未来的互联网汽车居然不靠发动机驱动了?

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最近EE Times的研究人员在研究,汽车行业的技术专家评价互联网汽车时,好像大家商量好了似的,全都异口同声的说,新的设计和制造方案都是“摧枯拉朽的(大有推倒以前设计的意味)”和“革命性的”。这些设计颠覆了过去将近100年来的累积,把从蒸汽机和燃油直接带到了电池时代,而这其中最大的变革便是----把汽车变成了“一个带着四个轮子的计算机”。

一位来自宝马(BMW)的工程师就对业界说,整个团队花了几十年时间设计并制造出操控性和性能极佳的汽车,然而购车者想知道的第一件事却是这款车能不能和他的手机整合通信;电子和软件适配和智能化取代了机械设计作为客户的标准,同时也会给部分资深设计师带来一定挫败感。

不仅如此,奔驰、日产和沃尔沃等整车厂商最新的广告都在宣传其配备的无线充电,充满未来科技感的全数字仪表盘、防撞系统和24通道立体声音响;值得注意的是,车辆马力、最高转速、牵引力等以前人们热衷于讨论的性能指标似乎都没有提及,就连皮卡的载货能力都被中控的亿万次浮点运算所替代。车载娱乐系统、自动驾驶和订阅无线更新等等基于半导体芯片的上层软件技术变成了需求主流,不管是客户,就连行业分析师都在称,汽车电子已经变成一个独特的类目,不单单是控制,更多的是服务,为一切泛信息化服务。

所以,便有了文章题目里的疑问,未来的电动汽车靠的都是软件和互联网数据中心,汽车设计和制造的重点越来越偏向于基于半导体芯片的软件系统。可以说未来的汽车既不依靠汽油也不依赖电力,而是互联网数据,而这些数据又通过芯片(SoC)进行收集、处理、传输和存储。

汽车芯片

目前全世界的汽车制造商每年大约生产1亿辆车,根据研究公司IHS Markit(2020年10月)数据显示预计到2026年,将有一半以上的汽车配备15-24个复杂的电子设备,并且平均每辆车拥有约23个SoC芯片,我们乘以大约6000万辆车,可以预估出单就汽车市场每年都有将近15亿个SoC芯片。如果我们将眼光再放长远些----10年后,汽车用集成电路芯片的需求将增加到20多亿。

 

互联网汽车可以说是自手机以来最重要的半导体元件机遇,并且未来拥有广阔前景的自动驾驶还处于萌芽阶段,现在还是车载娱乐系统和联网数据的天下,从收音机、GPS导航、发动机管理到现在的手机车联网、全数字显示屏等等已经量产实现的功能,当然客户需求什么整车厂商们就会特殊关注什么,商业向来如此。

之前的整车厂商都将技术聚焦在汽车本身,而现在还需要特殊关注软件和网络服务,就像亚马逊、Google和Facebook那样的互联网公司。如果我们假设每200辆车拥有一台服务器,那么每年就有20万台服务器,并且还要在全球不同的城市和地区部署这些基础设施,并且还有一点尤其需要我们考虑,未来的智能城市将拥有数以万计的交通信号灯、交通标志、摄像头和路灯以及各种各样的传感器,这些部件终将会纳入整个城市的联网之中,这些低时延高效的数据通信设备都将需要更多的“硅(芯片)”。

只有在有了芯片后,我们才会考虑软件,目前保守估计来看,现有的车载软件大约有3000万行代码,并且在生产制造过程没亮车还将运行超过1一行代码(包含各种测试和各种附加功能),总而言之这个都是一个复杂、网络化的多处理器系统。所以硬件设备可靠性是至关重要的,因为在法律上整车制造厂商将要承担巨大的责任风险,所以在芯片层级需要有更多的故障保护和冗余响应来克服这个问题,一个典型的例子是SoC将拥有两个或者两个以上的处理器并行工作,不断的相互检查纠错。

现在很多人都在说,商用现成的芯片已经够用了,但是如果整车厂商自主设计开发自己的定制芯片,那么不仅能在性能上获得巨大提升,还可以针对软件进行底层优化。图像识别用的神经网络就需要极强的硬件来应对又大又复杂的特征计算,例如最新的特斯拉Dojo SoC,将特斯拉拍摄到的数百万图像转化为神经网络学习的数据,这个过程极其复杂。所以在汽车内部署决策系统最好的方式就是完全自主设计或者自主拥有核心IP的定制化芯片,而这也是未来汽车用SoC发展的需求。

现在全球的汽车公司都在寻求自己的解决方案,这也就是为什么许多公司都在相互合作(Arteris、Arm 和 CEVA 等)因为自主定制SoC需要各种样的IP授权,所以在未来EE times产业分析师指出,未来车市发展是这种交叉授权合作的模式。

数据为王

现在很难说特斯拉的股价是被高估了还是低估了,但是无可争议的是,特斯拉的车受到越来越多人的喜爱,现在的市值更像是一个身处硅谷的高科技公司,并且现在还推出了各种车载软件,我们可以说特斯拉的核心竞争力并非电动车,而是其软件。而且特斯拉还有其专业的数据中心服务器、车联网、地图、娱乐和交通道路信息都在其软件上传输和流动,而这些数据对于不仅是特斯拉还是其他车企来说,都蕴含着巨大的价值。

Mobileye是另一家在海量客户数据上做文章的公司,在软件SoC芯片和机器学习方面均处于领先地位。当然现在新的汽车商可不是从零开始,而是和各种传统零部件供应商----博世、大陆、电装、麦格纳等公司紧密合作。当然,我们可以清晰的预见的是,这些全球顶级的供应商也将建造自己的Soc设计和软件开发团队,继续向业界输送其最新的产品。如果不这么做的话,会有许多电子公司来抢占“地盘”,许多拥有SoC设计和开发方面的公司都在切入汽车半导体方向摩拳擦掌,并且还拥有构建芯片SOA和OEM定制方面的经验。

虽然汽车互联网到最终成熟还需要一段路要走,但是现在我们已经能看到未来既不是靠汽油、氢气或者电力,未来是靠数据。数据驱动着用户体验不断的改进和发展,消费者愿意为了这次数据革命付费,未来的整车厂商和核心竞争力将从引擎和地盘设计转向SoC芯片和软件,毕竟通往汽车互联网未来的大道是用硅铺成的。

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