個電芯的狀态；如果用來做電機控制，可以同時做4個電機的高精度的閉環控制，而如果用來做網關路由，可以同時支援24個CANFD、16個LIN和2個千兆以太網之間的實時資料交換。
而芯馳的MCU内置了6個這樣的CPU，其中4個CPU還可以配置成雙核鎖步或者獨立運作。
可以這樣說，芯馳通過E3系列MCU，把業内高性能MCU晶片性能标準向上提了一大截，重新定義了MCU晶片的“高性能”。
此外，MCU作為控制晶片，對于整車而言，安全性更是重中之重。
芯馳科技董事長張強表示，車規級晶片的容錯率是消費級晶片的幾百分之一，百萬晶片規模中允許消費晶片出錯的機率是300～500個，而對車規級晶片的要求是無限接近于0，因為涉及人身安全，一個錯都有可能造成緻命的安全隐患。
▲芯馳科技董事長張強
事實上，堅守車規已經深深刻在了芯馳的品牌DNA中。芯馳在成立第一時間，就完成了ISO26262 ASIL-D最高功能安全等級流程認證，随後很快獲得AEC-Q100可靠性認證、ISO26262功能安全産品認證以及國密認證，是國内首個“四證合一”的車規晶片企業。
本次釋出的芯馳E3系列MCU晶片，在車規可靠性标準AEC-Q100達到Grade 1級别，而在功能安全等級則達到ASIL-D級别（功能安全等級認證中的最高安全級别），確定汽車穩定工作。
縱觀當下車規MCU晶片市場，能夠同時滿足這兩個标準的産品在全球也是屈指可數，對于芯馳而言，這也是其他對手難以逾越的一座高山。
據了解，如果要通過ASIL-B級别的産品功能認證，一般意味着要增加30%的周期，而如果想要達到ASIL-D級别的産品功能認證，則意味着要增加接近一倍的周期。背後的難度可想而知。
此外，芯馳E3還具有廣泛的應用場景，分别可以适用于BMS、制動控制、線控底盤、ADAS、HUD、液晶儀表等多個領域。
以目前智能電動車中最為重要的電池安全來舉例，目前大部分BMS（電池管理系統）裡的MCU性能普遍偏弱，無法對每節電芯進行檢測，隻能進行抽樣采樣，整體效率不高。而如果采用高性能MCU後，就可以對每一節電芯進行快速監控和回報，提前預判熱失控風險，提升電池以及整車安全性。
據悉，芯馳E3系列MCU晶片預計将在今年第三季度實作量産。在全球半導體産業供應緊張的大環境下，芯馳的MCU可以說是乘浪而來，為整車智能帶來更多想象空間。
▲芯馳科技E3 MCU晶片
三、覆寫智能汽車骨幹架構 芯馳走出不一樣創新路
在競争白熱化的晶片賽道中，芯馳一直以來是一個特别的存在，相比于其他晶片公司單純聚焦座艙晶片、車控晶片或自動駕駛晶片等細分賽道，芯馳一開始選擇的就是一條少有人走的路——面向未來整車電子電氣架構的綜合晶片解決方案。
随着E3系列MCU晶片的釋出，芯馳已經組成智能座艙、自動駕駛、中央網關和高性能MCU的四大産品矩陣，覆寫了智能汽車最核心的應用領域。
而在釋出會當日，芯馳還釋出了面向未來的“中央計算架構 SCCA 1.0”，既能支援安全可靠的任務部署，更重要的是可以幫助車企進行靈活的系統擴充。
▲芯馳4大系列産品
全場景、平台化是芯馳一直以來的研發核心邏輯，這一邏輯帶來的直接利好是疊加賦能，輕裝上陣。可以和客戶高效聯合研發，打通每一個應用場景，最終實作整車智能。
據了解，在研發方面，芯馳各系列産品采用平台化設計，座艙、自動駕駛、網關、MCU四款産品軟硬體的複用率達60%以上，可以大大提升研發效率，實作資源複用，節省成本和時間。
芯馳科技董事長張強表示，平台化的貫通設計，不僅大大降低了研發成本和時間投入，更能迅速提升車廠的供應鍊彈性，緩解“缺芯”風險。這一點其實可以從2021年特斯拉在缺芯潮下的銷量表現中得到印證。
根據2021年特斯拉第二季度的财報，其在全球缺芯潮的環境下依舊實作了産能的增加。
這背後的主要原因在于當時特斯拉的電氣和固件團隊正在設計、開發、驗證新的MCU，并對車輛電子電氣架構的更新，減少線束、晶片的用量，通過進一步的內建化，在一定程度上避免了晶片短缺造成的影響。而這同樣也是芯馳未來在供應鍊安全方面的一個核心優勢。
有一個現象值得注意，雖然汽車晶片的賽道日益擁擠，但是有完備的車規晶片量産經驗的少之又少。
芯馳科技CEO仇雨菁所帶領的研發團隊是國内少有的具有大規模車規晶片量産經驗的整建制團隊，同時也彙聚了來自汽車電子電氣架構領域、消費電子領域的人才。
在硬體設計、軟體開發方面對國内使用者的需求了解得更加透徹，進而打造出更适合中國市場與中國使用者的車規晶片産品。
▲芯馳科技CEO仇雨菁
芯馳仇雨菁曾經在采訪中提到：“芯馳從成立的第一天瞄準的就不是單個點的晶片智能，我們看到的隻有智能汽車未來的應用場景，這是一個不可分割的完整面。”随着四大産品系列的逐漸落地，可以說芯馳走出了一條不一樣的創新之路。
而在芯馳科技的快速發展背後，我們也看到了中國汽車人的堅守與突破，在車規晶片這條慢賽道上穩健紮實走好每一步，同時敢于打破桎梏，以創新的業務布局賦能未來智能出行，真正助力中國智能汽車新時代漸入佳境。