媒體聚焦 | 從今年慕展，看汽車電子的技術(shù)與市場變化

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電子工程專輯資深產(chǎn)業(yè)分析師黃燁鋒參觀了慕尼黑電子展瑞薩展位，對(duì)汽車電子技術(shù)與市場的變化做出了深入分析。

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本文來源：電子工程專輯

作者：黃燁鋒

在電子產(chǎn)業(yè)當(dāng)前市場環(huán)境下，汽車電子是被行業(yè)內(nèi)的很多市場參與者視為為數(shù)不多的熱點(diǎn)的。從瑞薩電子今年Q1季報(bào)來看，這家公司季度營收3597億日元，相比去年同期略有增長。

增長的貢獻(xiàn)基本都來自汽車業(yè)務(wù)——汽車方向的當(dāng)季營收約1683億日元，同比增長9.3%，抵消了非汽車業(yè)務(wù)的小幅下滑并產(chǎn)生盈余。

今年慕尼黑上海電子展（以下簡稱慕展），瑞薩展示的主要都是汽車業(yè)務(wù)相關(guān)產(chǎn)品；另外在前不久的國際嵌入式展上，我們也和瑞薩談了談汽車市場的發(fā)展現(xiàn)狀。這篇文章我們就結(jié)合瑞薩今年5月Analyst Day，以及我們在6月嵌入式展和最近的慕展針對(duì)瑞薩的采訪，談?wù)勅鹚_的汽車業(yè)務(wù)。

汽車電子的未來10年

此前針對(duì)賴長青（瑞薩電子全球銷售及市場本部副總裁兼瑞薩電子中國總裁）的采訪中，我們大致談到過在汽車領(lǐng)域，瑞薩MCU產(chǎn)品市場份額第一；以及瑞薩預(yù)期2023年在汽車業(yè)務(wù)上要達(dá)成20%的增長。當(dāng)然瑞薩的汽車業(yè)務(wù)早就不限于MCU了。

從TechInsights的數(shù)據(jù)來看，2019-2029年這10年間，雖說汽車產(chǎn)量總體也就是1.1倍的增長，但每輛車半導(dǎo)體器件價(jià)值則會(huì)增長2.4倍；則瑞薩認(rèn)為整體TAM市場能有2.8倍增長。

趙明宇（瑞薩電子汽車電子戰(zhàn)略銷售中心副總裁）評(píng)價(jià)這個(gè)預(yù)測“不是很激進(jìn)”，“我們考慮傳統(tǒng)燃油車轉(zhuǎn)變?yōu)榧冸妱?dòng)車，內(nèi)部半導(dǎo)體器件增量可能會(huì)x6、x8，甚至x10；加上SiC應(yīng)用和高壓全車應(yīng)用，半導(dǎo)體器件用量完全是能夠達(dá)到10倍甚至更多的?！?/p>

所以我們看到2020-2022年，瑞薩汽車業(yè)務(wù)總體營收的CAGR增長率達(dá)到了30%。將汽車業(yè)務(wù)產(chǎn)品切分為控制系統(tǒng)、座艙系統(tǒng)和其他，以及ADAS/EV/網(wǎng)關(guān)，則分別有26%、31%和49%的CAGR增長幅度。以瑞薩在汽車市場上的位置，這組數(shù)據(jù)是多少能夠說明綜合的汽車市場增量的。

基于業(yè)務(wù)增長情況，瑞薩很顯然地接下來要把注意力更多地轉(zhuǎn)向EE架構(gòu)、ADAS/AD，和EV。所以包括瑞薩Analyst Day，趙明宇先后兩次面向媒體的汽車業(yè)務(wù)演講，以及我們的采訪，多少都圍繞著這幾個(gè)部分展開。以下篇幅的展開，我們也圍繞這三個(gè)方向。

另一方面，趙明宇提到“汽車的使用理念發(fā)生了很大變化”，“很多國產(chǎn)車甚至都加入了卡拉OK的功能，這在10年前是不可思議的?！薄捌嚞F(xiàn)在不止是點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)輸工具，很多人把車當(dāng)做家的延伸、工作環(huán)境的延續(xù)?！彼跃彤a(chǎn)生了聯(lián)網(wǎng)、高清數(shù)字互聯(lián)、高清圖像應(yīng)用等多樣化需求。

“這些需要我們把原本工業(yè)、消費(fèi)領(lǐng)域的產(chǎn)品帶到車上。這也就產(chǎn)生了IP相互融合、技術(shù)跨界的思路。瑞薩對(duì)這樣的需求也有相關(guān)產(chǎn)品和策略?！边@一點(diǎn)似乎是對(duì)應(yīng)了瑞薩的“cross-sell”方向，所以以“跨域融合”的名義被談及。

ADAS/AD：更高算力芯片規(guī)劃中

自動(dòng)駕駛發(fā)展到現(xiàn)在，一批非傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域的市場參與者入市，典型的像是英偉達(dá)，還有一眾大算力汽車AI芯片企業(yè)。這兩年自動(dòng)駕駛芯片被提得比較多的一個(gè)話題恐怕就是算力了——這似乎讓瑞薩這種汽車芯片傳統(tǒng)巨擘顯得有些尷尬。

實(shí)際上瑞薩的R-Car產(chǎn)品，最新的R-Car V4H這顆SoC內(nèi)部的深度學(xué)習(xí)加速器，已經(jīng)能夠提供INT8 34TOPS的算力水平。此前某些智駕芯片廠商定義L3所需的AI算力在30-100TOPS，瑞薩的這顆芯片顯然是在范圍內(nèi)的；且“隨著合作伙伴在CNN加速器上的配合，我們能夠向客戶提供超過60-100TOPS算力的硬件組合”。

▲ 這個(gè)演示的是通過生成光流向量，來估算車輛與障礙物的距離，并預(yù)測車輛運(yùn)動(dòng)軌跡，所謂的SFM（Structure-from-Motion）應(yīng)用；主芯片用的是R-Car V4H，其中有加速光流法的IP；這套ADAS/AD方案是瑞薩和LACROIX基于R-Car V4H開發(fā)板和R-Car xOS SDK開發(fā)的...

▲ 這個(gè)ADAS/AD開發(fā)平臺(tái)還搭配了Hailo-8 AI加速器，配合R-Car V4H一起達(dá)成L3+級(jí)別的自動(dòng)駕駛性能；

可能在很多人看來，這個(gè)數(shù)字相比類似英偉達(dá)DRIVE Orin/Thor這樣的大芯片在算力上還是有距離——但實(shí)際現(xiàn)有汽車產(chǎn)品在60-100TOPS算力區(qū)間內(nèi)真的已經(jīng)是高算力了。不過趙明宇在演講中提到了瑞薩“下一代SoC提供更高算力，從簡單的行泊一體，到L3/L3+，甚至L4以上不同ADAS應(yīng)用需求”。

這次瑞薩電子汽車電子市場部部長王璐在接受采訪時(shí)說：“更高算力的產(chǎn)品我們確實(shí)是在規(guī)劃中?！边@都表明瑞薩是有意于AI方向的投入，并且可能會(huì)和這些新晉市場參與者正面競爭的。不過在高算力的問題上，瑞薩實(shí)際上有自己的理解。

其實(shí)在去年慕尼黑華南電子展上，趙明宇就提過瑞薩在算力方向上的決策還是要“基于客戶的需求和反饋”；尤其要考慮“成本、ROI”，“成本是很多車廠考慮的關(guān)鍵問題”，“汽車產(chǎn)業(yè)所有的應(yīng)用都不是簡單的越高端越好——應(yīng)用需要考慮是否能夠裝配到百萬量產(chǎn)級(jí)的車上；唯有成本被認(rèn)可，才會(huì)是好的應(yīng)用?！薄?/p>

另外王璐也提到：“從高算力來看，瑞薩現(xiàn)在不占據(jù)制高點(diǎn)。但我們作為幾大汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商之一，始終是走得比較穩(wěn)的一家。我們在車身控制、網(wǎng)關(guān)領(lǐng)域，在市場份額、know-how等方面都很強(qiáng)；駕艙，此前也一直有非常好的表現(xiàn)；可能只是在高算力上，迭代相比競品稍慢一點(diǎn)?！?/p>

“如何借助我們的生態(tài)體系，去打造更好的產(chǎn)品，而不是單純追逐高算力，這是我們要考慮的問題?！蓖蹊凑f，“我們有整合能力，光是產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建，就不是很多競爭對(duì)手具備的?！?/p>

▲ 用于ADAS中央計(jì)算架構(gòu)的雷達(dá)系統(tǒng)方案，且支持衛(wèi)星雷達(dá)架構(gòu)：即多個(gè)衛(wèi)星雷達(dá)連接到一顆R-Car V4H SoC

的確，SoC芯片AI算力之外，瑞薩在ADAS方向上仍有其他關(guān)注點(diǎn)，比如說傳感方向的雷達(dá)。去年10月瑞薩宣布收購Steradian，就著力在雷達(dá)技術(shù)上。當(dāng)時(shí)瑞薩同樣表達(dá)了在獲得radar transceiver核心能力以后，具備了完整的雷達(dá)解決方案。

這其實(shí)仍然是覆蓋全信號(hào)鏈，以及瑞薩經(jīng)典的Winning Combo策略在生效，畢竟雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部除了Transceiver，另外涉及的PMIC、Pre-regulator、時(shí)序器件，和ADAS SoC這些環(huán)節(jié)，瑞薩都有了對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品和方案。

趙明宇說，“我們現(xiàn)在把面向智能駕駛的解決方案，從之前單一的視覺方案，變成了視覺+傳感。我們現(xiàn)在能夠向客戶提供更完整的ADAS方案?！?/p>

他特別強(qiáng)調(diào)瑞薩的雷達(dá)產(chǎn)品比市面上絕大部分方案“至少領(lǐng)先一代”，從制造工藝、功耗、解析度、精度等各方面來看都是如此。與此同時(shí)，“衛(wèi)星雷達(dá)理念被車廠接受，處理流程更高效、整體成本降低。”“歐洲某些主機(jī)廠已經(jīng)開始做衛(wèi)星雷達(dá)模式，我們也正把這個(gè)模式帶到國內(nèi)主機(jī)廠的下一代雷達(dá)系統(tǒng)開發(fā)上?！?/p>

在瑞薩看來，ADAS/AD整個(gè)市場未來長期可達(dá)成21%的CAGR增長率；而瑞薩自身就這部分的營收增長則可在同期達(dá)成36%的CAGR。

EV市場增長潛力，SiC在路上

ADAS/AD之外的另一個(gè)熱點(diǎn)就是EV。嵌入式展上，趙明宇提過瑞薩的SiC碳化硅MOSFET器件生產(chǎn)線，論及瑞薩目前暫時(shí)只有一條6英寸晶圓產(chǎn)線。“雖然我們在這個(gè)領(lǐng)域比友商進(jìn)入得要晚，但我們也因此能避開友商此前在市場和技術(shù)上面臨的問題?！?/p>

“我們非常有信心到2025年，新的碳化硅8寸線量產(chǎn)之時(shí)，產(chǎn)品性能足以抗衡市面上大部分產(chǎn)品?！薄捌鋵?shí)我們的技術(shù)儲(chǔ)備并不晚，現(xiàn)在只是如何有效提升產(chǎn)能的問題。從我們了解到主機(jī)廠對(duì)SiC產(chǎn)品需求的發(fā)展思路來看，2025年這個(gè)時(shí)間點(diǎn)我覺得沒問題?！?/p>

實(shí)際最近瑞薩剛剛宣布和Wolfspeed簽訂10年期的SiC晶圓（bare and epitaxial wafer）供應(yīng)協(xié)議，瑞薩花費(fèi)20億美元保證金，確保6寸和8寸SiC晶圓長期供應(yīng)。這也表明了瑞薩在SiC方向投入的決心。

▲ EV電機(jī)控制解決方案，瑞薩宣傳這套方案“實(shí)現(xiàn)了雙電機(jī)控制領(lǐng)域全球最頂尖水平的驅(qū)動(dòng)效率”；其中就包含了IGBT及對(duì)應(yīng)的預(yù)驅(qū)；結(jié)合PMIC、MCU、位置傳感器等組成部分，還是可以看出瑞薩在完整信號(hào)鏈覆蓋及整體BOM成本上的優(yōu)勢的；

▲ 電感式位置傳感器，用于高速電機(jī)轉(zhuǎn)向；方案精度“可優(yōu)化至0.2%”，最高支持600000rpm電機(jī)場景；可用于軸端、軸側(cè)、貫穿軸不同位置；

而瑞薩在IGBT方面的策略，此前我們也介紹過。一方面是瑞薩的IGBT正從AE4工藝轉(zhuǎn)向AE5，實(shí)現(xiàn)功率損耗、尺寸的降低——AE5工藝IGBT量產(chǎn)預(yù)計(jì)在明年上半年，除了那珂工廠的8寸與12寸晶圓產(chǎn)線；2024年上半年甲府工廠的12寸晶圓產(chǎn)線也會(huì)跟進(jìn)?！癆E5的樣品今年應(yīng)該就會(huì)向中國國內(nèi)的客戶提供。”

值得一提的是，瑞薩認(rèn)為此前公司只做IGBT晶圓，相比那些做封裝的競爭對(duì)手是個(gè)弱勢；但現(xiàn)在“很多國內(nèi)的主機(jī)廠、Tier 1都建立了自己的封裝體系，做產(chǎn)品定制，也能加強(qiáng)供應(yīng)鏈的控制；瑞薩原本的弱勢也就成為了優(yōu)勢”。趙明宇表示。

器件和芯片之外的解決方案、組合產(chǎn)品部分，瑞薩于EV領(lǐng)域也在“不斷加強(qiáng)投入”——畢竟從器件供應(yīng)商轉(zhuǎn)向解決方案供應(yīng)商，是瑞薩這些年發(fā)展的主旋律。比如這兩年針對(duì)亞太市場，瑞薩推出了逆變器、充電、DC/DC、BMS等應(yīng)用方向的解決方案，也包含了硬件、系統(tǒng)之外的軟件算法。

▲ 汽車BMS方案展示，這應(yīng)該是個(gè)相對(duì)完整的平臺(tái)SBC+AFE+MCU，其中包括了高精度BMIC，以turnkey的方式做交付。

比較值得一提的是趙明宇在之前的演講中提到的“X合一”多EV系統(tǒng)趨勢，“把更多和EV相關(guān)驅(qū)動(dòng)的不同應(yīng)用合并在一起”?！皣鴥?nèi)也有一些客戶在做多合一的系統(tǒng)，但大部分只是簡單地把ECU組合在一起。比如BMS系統(tǒng)還是單獨(dú)的MCU+PMIC加上模擬前端的組合，Inverter也是一樣。”

瑞薩主要是基于MCU更先進(jìn)的制造工藝，加上多核設(shè)計(jì)，基于算力提升和系統(tǒng)層面的優(yōu)化，做真正的多合一改進(jìn)，達(dá)成所謂的下一代E-Axle。這也是個(gè)挺有趣的例子。

“國內(nèi)有能力做這種方案的主機(jī)廠、Tier 1是有的。但能夠把產(chǎn)品有效配合起來，整個(gè)系統(tǒng)做到比獨(dú)立組件更好的性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)成本下降，這樣的企業(yè)不多。Know-how還是要時(shí)間積累的?！壁w明宇在采訪中談到，“我們跟日本的合作伙伴也經(jīng)歷了一段時(shí)間的磨合?！苯衲?月尼得科與瑞薩電子已共同宣布，將合作開發(fā)應(yīng)用于新一代E-Axle（X-in-1系統(tǒng)）的半導(dǎo)體解決方案，該新一代E-Axle系統(tǒng)集成了電動(dòng)汽車（EV）的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和功率電子器件。

總的來說，瑞薩認(rèn)為EV市場未來長期可達(dá)成24%的CAGR增長，瑞薩公司自己在這個(gè)領(lǐng)域則能夠?qū)⒃撝堤嵘?6%。趙明宇總結(jié)說，器件層面的技術(shù)提升固然重要，瑞薩提供完整解決方案還是自身增速快于市場均值的關(guān)鍵。

EE架構(gòu)變遷驅(qū)動(dòng)的市場發(fā)展

有關(guān)汽車EE電子電氣架構(gòu)這些年的變化，已經(jīng)被提得很多了。域控制器、跨域融合、軟件定義汽車、不同層級(jí)供應(yīng)商關(guān)系的變化、汽車產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈變遷基本都是圍繞這一話題展開的。

在這個(gè)抽象概念里，瑞薩認(rèn)為2022年以后的市場長期發(fā)展可以為自己帶來43%的CAGR營收增長——感覺這一部分和前兩者（ADAS/AD與EV）不在一個(gè)維度上。不過瑞薩在這里表達(dá)的是用更高性能的一顆或幾顆數(shù)字芯片，來替代以往需要十幾、幾十個(gè)芯片，達(dá)成同樣的功能。

▲ 域控制單元解決方案，主體是RH850/U2x MCU——這是一顆400MHz主頻6核CPU，最大26MB內(nèi)存的芯片；這套方案采用與ETAS合作開發(fā)Hypervisor/AutoSAR軟件棧，是個(gè)“汽車ECU虛擬化平臺(tái)”；

在這方面比較具有代表性的產(chǎn)品，是面向功能域的第一代RH850產(chǎn)品。后續(xù)“隨功能域的發(fā)展，車廠又迭代出位置域的新需求?！壁w明宇表示，“這時(shí)候更多判斷、計(jì)算的功能會(huì)集中到中央網(wǎng)關(guān)，中央網(wǎng)關(guān)的算力有了更大的需求，MCU算力不足以滿足這樣的需求，我們就迭代出了高算力的R-Car產(chǎn)品?！?/p>

這次慕展的瑞薩展位上，智能網(wǎng)關(guān)和域控也是個(gè)單獨(dú)的展區(qū)。12nm工藝的R-Car S4自然是展示的重點(diǎn)——這顆SoC的CPU部分，用上8個(gè)Cortex-A55，1個(gè)Cortex-R52（雙核鎖步），以及2個(gè)RH850（雙核鎖步）。

展位現(xiàn)場工作人員主要向我們強(qiáng)調(diào)了S4的連接擴(kuò)展豐富性，除了CAN、CAN-FD等常規(guī)支持，還包括PCIe 4.0，存儲(chǔ)UFS支持；以及3口Ethernet TSN switch集成，達(dá)成3x 2.5Gbps的帶寬——集成switch也令不同接口的轉(zhuǎn)發(fā)達(dá)成了更低的延遲等等。這些還是很能說明E/E架構(gòu)變化對(duì)汽車硬件帶來切實(shí)的影響的。

▲ 現(xiàn)場展示這個(gè)基于R-Car S4的網(wǎng)關(guān)方案demo，現(xiàn)場工作人員說一部分是通過PCIe將數(shù)據(jù)傳給S4；S4再通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳給IVI域（似乎這部分是基于R-Car M3）；IVI域最后通過HDMI顯示出來...整體是在展示S4作為網(wǎng)關(guān)的PCIe、以太網(wǎng)、CAN-FD連接能力；不過這張圖只展示了拓?fù)涞囊徊糠郑?/p>

▲ 網(wǎng)關(guān)方案展示中，另一個(gè)比較有趣的demo是這套同樣基于S4的IDS/IPS安全功能演示。這個(gè)演示的儀表部分用的是R-Car H3，“儀表通過一根網(wǎng)線接到網(wǎng)關(guān)上，再通過網(wǎng)線接到我的電腦上?！闭古_(tái)工作人員說，“線束簡單化帶來一個(gè)問題，網(wǎng)絡(luò)這塊容易引起黑客攻擊。黑客攻擊儀表，（payload）通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)。如果這個(gè)時(shí)候我打開防火墻（IDS/IPS），就能攔截攻擊信號(hào)，也就過不去了。”

瑞薩演示的這套IDS/IPS基于一個(gè)開源框架，名為Snort，“這個(gè)demo的源碼都可以下載到?！薄艾F(xiàn)在針對(duì)這顆網(wǎng)關(guān)芯片，全球有很多公司在做方案（基于Whitebox SDK），而且方案已經(jīng)非常多了，包括MCAL、Driver部分、Framework部分，還有上面的很多應(yīng)用。”

此外，在EE架構(gòu)變化過程里，“Zonal域?qū)?jié)點(diǎn)執(zhí)行效率會(huì)有更高的要求，我們也強(qiáng)化了RL78的16/8位機(jī)性能。”加上前述RH850產(chǎn)品，以及更高性能定位的Arm核產(chǎn)品，“我們的產(chǎn)品系列覆蓋了新的EE架構(gòu)面向不同層次的產(chǎn)品需求。”趙明宇說。

值得一提的是EE架構(gòu)變化帶來開發(fā)系統(tǒng)的“左移”，以及瑞薩位開發(fā)者打造的模擬器環(huán)境，令系統(tǒng)軟件開發(fā)和硬件開發(fā)達(dá)成同步，系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證也相對(duì)做到同步——而且瑞薩提供的云環(huán)境，據(jù)說能夠達(dá)到Tier 1的系統(tǒng)層級(jí)；這一點(diǎn)我們在去年的文章里也已經(jīng)提過。這一點(diǎn)應(yīng)該也是現(xiàn)在汽車行業(yè)瑞薩這類Tier 2供應(yīng)商普遍在做的事情。

有關(guān)EE架構(gòu)變化和汽車跨域融合趨勢這部分，最后補(bǔ)充一點(diǎn)：王璐說EE架構(gòu)變化除了表現(xiàn)為控制器的出現(xiàn)；更進(jìn)一步的，“現(xiàn)在我們說跨域融合，可能是駕艙域、控制域、網(wǎng)關(guān)域、ADAS域...都融合到一個(gè)芯片中去?！蓖蹊凑劦?，“不過現(xiàn)在國內(nèi)經(jīng)過這些年的發(fā)展，大家可能都冷靜下來了，不是一味去追求高算力、完全融合，考慮的是綜合成本控制、局部融合。畢竟融合的開發(fā)難度提高了很多?！?/p>

有關(guān)汽車電子發(fā)展趨勢，瑞薩關(guān)注的ADAS/AD、EV、EE架構(gòu)這三個(gè)部分就大致上說完了。不過實(shí)際上，瑞薩總結(jié)自己在汽車市場的機(jī)會(huì)和策略，還提到將其他領(lǐng)域的產(chǎn)品、技術(shù)帶到汽車領(lǐng)域的發(fā)展思路——也被瑞薩稱作“跨域融合”。即借助于工業(yè)、IoT、基礎(chǔ)設(shè)施等市場的技術(shù)，促成汽車產(chǎn)品的豐富。

這方面比較具有代表性的如數(shù)字鑰匙、無線BMS、胎壓監(jiān)測等，技術(shù)都來自瑞薩的非汽車業(yè)務(wù)。這應(yīng)該屬于企業(yè)發(fā)展的常規(guī)思路。

最終基于汽車電子市場本身的發(fā)展，以及瑞薩的技術(shù)強(qiáng)項(xiàng)與市場策略，到2029年2.8倍的SAM增量預(yù)期可能還真是相對(duì)保守的。這兩年的財(cái)報(bào)和Design-In數(shù)字應(yīng)該會(huì)給出比較直觀的預(yù)測，因?yàn)楹芏嘈缕返纳狭烤驮谶@兩年了。

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瑞薩電子 (TSE: 6723)

科技讓生活更輕松，致力于打造更安全、更智能、可持續(xù)發(fā)展的未來。作為全球微控制器供應(yīng)商，瑞薩電子融合了在嵌入式處理、模擬、電源及連接方面的專業(yè)知識(shí)，提供完整的半導(dǎo)體解決方案。成功產(chǎn)品組合加速汽車、工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上市，賦能數(shù)十億聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備改善人們的工作和生活方式。更多信息，敬請?jiān)L問renesas.com