汽车芯片改变了车厂/供应商的力量平衡

来源：Astroys

目前行业普遍认为芯片供应紧张局面将持续到2022年，任何快速解决方案都是幻想。车厂对下一代架构的反思延伸到了他们的芯片合作伙伴，这些公司面临着对可互换平台和提高业务可见性的新期望。车厂正在进行大量的资金投入，而芯片公司当然希望可以分一杯羹。问题在于，当芯片供应商试图构建与车厂更紧密的关系时，他们愿意做出怎样的调整，以及他们的解决方案会有多大的创造性。

受到2021年芯片断供的沉重打击，车厂们开始清醒过来。随着他们重新考虑与芯片供应商的关系，他们正在重新构建下一代汽车架构，并将软硬件解耦，希望可以在必要时随时更换芯片。车厂也在急剧转向软件定义和软件可升级的汽车。

NXP的全球营销总监Brian Carlson说：“整个行业都在发生巨大的变化。汽车行业正在公开谈论200亿至300亿美元级别的巨额投资，同时积极在人员和结构层面进行调整。”

仅在过去几个月里，领先的车厂就以最公开的方式透露了战略上的重大转变。

• 福特与GlobalFoundries签约。

• 通用与TSMC联手。

• 通用指定了6家芯片供应商，Qualcomm、ST、Renesas、NXP、Infineon和On Semi作为其合作伙伴，通用将ECU集成到域控制器，用于未来汽车的分布式处理。

• Stellantis上个月公布了面向所有品牌和车型转向软件定义平台的雄心。到2025年，它将向软件和电动化投资超过337亿美元，预计到2024年将雇佣4500名软件工程师。

• 宝马为其下一代ADAS和自动驾驶系统选择了Qualcomm Snapdragon Ride ADAS平台的视觉感知、视觉SoC和ADAS中央计算SoC产品。

这些车厂正在进行这些改变，一方面是为了应对2021年的芯片断供问题，另一方面是他们希望看到自己的架构在未来的走向。大多数车厂似乎都在试图与芯片供应商建立更直接的关系。

现在判断车厂的这种策略是否有助于确保他们与芯片供应商的未来还为时尚早。也许更恰当的问题是，芯片供应链的问题如何改变了车厂和芯片供应商之间的力量平衡。

例如，福特和GlobalFoundries表示，他们不具约束力的“战略合作”可能涉及增加产能，并在几个芯片类别中进行共同开发。但这两家公司没有披露交易条款，也没有说福特是否提供资金，或承诺在GlobalFoundries目前或未来的任何工厂储备产能。

去年秋天，NXP的CEO Kurt Sievers曾表示，他在2021年举行的客户会议的频率比以往增加了5倍，他相信这是芯片行业价值的转变，是下游行业将芯片视为极其重要和关键部分的方式。

01

平衡行为

不管芯片供应紧张与否，车厂已经开始改变他们与Tier1和芯片供应商打交道的方式。

传统上，如果车厂想要一个新功能，如停车辅助系统，它会定义规格，并要求Tier1开发一个能满足这些规格的盒子。开发完成后停车辅助模块就会安装在车内，车辆上就会又多一个盒子，最多时这样的盒子会多达175个。

车厂意识到ECU的持续增加（为每个新功能添加一个盒子）是行不通的，便开始将ECU整合到域控制器中，以实现模块化、zonal处理的方法。今天，每一个新功能的增加都必须在车辆层面上进行整体考虑。

在这种背景下，疫情并没有减缓汽车行业的发展。相反，我们看到全球的车厂在作出重大决策和投资方面有了极大的加速。

Yole Développement的首席分析师Tom Hackenberg指出：“车厂现在正在改变它们的整体战略。面临的挑战是在平衡车辆重量（线束越少越好）、平衡车辆功耗（过多的算力会限制电动车的续航能力）以及平衡他们与各供应商的关系。”

简而言之，对车厂来说，现在是做出决定的时候了。

02

不容易做的决定

Hackenberg表示，当他们做出这些决定时，对车厂来说最重要的是”与芯片供应商直接沟通“，这样他们就能了解到未来的能力，以及五年后的情况会有什么不同。

车厂必须选择软硬件平台，这些平台不仅适合他们目前的业务，而且能将他们带入未来。因为你不可能反复地重新做选择，这样代价太高了。

例如，如果你为当前的需求选择了一个围绕L2+优化的平台，那么它能否带你到L4，并支持L1和L2系统？可扩展性（不仅可以扩展，还要能收缩）说起来容易做起来难。

AI加速器公司Hailo的CEO Orr Danon说，他看到一些车厂喜欢集中式架构，而另一些则选择zonal的方法，不把太多的力量集中在一个地方，让他们独立开发。

尽管Danon看到了车厂的这些需求，但他说他们”还没有准备好做决定“，因为在市场和技术方向上，“他们觉得还没有掌握足够的信息”。

03

寻找平衡点

所有车厂都在努力寻找性能、功率、效率和成本之间的平衡点。一些公司认为，他们可以通过集中式架构来实现这一目标，而另一些则认为，他们可以通过分布式架构更好地实现这一目标。

但是，将车辆架构决策作为集中式和分布式计算之间的非黑即白的选择，是一种错误的二分法。汽车周围的多个ECU有一定的计算能力，可以进一步向边缘推进。尽管如此，即使你选择了尽可能分散的架构，你仍然会需要一些中央计算中枢。

04

ECU的整合与可互换性

在去年11月的一次投资者会议上，通用总裁Mark Reuss说，通用正在与7家芯片供应商合作开发三个新的微控制器系列，这将使未来通用的特殊芯片数量减少95%。目标是随着ECU被整合到不同的zone，通过在开发、采购和制造方面的协作，为供应链带来可预测性。

如果仔细揣摩通用的这一番言论，通用可能正在要求NXP、Infineon、ST和Qualcomm等公司是否可以使用相同的架构、相同的工艺节点和相同的引脚来制造可互换的部件。这将允许进行一些部件级别的验证，使通用更容易更换这些元件。

但这些芯片供应商正在设计领域激烈的竞争。他们会同意这种措施吗？

在MCU领域，这并不是一个牵强的场景。虽然通用可能还没有完全解释其需求，但我们看NXP与ST的关系，NXP其实可以将某些Freescale/NXP的MCU放入ST的插槽里。至少对于某些特定的系列，这些设备是可以互换的。

由于车厂要求MCU的可互换性，而芯片供应商正忙于研究他们的下一代用于域控制器的多核SoC。NXP的Carlson解释说，随着更多的集成，一些ECU功能正在走向虚拟。随着更多的处理器集成到一个芯片上，处理器的隔离，防止它们相互干扰是至关重要的。Carlson说：“我可以开始增加更多的虚拟ECU，它们之间不需要相互作用，但我必须确保这样的SoC具有所有的接口，以完成你在整个车辆上执行所需的操作。”

05

处理器的节点选择

MCU的供应紧张也给了车厂一个重新思考工艺节点战略的机会。传统上，车厂根据现有的MCU，告诉芯片供应商不要做改变。但现在，无论对错，车厂都在考虑如何重新设计他们的解决方案，以利用更先进的10nm以下的SoC工艺，因为所有产能都集中在了这些先进节点上。TSMC、Samsung和Intel都在部署10nm以下的工艺，所以就牺牲了28nm及以上节点的产能，那些都是车厂传统上为其模块指定的节点。

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软硬件解耦

Stellantis在12月宣布的软件战略显示，它们想要拥有更多其品牌软件价值链上的份额。该战略对于车厂在其品牌间进行OTA的能力至关重要。该公司似乎还认为，将软件与硬件平台解耦，就有可能在供应链出现问题时随时更换芯片。

这种问题在纸面上似乎是可行的。但解耦的问题是验证的问题。6个月后换掉一个硬件平台以应对芯片断供是一个理想化的策略，因为到时候你如何验证新解决方案的可靠性？

相比之下，通用并不希望实现平台更换，而是要求MCU SoC供应商让通用更容易进行一些部件级别的验证。

07

仍然是未成熟阶段

虽然车厂正在试图与芯片供应商建立更直接的关系，但这种联盟可能会不断发展，特别是在自动驾驶市场。

宝马最近宣布将与Qualcomm合作开发自动驾驶平台，这是在现有的技术合作伙伴Mobileye之外的，这让许多人感到惊讶。行业分析师们也正在评估Qualcomm在网联和信息娱乐之外更深入地进入汽车市场的能力。

高级自动驾驶的汽车市场仍然是一个未成熟市场。既有只想选择交钥匙解决方案的车厂，也有想掌握一切的公司。由于AV市场仍处于起步阶段，这种关系可能会错综复杂，一些交钥匙设计方案可能会延续到第二代甚至第三代设计。但是其他车厂在一两代产品中已经充分了解了什么是可行的，什么是不可行的，从而自己承担起更多的开发和规范工作。

到那时，已经与车厂建立长期联盟关系的芯片供应商可能会再次陷入不确定的关系中。

汽车芯片的供应紧张使芯片供应商占据了主导地位，至少目前是这样。但车厂也提出了新的要求，同时表明，如果出现更好的、成本更低的、更灵活的平台，他们也已经准备好更换新的合作伙伴。