長(zhǎng)城汽車自研芯片點(diǎn)亮！提前布局下一代架構(gòu)RISC-V，魏建軍：不能再受制于人

賈浩楠 發(fā)自 副駕寺，智能車參考 | 公眾號(hào) AI4Auto

長(zhǎng)城汽車，剛剛做了一件同時(shí)震動(dòng)車圈和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的事。

掌門人魏建軍親自官宣：開(kāi)源RISC-V車規(guī)芯片紫荊M100成功點(diǎn)亮。

芯片賽道被形容為“顛覆性”、“黑馬”的RISC-V架構(gòu)，長(zhǎng)城汽車打響了上車的第一槍。

中國(guó)首個(gè)。

怎么做到的？為什么之前沒(méi)人能實(shí)現(xiàn)？

以及關(guān)鍵問(wèn)題，RISC-V上車，有必要嗎？

長(zhǎng)城做了什么

前幾天，魏建軍發(fā)了這樣一條微博：長(zhǎng)城汽車，做了一款車規(guī)級(jí)芯片，嚴(yán)格地說(shuō)是長(zhǎng)城發(fā)起牽頭，聯(lián)合多家合作伙伴共同研發(fā)的，“孵化培育”形容更為恰當(dāng)。

稍微解釋一下 “點(diǎn)亮”的意思：意味著芯片有正確的信號(hào)和供電輸入時(shí)，能順利進(jìn)行自檢和初始化過(guò)程，然后開(kāi)始執(zhí)行預(yù)定的任務(wù)。點(diǎn)亮是一個(gè)重要的里程碑，說(shuō)明設(shè)計(jì)和制造過(guò)程已經(jīng)成功，接下來(lái)就是測(cè)試和量產(chǎn)階段。

國(guó)內(nèi)車企“造芯”的很多，但長(zhǎng)城進(jìn)入半導(dǎo)體行業(yè)選擇的路線和交出的答卷，明顯不同。

長(zhǎng)城沒(méi)有跟風(fēng)車圈流行的自研AI計(jì)算芯片，紫荊M100系列產(chǎn)品，其實(shí)是面向車身應(yīng)用的MCU芯片。

MCU可以看成是控制車輛某一類別功能的具體芯片，比如行車儀表、發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤等等。本質(zhì)就是一個(gè)單片機(jī)，把CPU的主頻與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將存儲(chǔ)器、定時(shí)器、A/D轉(zhuǎn)換、時(shí)鐘、I/O端口及串行通訊等多種功能模塊和接口集成在單個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)終端控制的功能，具有性能高、功耗低、可編程、靈活度高等優(yōu)點(diǎn)。

沒(méi)有智駕AI芯片、座艙芯片聽(tīng)起來(lái)那么前沿與“高端”，成本和售價(jià)也遠(yuǎn)低于它們，但MCU是任何一輛汽車不可或缺的底層關(guān)鍵零部件——經(jīng)典汽車架構(gòu)下，少則數(shù)十個(gè)MCU，多則上百個(gè)。

而在車載MCU這個(gè)已經(jīng)高度成熟、并且由海外巨頭供應(yīng)商壟斷的賽道中，長(zhǎng)城在紫荊M系列上做出了多個(gè)不同維度的領(lǐng)先。

最基礎(chǔ)的是絕對(duì)性能參數(shù)。官方透露，紫荊M100 CoreMark高達(dá)2.42（CPU性能），相較于競(jìng)品性能提升38%，對(duì)于整機(jī)響應(yīng)速度更快。并且滿足車規(guī)ASIL-B等級(jí)要求，HSM支持國(guó)密SM2/3/4，以及支持ISO21434網(wǎng)絡(luò)信息安全標(biāo)準(zhǔn)。

更超前的領(lǐng)先，來(lái)自紫荊M系列的可擴(kuò)展性。比如1MB Flash存儲(chǔ)空間可以覆蓋當(dāng)前應(yīng)用場(chǎng)景，也能滿足下一代EE架構(gòu)需求。以及提供64-144針腳等多種封裝形式，可以提供更加靈活的設(shè)計(jì)方案，降低成本。

而還在研發(fā)中的后續(xù)型號(hào)，覆蓋安全要求更高，集成度更高，計(jì)算量更大的動(dòng)力、底盤、域控等等需求。

以及魏建軍話里話外都在強(qiáng)調(diào)的最重要一點(diǎn)，也是長(zhǎng)城紫荊M100的真正創(chuàng)新突破之處：

沒(méi)有采用車規(guī)芯片常用的ARM架構(gòu)，而采用了開(kāi)源指令集RISC-V架構(gòu)，是國(guó)內(nèi)第一顆基于開(kāi)源RISC-V架構(gòu)設(shè)計(jì)的車規(guī)芯片。

他的原話是：果真如此嗎？

車芯用RISC-V，這意味著什么？

我們先來(lái)了解一下什么是指令集架構(gòu)。

指令集是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的核心，規(guī)定了數(shù)據(jù)類型及格式、指令格式、尋址方式和可訪問(wèn)地址空間的大小，程序可訪問(wèn)的寄存器個(gè)數(shù)、位數(shù)和編號(hào)，控制寄存器的定義……

好比計(jì)算機(jī)的《操作指南》，無(wú)論要用芯片執(zhí)行什么任務(wù)，都要遵守指令集的“規(guī)范”。

目前，主流的指令集架構(gòu)有X86和ARM兩大巨頭。X86是英特爾和AMD共同研發(fā)，而ARM知識(shí)產(chǎn)權(quán)就在ARM公司手中。

但X86和ARM也不是完美的，比如X86盡管成熟穩(wěn)定，但能耗高、處理器體積大、系統(tǒng)復(fù)雜……而ARM架構(gòu)，則是X86的反面。

這就造成X86統(tǒng)治服務(wù)器和桌面端，ARM統(tǒng)治移動(dòng)端的局面。我們比較熟悉的車規(guī)芯片，因?yàn)槟芎摹Ⅲw積、成本等等制約，不得不選擇ARM架構(gòu)。

但ARM的特征，也決定了它性能相對(duì)較低、兼容性較差、擴(kuò)展性不好等等遺憾。

不過(guò)最關(guān)鍵的，無(wú)論X86還是ARM，都屬于私有指令集，你要用，就得給英特爾、ARM“交稅”，而且日后的維護(hù)升級(jí)，也依賴這些巨頭的技術(shù)支持。

但2010年出現(xiàn)的RISC-V，被認(rèn)為是顛覆芯片賽道格局的“黑馬”——完全開(kāi)源，允許任何人設(shè)計(jì)、制造和銷售RISC-V芯片和軟件。

RISC-V在“繞過(guò)私有指令集的壁壘和版稅”優(yōu)勢(shì)之外，開(kāi)放性和靈活性吸引了全球開(kāi)發(fā)者。它設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔，并且可以根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行定制和擴(kuò)展。這種輕量級(jí)和模塊化的設(shè)計(jì)使得RISC-V在物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算和AI等領(lǐng)域表現(xiàn)尤其出色。

所以，盡管RISC-V不是第一個(gè)開(kāi)源指令集，但根據(jù)SHD的數(shù)據(jù)顯示，RISC-V的采用率將在未來(lái)幾年內(nèi)以40%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。到2030年，基于RISC-V架構(gòu)的芯片出貨量將突破160億顆。尤其是在MCU、5G、工業(yè)自動(dòng)化等主流應(yīng)用中占據(jù)重要地位。

看到這里，大家應(yīng)該也反應(yīng)過(guò)來(lái)：開(kāi)源不受限、定制性強(qiáng)、邊緣計(jì)算性能好。

剛好完全迎合車企的智能化轉(zhuǎn)型的痛點(diǎn)：開(kāi)源，意味著供應(yīng)鏈的成本、風(fēng)險(xiǎn)可控，定制強(qiáng)，代表著擴(kuò)展性好，一套IP可適應(yīng)不同車型需求，邊緣計(jì)算，則契合了AI為主的智能汽車新浪潮。

前兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)汽車工業(yè)百年不變的抗風(fēng)險(xiǎn)、降本、平臺(tái)化訴求，第三點(diǎn)則給未來(lái)“一個(gè)大腦”的集中式EE架構(gòu)帶來(lái)更多選擇和路徑。

從RISC-V的技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，智能汽車是完美落地“載體”。

實(shí)際上RISC-V上車一直都在學(xué)術(shù)界、科技公司討論熱烈，包括阿里平頭哥等等都推出過(guò)車載產(chǎn)品，但車圈響應(yīng)的卻不多。

真正向“量產(chǎn)上車”這個(gè)目標(biāo)邁出第一步，長(zhǎng)城走在了行業(yè)的最前沿。

變化開(kāi)始于2年前車圈熱議的“芯片荒”。

長(zhǎng)城推出車規(guī)RSIC-V，有啥影響？

芯片荒發(fā)生在2021-2022年，主要供應(yīng)不足的，就是一直未被車企重視的MCU芯片：需求大、單價(jià)低，供應(yīng)穩(wěn)定，技術(shù)也不是最前沿最頂尖，沒(méi)人想到會(huì)出問(wèn)題。

當(dāng)時(shí)有多嚴(yán)重呢？海外“七大”之一的博世，幾乎所有亞洲工廠都被迫停產(chǎn)減產(chǎn)，各大車企輪番“轟炸”博世中國(guó)高層，以至于當(dāng)時(shí)的CEO直言壓力大到要“跳樓”。

長(zhǎng)城透露，2021年被迫減產(chǎn)40.8萬(wàn)臺(tái)，占全年計(jì)劃產(chǎn)量的24.5%，2022年減產(chǎn)21萬(wàn)臺(tái)，占全年計(jì)劃產(chǎn)量的16.5%。

所以今天長(zhǎng)城拿出自研的RISC-V，當(dāng)然在用戶層面有積極意義，因?yàn)楣?yīng)鏈的垂直整合，必然帶來(lái)成本降低、技術(shù)下放普及，用車體驗(yàn)提升。

但更重要的是在產(chǎn)業(yè)層面，紫荊M系列MCU背后串聯(lián)起來(lái)的芯片設(shè)計(jì)、測(cè)試、封裝等等企業(yè)，初步構(gòu)建起了中國(guó)自己的車規(guī)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，并且知識(shí)產(chǎn)權(quán)不再專屬某一家公司，車芯的設(shè)計(jì)、維護(hù)不再受制于人。

和所有車企一樣，長(zhǎng)城也在前沿探索智駕、座艙等等技術(shù)。但同時(shí)又在嘗試解決底層半導(dǎo)體需求的技術(shù)、供應(yīng)、安全問(wèn)題——而且是為中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)，因?yàn)殚L(zhǎng)城森林生態(tài)的孵化成果，從來(lái)不是只供自己，而是全行業(yè)開(kāi)放。

后面可以預(yù)見(jiàn)，隨著中國(guó)汽車在RISC-V架構(gòu)的領(lǐng)先和出海進(jìn)程，很可能會(huì)對(duì)ARM統(tǒng)治車芯的格局產(chǎn)生巨大沖擊。

更深層的技術(shù)層面上，因?yàn)橐粋€(gè)時(shí)代有一個(gè)時(shí)代的汽車，必然也對(duì)應(yīng)最適合的芯片架構(gòu)。長(zhǎng)城透露的RSIC-V后續(xù)產(chǎn)品也能看出來(lái)，顯然不僅僅是MCU自主替代這個(gè)簡(jiǎn)單命題。

包括幾個(gè)不同域控的打通、與線控底盤緊密相關(guān)的AI車控技術(shù)、集中式電子電氣架構(gòu)…這些都是行業(yè)熱烈討論、展望多年，公認(rèn)會(huì)產(chǎn)生巨大變革的技術(shù)，長(zhǎng)城率先整個(gè)行業(yè)開(kāi)始探索布局。

類似的劇本其實(shí)長(zhǎng)城反復(fù)上演過(guò)，比如10年前就開(kāi)始布局智駕，如今在端到端上車競(jìng)賽中領(lǐng)先。

藍(lán)山智駕版登頂6座大型SUV銷冠，連帶長(zhǎng)城股價(jià)連續(xù)上揚(yáng)。

長(zhǎng)城的提前布局和研發(fā)投入，正在轉(zhuǎn)化成一系列進(jìn)展，并且獲得直觀的成績(jī)、肯定和認(rèn)可。

RISC-V芯片點(diǎn)亮，其實(shí)也只是長(zhǎng)城科技成果、智能化成果的一部分，是對(duì)智能汽車時(shí)代唯一不變“鐵律”的再次驗(yàn)證和最新實(shí)踐：

只有技術(shù)才是匹配業(yè)績(jī)和撐起銷量的唯一真理。

造車唯有技術(shù)才是硬實(shí)力，其他皆為花拳繡腿，華而不實(shí)終歸會(huì)有退潮的一天，真硬核真技術(shù)才能行穩(wěn)致遠(yuǎn)。