協(xié)同創(chuàng)新，助汽車行業(yè)邁向電氣化、自動化和互聯(lián)化的未來

作者：意法半導體銷售與市場部汽車產(chǎn)品市場與應用副總裁 Philippe Prats

摘要：汽車行業(yè)正處在電動化和智能化的轉型過程中，而半導體企業(yè)站在這一變革的最前沿。這一轉型帶來了重大發(fā)展機遇，也帶來了諸多挑戰(zhàn)，需要顛覆性的技術以及更短的開發(fā)周期。加強半導體制造商、一級供應商和汽車制造商之間的合作，對于應對這些復雜情況及推動行業(yè)邁向電氣化、自動化和互聯(lián)化的未來至關重要。

協(xié)同創(chuàng)新，引領汽車電子的未來

在電動化和智能化大趨勢的推動下，汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一場深刻變革。在構筑智能網(wǎng)聯(lián)電動汽車(EV)未來的過程中，電子技術發(fā)揮著越來越重要的作用，意法半導體等半導體企業(yè)處于這一轉型的核心。

電動化和智能化趨勢正在重新定義汽車架構和關鍵子系統(tǒng)。新的電氣電子(E/E)系統(tǒng)以及軟件定義汽車(SDV)的發(fā)展為半導體企業(yè)帶來了巨大市場機遇。整車半導體價值增速是衡量發(fā)展?jié)摿Φ囊粋€重要指標。據(jù)當前市場預測，今年整車半導體平均價值將達800美元，并有望突破1000美元大關。然而，半導體企業(yè)也面臨著重大挑戰(zhàn)，他們必須甄別并提供合適的顛覆性技術以助力打造下一代汽車，同時還要滿足汽車廠商不斷縮短開發(fā)周期的要求。

面對這些機遇與挑戰(zhàn)，加強半導體制造商、汽車供應商、云服務提供商和汽車廠商之間的合作比以往任何時候都更加重要。

深入了解系統(tǒng)，才能開發(fā)出適合的產(chǎn)品

在汽車市場中，產(chǎn)品差異化越來越取決于數(shù)字化的進展。消費者更看重軟件驅動的功能，用戶都希望將類似智能手機一樣的功能集成到汽車里。為滿足消費者的期待，網(wǎng)聯(lián)汽車必須不斷與數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)進行交互，并能隨時訪問車內(nèi)和車外數(shù)據(jù)，這正是軟件定義汽車(SDV)概念的前景所在：專注于功能豐富、可升級的產(chǎn)品策略，通過軟件更新持續(xù)為終端客戶創(chuàng)造價值，讓汽車在整個生命周期內(nèi)都能保持吸引力和價值。

新功能快速、持續(xù)落地的需求與整車及汽車硬件漫長的開發(fā)周期并不匹配，要想解決這個難題，軟硬件脫鉤是必由之路。汽車電氣/電子(E/E)架構和軟件架構在軟硬件脫鉤方面起著關鍵作用，需要構建一個面向未來的硬件根基，有定義明確且穩(wěn)定的接口并且使用簡單。半導體企業(yè)憑借其提供高性能、可靠的軟硬件脫鉤創(chuàng)新解決方案的能力，處于這一基礎技術研發(fā)的最前沿。

要實現(xiàn)軟硬件脫鉤就必須降低系統(tǒng)的整體復雜性。為實現(xiàn)這一目標，半導體企業(yè)正加大投入，深入了解芯片的目標應用系統(tǒng)，以及如何幫助優(yōu)化系統(tǒng)架構和提高整體成本效益。

半導體技術在實現(xiàn)軟件定義汽車的復雜功能方面發(fā)揮著關鍵作用，覆蓋汽車E/E架構的所有層面，包括開發(fā)可擴展的微控制器(MCU)和微處理器(MPU)系列產(chǎn)品，以推進區(qū)域控制和中央計算架構的轉型進程；除了MCU和MPU產(chǎn)品外，還要提供由軟件、工程工具和云合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)支持的計算平臺。半導體企業(yè)必須預見到這些發(fā)展趨勢，降低在可靠、強大、可無縫上下擴展的數(shù)據(jù)處理環(huán)境中集成軟件的難度，讓各個功能和諧共存，互不干擾。此外，對能效和功能性安全的嚴格要求也非常關鍵。

保證系統(tǒng)可靠性的同時卻不能犧牲安全標準，這個要求讓集成先進電子系統(tǒng)變得越來越復雜，給開發(fā)安全可靠的電源和配電系統(tǒng)帶來了重大挑戰(zhàn)。為解決這個問題，汽車行業(yè)開始采用智能功率開關管開發(fā)配電系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)熔斷保險絲和機械繼電器，智能功率開關顯著提升了產(chǎn)品性能。這對提高車輛安全性和能效至關重要，尤其是AD/ADAS等關鍵的安全系統(tǒng)。半導體開關提供更高的穩(wěn)定性和監(jiān)控能力，能實現(xiàn)實時和監(jiān)控精確的可控負載管理。智能保險絲就是半導體企業(yè)通過創(chuàng)新技術解決SDV基礎硬件的一個典型例子，這種在E/E架構底部的應用案例對系統(tǒng)層面產(chǎn)生了巨大的積極影響。改用智能保險絲后，配電系統(tǒng)能夠支持功能全面的智能電源管理系統(tǒng)，優(yōu)化能耗，實現(xiàn)預測性維護算法，并通過使用更具成本效益的線束減少車輛自重，降低對環(huán)境的影響。

應對復雜性，縮短研發(fā)周期

半導體企業(yè)必須加強對系統(tǒng)知識的學習，才能開發(fā)出合適的產(chǎn)品，應對汽車市場轉型帶來的復雜挑戰(zhàn)和機遇。同時，他們也面臨開發(fā)周期縮短的問題，這一趨勢正在重塑整個行業(yè)的運轉方式。從消費電子行業(yè)跨界而來的造車新勢力正在顛覆傳統(tǒng)汽車行業(yè)，他們推出新車型和新功能的速度非?？?。消費者渴望在經(jīng)濟型汽車中享受最新技術，并尋求可升級的功能，這迫使汽車廠商必須縮短研發(fā)周期，滿足客戶不斷變化的新鮮感需求。由于需要管理多樣化的制造工藝以及應對供應鏈波動，滿足這種需求變得更加復雜，畢竟半導體生產(chǎn)周期長達四到六個月。更短的開發(fā)周期需要更緊密的協(xié)作，促使汽車廠商不斷加強與技術公司、供應商和初創(chuàng)企業(yè)的合作，充分利用各方專長，加快開發(fā)進程。

因此，在半導體企業(yè)與客戶合作開發(fā)合適的技術過程中，端到端的創(chuàng)新和提前布局至關重要。為了把握汽車市場，尤其是中國市場的快速發(fā)展機遇，意法半導體在國內(nèi)建立了汽車技術創(chuàng)新中心和應用中心，以更好地與本地客戶合作。意法半導體還決定在中國建廠，為汽車行業(yè)電動化發(fā)展提供技術支持。碳化硅是制造高能效功率半導體的重要材料，在電動和混動汽車中發(fā)揮著關鍵作用。建立合資廠實現(xiàn)生產(chǎn)本地化具有諸多優(yōu)勢：幫助意法半導體應對行業(yè)中的結構性變化，縮短供應鏈，并提供更靈活的制造布局，快速適應市場需求。這種本地化策略不僅提高了我們的市場響應速度，還加強了意法半導體在全球最大和最具活力的中國汽車市場的地位。

結束語

汽車市場為半導體企業(yè)提供了巨大的增長機會，也帶來了開發(fā)汽車廠商所需的新產(chǎn)品和顛覆性技術的巨大挑戰(zhàn)。要想在該市場取得成功，半導體企業(yè)就必須具有更快的創(chuàng)新速度、靈活高效的制造布局、大量的研發(fā)投入，以及與汽車系統(tǒng)供應商、技術合作伙伴和車廠建立更密切的合作。汽車行業(yè)相關各方之間的協(xié)作對于全面理解市場挑戰(zhàn)和以軟件為中心的復雜生態(tài)系統(tǒng)至關重要，也是加快創(chuàng)新進程、交付解決方案、推動汽車行業(yè)邁向電動化、自動化、網(wǎng)絡化和可持續(xù)化未來的重要基礎。