英飞凌王丽雯：半岛综合体育电子电气架构的演进为半导体行业带来什么

　　半岛综合体育2023 年 11 月 10 日下午，英飞凌科技大中华区汽车电子事业部技术市场高级总监王丽雯出席 2023 中国汽车供应链峰会。

　　近几年，新能源车市场占有率的迅速提升，助推了汽车电子用量的蓬勃增长。另外，智能驾驶的升级推动车用电子件功能和安全的要求越来越高。这都是让半导体需求量提升的重要因素。

　　各位嘉宾，各位领导，大家下午好！我叫王丽雯，来自英飞凌大中华区，负责整个大中华区技术团队。今天非常有幸能够来到这个场合，跟大家来分享一下作为汽车链生态底端的芯片，如何助力整车电子电气架构的演进。

　　首先允许我为英飞凌打一个小小的广告，英飞凌主要聚焦于三个领域：储能行业，整个市场对储能的需求是非常多元的，既要达到经济，也要绿色环保；二是出行领域，要打造清洁以及安全智能的解决方案；三是物联网领域，实现全物物联，数据传输需要安全可靠。

　　英飞凌在全球拥有近 6 万名员工，59 个研发中心。英飞凌是一家对于科技执着追求的科技型企业，我们每年会把营收的 20% 拿出来投入于研发的应用。并且我们在全球有 19 个生产基地，并且每个大洲都是双份的配置，在每个大洲均设有两个前道工厂和后道工厂，如果出现事故，还有另外一个工厂持续运行以保证供应链的稳定。

　　今年英飞凌的汽车事业部营收占整个公司的 51%，可以说英飞凌是具有非常强的汽车基因的半导体公司。有赖于整个市场在新能源迅猛发力，可以看到从去年到今年，我们业务实现了 27.4% 的增长，英飞凌也是得益于这么多客户的青睐，我们现在是汽车半导体市场全球第一的地位。大家非常熟悉我们的 MCU，我们也是第一次从第三名的位置提升到了第二，占据了整个市场 23.7% 的市占率半岛综合体育。

　　功率半导体大家都非常熟悉。我们 1999 年从西门子分离出来就是以功率起家的，并且在近期收购了加拿大氮化镓的公司，从 IGBT、碳化硅到氮化镓方面我们都有长达十年的布局。

　　传感器业务也是英飞凌擅长的领域之一。我们具备整套雷达的解决方案，为客户提供快速开发的参考方案，缩短客户开发的周期，另外我们也在研究创新的 AR-HUD 技术，不同于市面上常见的机械式解决方案，新型的 AR-HUD 是基于激光的解决方案，体积比机械式的小，但精度会增强。目前正与多家头部几家公司合作开发 AR-HUD，用于 AI 和自动驾驶领域。

　　微控制器是英飞凌的拳头产品之一。全球我们有 1400 名的研发员工，分布于 10 多个国家。我们在中国有强大的应用知识支持团队，整个团队支持全国 3 千多家客户。

　　英飞凌 AURIX 系列微控制器广泛用于汽车的各个系统，例如 TC234 用在底盘系统里面，TC397 用在 ADAS 域控制器里面，包括前面爱芯元智介绍的系统解决方案，在大算力 SoC 旁边也配备了 Aurix TC397，用于智驾系统的安全仲裁。

　　除此之外，英飞凌还提供另外两款微控制器解决方案，PSoC 用在低端应用上，比如座舱中的按键触摸，TRAVEO 是另外一款产品，具有功能安全 ASIL-B 的等级，目前我们也和多家的客户合作，例如比亚迪，长安等，用于智能座舱多种丰富的系统解决方案。

　　半导体行业受上游的影响巨大，可以说半导体是 看天吃饭 的行业。 天 是什么？就是我们的汽车市场。英飞凌汽车事业部有三大核心理念，第一是零排放必实现。我们可以看到在新能源这块，整车 2021 年 1 千美元电子 BOM，到 2027 年大概能成长到 1500 美金，在新能源电驱领域到 2030 年整个市场电子化用量能增长 2.7 倍。

　　第二是驾驶员变乘客，也是现在讨论非常火热的辅助驾驶和自动驾驶话题，近期网上引发各家车圈大佬争论的 AEB 话题，也是其中的一个系统应用。安全可靠是自动驾驶逐步升级必须关注的重点，因为从 L2+ 上升到 L3 甚至到 L4 之后，当驾驶员双手脱离了方向盘，闭上了眼睛之后，对于电子功能的依赖性会更高，从数据采集的传感器部分，到数据传输，再到终端的计算决策，电子器件的用量到未来的 2030 年会有高达 5 倍的增长。

　　第三车辆变智能的趋势，目前中国汽车领先的电子电气架构的革新，对智能座舱、数字座舱的概念也在逐步升级，因此预见到 2030 年有 30 倍的市场增长，这是我们非常喜闻乐见的市场扩张速度。

　　今年上半年英飞凌总部的领导层全部来中国做了深度的客户拜访，他们最大的感受是中国汽车太卷，卷到什么程度呢？在欧洲汽车人的概念里：两年车辆可以完成改款，五年推出一个新的汽车车型，但目前在中国，基本上是一年半到两年就有新的品牌出现，新的平台问世，可以看到新能源上半场的竞争（电驱化）这一块中国已经走在了世界的前面。那新能源下半场的主战场在整车电子电气架构的演进和推成出新，这个对于我们下一代芯片的设计和产品定义提出了非常大的挑战。半导体行业从芯片的定义到推出市场需要更长的周期，我们目前已经在规划五年后的芯片，我们怎么样在提前五年的时间周期内，定义出五年后汽车所需要的芯片功能，并且做到功能均覆盖，性价比又高，这与我们对于整个汽车市场的发展趋势的深度理解息息相关，也需要我们的客户给予我们足够多的信息输入，有赖于整个汽车生态连同互通。

　　英飞凌今年推出了 Aurix TC4 系列，主频已经上到 500MHz，相较于 Aurix TC3 系列新加了许多功能，包括支持 2 路 CAN FD 和两路 PCIE 的接口，提供两路 5G 带宽以太网，以适用多种应用场景。比如用于自动驾驶多域融合控制器，也可以用于电驱多合一系统，或者是底盘域控制器，同时制动或转向系统也是 Aurix TC4 的应用场景。

　　同步我们也在规划 Aurix TC4 后面一代的微控制，基本上我们有两个系列，一个称为 MCU base 版本，它的主频会上到 600MHz，而 MCU Performance 版本主频会上到 1GHz。大家也许会提出这样的疑问，主频都上到 1GHz 了，英飞凌做不做到大算力 SoC 芯片这里我们有深刻的自我认知，英飞凌历来做 MCU 出身，更善于的领域是做实时处理，而 SoC 并不是我们擅长的领域，我们更愿意做 SoC 旁边守护安全的角色，因此我们虽然主频已经上到非常高，可以用于部分数据的前处理或后处理，但是我们不做 SoC，这一点也是我们非常清晰的路线策略。

　　讲到产品，大家肯定会问你的制成怎么样，供应怎么样？目前 Aurix TC3 有两家代工生产，采用 40 纳米的技术，位于新加坡和德累斯敦的两个工厂。我们下一代 Aurix TC4 的产品采用 28 纳米技术的，选择与台积电合作，并且我们已经跟台积电签订了长期的供货协议。

　　ADAS 领域的发展是非常迅猛，前面爱芯元智的领导也介绍了整个智能驾驶系统。因此在信息采集所使用的传感器的部分是越来越多，大家都非常了解，由特斯拉主导的视觉解决方案，大部分会依赖于摄像头的图像信息，我们也了解了一些国内头部的整车企业，会考虑减少车前的两个毫米波角雷达由于 lidar 的成本大幅降低，很多车企会增加一个激光雷达用于远距物体的探测，因此智能驾驶的系统方案呈现多元化的趋势，可谓各家争鸣，各放奇彩的状态。

　　中国的汽车企业已经实现了高速路的托管驾驶半岛综合体育，目前聚焦于推广城市的 L3 自动驾驶，包括我们最近也试乘试驾了多家下一代的车型，在城市复杂路况中的表现非常优异，均搭载了英飞凌的 MCU 配合 SoC 做实时的处理和判断。

　　我相信大家都熟悉电子电气架构的演进趋势，最原始的架构是各司其职，一个功能采用一个 ECU，造成整车 MCU 用量非常大，整车高低压线束复杂，这并不利于整车成本管控和重量。

　　因此，大家可以看到整车电子电气架构都在往中央域概念来靠近，相信明年能看到很多采用中央域概念的的新车面市。当传感器将接收到的信号都传输到中央域，怎么样做信号的融合和信号优先级的处理成为关键问题，MCU 怎么样和 SoC 配合去做整车实时指令发布，让终端执行器去做执行，这里不仅需要强大的软件算法和数据加速处理，也需要 MCU 去配合 SoC 做好安全仲裁。

　　Aurix TC4 系列里面增加了诸多功能，后面会有 2 页来具体展开介绍 Aurix TC4 和相较于 TC3 增加的功能，以及在增加的功能基础上配合整车厂电子电气架构的演进。

　　在自动驾驶应用，根据整车不同的架构设计，会对 MCU 提出不同层级的要求。上最低端的 Aurix TC4C 系列可以作为追随者或者陪伴者的角色半岛综合体育，进行数据的实时处理和冗余计算，中间状态把它当做 gate way 来用，可以负责整车数据的路由功能，以实现数据的快速传输，更高阶的应用中，可以采用具备 PPU 子模块的 TC4 系列产品，尤其是当 SOC 失效的时候，采用 MCU 支撑车辆完成 last mile 的行驶功能。，目前我们已经和国内多家车厂在进行 TC4D 在域控制器应用的合作，相信明后年会有陆续的量产的车辆在路上跑了。

　　因此看到 Aurix TC4 系列针对不同的应用配备了不同的核数，最高的系列有 6 核的设置，低阶应用的 TC4C 只有 3 个核，这个主要基于成本考虑，整车不光卷技术也卷价格，价格对终端消费者比较明显，因此我们会在这个基础上做到足够用的概念来配合整车在不同应用场景下的使用。

　　SoC 我们不做，大家都问是否还需要 MCU？与高通、英伟达、地平线、黑芝麻，我们都有合作，包括他们这一代的平台，包括他们下一代的平台，我们相信跟这些头部 SoC 厂家共同合作，提供参考方案设计也可以帮助 OEM 进行快速产品的开发。

　　最后讲一下 TC4 系列两个增加的性能，第一个是虚拟机的功能我们用 VMC ( Vehicle motion control ) 场景来看，底盘域 + 电驱系统。怎么分核？有 6 个核，这个核的区分之前用软件方法来做。由于整个控制器包含的制动，转向和驱动多个功能，需要由原先整车不同的部门同时来做开发。

　　我们虚拟机可支持 8 个同步虚拟机，相当于可以支持 8 个团队同时开发不同的功能在一颗 MCU 上面，我们用硬件隔离的概念完全把所有的开发全部隔离开发。这样，就不需要软件再去介入来做命令优先级的判定半岛综合体育。因此可以看到虚拟机功能可以帮助整车或者 Tier1 的开发实现快速的开发迭代。

　　第二个是新增了 PPU 的模块，可以支持做矩阵向量的计算。为什么加这个 PPU 的模块？同样以 VMC 为例，在 VMC 控制器中没有 SoC，但车辆运动学里面的矩阵向量的运算可以放在 MCU 的 PPU 里面，相当于一颗 MCU 就可以搞定所有对数据的需求，并且功能安全达到 ASIL D，我们现在也在找 PPU 更多的应用场景。我们也非常欢迎，如果客户对 PPU 感兴趣，可以跟我们做联合的开发半岛综合体育。

　　最后讲一下现在中国市场卷到大家日以继夜的工作，一个人或者一个团队做不了所有的事情，需要整个汽车生态共同合作，互帮互助，实现全生态共赢，为中国汽车事业的腾飞发展奉献每个人之力。