2022泰达论坛丨苏州国芯肖佐楠：国产汽车电子MCU核心技术的建立与产业化

9月2日至9月4日，由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车报社联合主办，天津经济技术开发区管委会特别支持，日本汽车工业协会、德国汽车工业协会协办的第十八届中国汽车产业发展国际论坛(TEDA)在天津滨海新区举行。本次论坛以“坚定信念，稳健发展，开创新局”为主题，邀请重磅嘉宾进行深入探讨。

9月4日，“生态论坛:从短缺到成熟，汽车芯片国产化何时迎来春天？”苏州国鑫科技有限公司总经理肖作南发表了题为《国产汽车电子MCU核心技术的确立与产业化》的演讲。

以下为演讲实录:

首先非常感谢主办方给我们这样一个学习和交流的机会。我今天演讲的题目是“国产汽车电子MCU核心技术的建立与产业化”。

首先提到核心技术。核心技术是什么？我们的理解是，能够将自己的技术产品化，在三到五年内，实现绝对量和相对量的销量最大化，进而形成对企业发展的良好支撑。这是我们理解的核心技术。

所以核心技术不同于前沿技术。前沿技术有可能转化为企业的核心技术，每个企业在不同的发展阶段对核心技术有不同的定义。经过20多年的发展，国鑫公司于今年1月6日登陆科技创新板。20年的发展集中在国内生产、CPU技术和工业化上。

针对刚才说的核心技术的产业化，既然是MCU，就要分析技术上和整个市场上的发展方向和趋势。第一，汽车电子电气架构的演进趋势；然后介绍了智能汽车MCU和SoC的发展趋势；第三是汽车电子芯片的核心技术和竞争力；四是汽车电子芯片及产业化。

首先是电子电气架构的演进趋势。汽车是一种交通工具，但现在它是第三种生活空间。目前传感器和执行器的发展方向逐渐趋同，向标准化发展。ECU在分析和控制环境以及满足用户方面起着关键作用。智能汽车MCU的发展趋势，本质上要追溯到ECU所承担的职责。EE架构也面临着ECU职责的演变。在传统的分布式架构下，ECU通常是针对某个功能的，所以ECU很多，ECU之间的通信是有限的。传统通信主要通过低速总线实现。随着中央网关的增加，功能模块之间的数据通信更加容易。通过集成不同的总线和网络，可以跨总线交换数据，进行不同总线类型的协议转换，从而参与网络管理。根据实际需求，路由信号和消息控制实现不同功能模块之间的通信。

随着模块化的加速，ECU的功能集成度进一步提高，出现了功能域的概念，进而实现了域控制器。应该说，随着域控制器的出现，我们的MCU功能更加一体化。脱离了原来ECU单纯完成特定信号的处理和执行的功能，可以脱离更多信息的处理，从而走向标准化。

目前域控制器分为五域和三域。五个域主要是Bosch提出的自动驾驶域、驾驶舱域、车身域、底盘域和动力域。大众和华为提出了三域架构，即自动驾驶域、驾驶舱域和车辆控制域。以特斯拉为代表，提出车载中央计算机，有不同的区域计算。这种架构可以理解为汽车架构的终极概念。车载单元和区域控制摆脱了原有的功能域概念，是一个通用的、更集中的芯片概念。因此，在汽车电子电气架构的发展中，软件架构是一个长期的、渐进的演化过程。

目前判断传统车企的整车架构大多还处于从分布式架构向域控制架构转化的过程中。然后就带来了我们的产品应该侧重于什么样的功能和定位思维。

在EE架构的演进过程中，提出了MCU和SoC芯片的演进。SoC芯片是一个相对更大更广的芯片概念，涵盖了MCU。在汽车智能化的演进过程中，主要是功能和运算需求的迭代和增强，导致了SoC的快速演进，所以我们提出了这样一个SoC芯片的概念。

MCU功能芯片继续巩固汽车的控制性能和安全性。随着汽车各种舒适功能的普及，零部件控制领域细化，对MCU的要求更高。目前仍被外资高度垄断。

智能座舱的实现实际上是SoC的功能计算能力逐渐增强的过程，对汽车的计算能力提出了更高的要求，传统的功能芯片无法满足计算能力要求。传统汽车芯片厂商面对的是该领域的低端市场。在这一领域，消费领域的传统芯片厂商，如高通、三星、华为等，主要占据高端智能座舱领域。

刚才提到自动驾驶芯片也是SoC，对汽车的计算能力提出了更高的要求，传统的功能芯片无法满足这种计算能力要求。为了满足更高的安全级别，满足自动驾驶水平的提升，需要更高的计算能力支持。在车辆控制域芯片中，功能相近的ECU统一管理控制域，资源丰富的传统芯片即可满足需求。传统的高端MCU仍然非常适合车辆控制领域。与此同时，我们也看到了从传统MCU向SoC发展的趋势。我们说过，事实上，如果我们进入一个圣……le EE架构，五年后SoC可能会逐渐向原来的传统MCU转型。所以汽车控制芯片既有功能MCU，又有主控SoC。随着汽车电子架构的演进，MCU不断巩固汽车控制性能，安全计算能力更高的SoC市场潜力巨大。

下面我们来探讨一下智能汽车SoC和MCU的发展趋势。首先是功能性MCU的发展趋势。传统的域控制器主要分为五个域，其中动力域有大量的燃油车，未来五年可能还会有大量的燃油车。控制传统燃油汽车动力性能的MCU数量相对稳定，而新能源汽车动力系统中的MCU数量会增加。在车身领域，传统功能较多，MCU数量相对稳定。机箱领域会随着机箱线控技术的应用，促进MCU的增加。在驾驶舱领域和自动驾驶领域，随着功能的不断创新，传统MCU的数量正在下降。在自动驾驶领域，尤其是辅助驾驶领域，MCU的数量越来越多，所以未来L3智能驾驶等高度智能驾驶之后，MCU的数量会减少。8位MCU提供低端控制功能，如风扇、天窗、空调等。32位MCU具有高端控制功能，实现辅助驾驶，发挥重要作用，如车身域、动力域、底盘域等。复杂的应用场景推动MCU向32位发展，但未来3-5年内很难完全替代8位和16位MCU。

其次，看一看主控芯片，自动驾驶、泊车等辅助功能的安全性和舒适性。考虑到成本和性能，主要是分布式架构。对于功能型MCU，需求还在增加。未来在L3级别以上的自动驾驶领域，高计算能力SoC芯片处于主控地位，控制自动驾驶的多个传感器。不需要传统意义上的MCU，可能会导致这个数字下降。最后可能是集中，一两个SOC就能完成这个功能。当然，可以清楚的看到，主控SoC的发展已经成为一种趋势。但在近期，尤其是三到五年内，单片机仍然是一个主战场。智能车域控制芯片的发展趋势首先是高性能，人机交互和环境感知需要计算海量数据，更先进的工艺技术，CPU和神经网络来满足性能的不断提升。二是多核异构，支持各种场景的硬件需求。第三是高度集成。域控制器的集成功能越来越多，除了刚才说的大计算能力，还有各种通信接口。我们认为，技术发展将重塑传统上由上游供应商和系统集成商组成的汽车产业链。特斯拉的加入加速了整个行业的变革。一些车企已经开始自行设计汽车电子芯片，甚至Tier1厂商也开始了芯片设计研发。第四，大量互联网公司也进入这个体系，整个汽车产业链的价值将被重塑。

我们提出的是最大限度的在3-5年内建立自己的核心技术和竞争力，为公司创造更大的价值，所以我们开发了嵌入式CPU核心技术。我们提出0PPM的概念，每一个有故障的芯片都要有根本原因分析。一定要掌握每个核心IP的设计，快速发现和发现问题。我们建立了基于Power PC的CPU内核技术。设计开源RISC-V架构技术，实现技术平台。根据产业链发展，可以定制。

第二是自主IP可控。当然，并不是说我们拒绝开放，一些标准化的通信和模块也可以被第三方使用。但总体来说，一些主要的数字模块和模拟IP，包括电源和IO，应该是独立自主研究的。尤其是电源，因为与传统汽车相比，电动汽车在不同阶段的管理非常复杂……美国和不同的环境。很多感知引起数模转换，带来不同的转换率和不同的精度要求，需要我们自己掌握。

刚才提到的是一些我们自主控制的核心技术。工艺方面，我们实际上要满足高可靠性的要求，包括可测性设计故障分析、制造冗余设计等全链条的设计技术。说到功能安全，比如内核锁步技术，最大程度上用硬件简化了软件工作。还有像总线这样的检测技术，包括整个内部单元的检测技术，以及整个启动和运行过程中环境的检测技术。其实我们说功能安全，首先要积累整个技术，这是我们作为MCU必须的。就国鑫公司而言，我们已经推出了几十款芯片，目前都是基于Power PC的架构，主要用于发动机控制芯片和车身控制芯片。主要技术水平是40nm浓度的嵌入式技术，与国内主要巨头的技术水平同步，也是未来五年左右MCU要采用的主要技术水平。

另外，为什么几十个型号里有几十个不同的型号？一个芯片有不同的存储，内存等。根据不同的包装资源，可以有不同的系列型号。尤其是域控，有6核架构，包括一个16兆以上内存的，明年下半年推出。

同时，联网对汽车电子安全芯片提出了更高的要求，首先是V2X场景，验证能力要达到上千次。我们推出了满足3000次以上要求的芯片。借助中汽中心软件评测，推出ACS-EAL5+认证。另外，我们提到了建立完善可控的生态链。所有MCU都支持国际第三方开发环境和第三方调试工具，并与国内各大软件公司合作开发底层软件，包括操作系统。我们还推出了集成可控的生态聚合集成开发环境。

综上所述，我们已经建立了比较完善的汽车电子芯片设计技术平台，国内汽车电子工艺技术平台，基于AEC-Q100的汽车电子筛选系统，可以更大程度的实现产业化。谢谢大家！本文根据TEDA汽车论坛现场速记整理，未经演讲者审阅，仅供参考。9月2日至9月4日，由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车报社联合主办，天津经济技术开发区管委会特别支持，日本汽车工业协会、德国汽车工业协会协办的第十八届中国汽车产业发展国际论坛(TEDA)在天津滨海新区举行。本次论坛以“坚定信念，稳健发展，开创新局”为主题，邀请重磅嘉宾进行深入探讨。

9月4日，“生态论坛:从短缺到成熟，汽车芯片国产化何时迎来春天？”苏州国鑫科技有限公司总经理肖作南发表了题为《国产汽车电子MCU核心技术的确立与产业化》的演讲。

以下为演讲实录:

首先非常感谢主办方给我们这样一个学习和交流的机会。我今天演讲的题目是“国产汽车电子MCU核心技术的建立与产业化”。

首先提到核心技术。核心技术是什么？我们的理解是，能够将自己的技术产品化，在三到五年内，实现绝对量和相对量的销量最大化，进而形成对企业发展的良好支撑。这是我们理解的核心技术。

所以核心技术不同于前沿技术。前沿技术有可能转化为企业的核心技术，每个企业在不同的发展阶段对核心技术有不同的定义。经过20多年的发展，国鑫公司于今年1月6日登陆科技创新板。20年的发展集中在国内生产、CPU技术和工业化上。

针对刚才说的核心技术的产业化，既然是MCU，就要分析技术上和整个市场上的发展方向和趋势。第一，汽车电子电气架构的演进趋势；然后介绍了智能汽车MCU和SoC的发展趋势；第三是汽车电子芯片的核心技术和竞争力；四是汽车电子芯片及产业化。

首先是电子电气架构的演进趋势。汽车是一种交通工具，但现在它是第三种生活空间。目前传感器和执行器的发展方向逐渐趋同，向标准化发展。ECU在分析和控制环境以及满足用户方面起着关键作用。智能汽车MCU的发展趋势，本质上要追溯到ECU所承担的职责。EE架构也面临着ECU职责的演变。在传统的分布式架构下，ECU通常是针对某个功能的，所以ECU很多，ECU之间的通信是有限的。传统通信主要通过低速总线实现。随着中央网关的增加，功能模块之间的数据通信更加容易。通过集成不同的总线和网络，可以跨总线交换数据，进行不同总线类型的协议转换，从而参与网络管理。根据实际需求，路由信号和消息控制实现不同功能模块之间的通信。

随着模块化的加速，ECU的功能集成度进一步提高，出现了功能域的概念，进而实现了域控制器。应该说，随着域控制器的出现，我们的MCU功能更加一体化。脱离了原来ECU单纯完成特定信号的处理和执行的功能，可以脱离更多信息的处理，从而走向标准化。

目前域控制器分为五域和三域。五个域主要是Bosch提出的自动驾驶域、驾驶舱域、车身域、底盘域和动力域。大众和华为提出了三域架构，即自动驾驶域、驾驶舱域和车辆控制域。以特斯拉为代表，提出车载中央计算机，有不同的区域计算。这种架构可以理解为汽车架构的终极概念。车载单元和区域控制摆脱了原有的功能域概念，是一个通用的、更集中的芯片概念。因此，在汽车电子电气架构的发展中，软件架构是一个长期的、渐进的演化过程。

目前判断传统车企的整车架构大多还处于从分布式架构向域控制架构转化的过程中。然后就带来了我们的产品应该侧重于什么样的功能和定位思维。

在EE架构的演进过程中，提出了MCU和SoC芯片的演进。SoC芯片是一个相对更大更广的芯片概念，涵盖了MCU。在汽车智能化的演进过程中，主要是功能和运算需求的迭代和增强，导致了SoC的快速演进，所以我们提出了这样一个SoC芯片的概念。

MCU功能芯片继续巩固汽车的控制性能和安全性。随着汽车各种舒适功能的普及，零部件控制领域细化，对MCU的要求更高。目前仍被外资高度垄断。

智能座舱的实现实际上是SoC的功能计算能力逐渐增强的过程，对汽车的计算能力提出了更高的要求，传统的功能芯片无法满足计算能力要求。传统汽车芯片厂商面对的是该领域的低端市场。在这一领域，消费领域的传统芯片厂商，如高通、三星、华为等，主要占据高端智能座舱领域。

刚才提到自动驾驶芯片也是SoC，对汽车的计算能力提出了更高的要求，传统的功能芯片无法满足这种计算能力要求。为了满足更高的安全级别，满足自动驾驶水平的提升，需要更高的计算能力支持。在车辆控制域芯片中，功能相近的ECU统一管理控制域，资源丰富的传统芯片即可满足需求。传统的高端MCU仍然非常适合车辆控制领域。与此同时，我们也看到了从传统MCU向SoC发展的趋势。我们说过，事实上，如果我们进入一个圣……le EE架构，五年后SoC可能会逐渐向原来的传统MCU转型。所以汽车控制芯片既有功能MCU，又有主控SoC。随着汽车电子架构的演进，MCU不断巩固汽车控制性能，安全计算能力更高的SoC市场潜力巨大。

下面我们来探讨一下智能汽车SoC和MCU的发展趋势。首先是功能性MCU的发展趋势。传统的域控制器主要分为五个域，其中动力域有大量的燃油车，未来五年可能还会有大量的燃油车。控制传统燃油汽车动力性能的MCU数量相对稳定，而新能源汽车动力系统中的MCU数量会增加。在车身领域，传统功能较多，MCU数量相对稳定。机箱领域会随着机箱线控技术的应用，促进MCU的增加。在驾驶舱领域和自动驾驶领域，随着功能的不断创新，传统MCU的数量正在下降。在自动驾驶领域，尤其是辅助驾驶领域，MCU的数量越来越多，所以未来L3智能驾驶等高度智能驾驶之后，MCU的数量会减少。8位MCU提供低端控制功能，如风扇、天窗、空调等。32位MCU具有高端控制功能，实现辅助驾驶，发挥重要作用，如车身域、动力域、底盘域等。复杂的应用场景推动MCU向32位发展，但未来3-5年内很难完全替代8位和16位MCU。

其次，看一看主控芯片，自动驾驶、泊车等辅助功能的安全性和舒适性。考虑到成本和性能，主要是分布式架构。对于功能型MCU，需求还在增加。未来在L3级别以上的自动驾驶领域，高计算能力SoC芯片处于主控地位，控制自动驾驶的多个传感器。不需要传统意义上的MCU，可能会导致这个数字下降。最后可能是集中，一两个SOC就能完成这个功能。当然，可以清楚的看到，主控SoC的发展已经成为一种趋势。但在近期，尤其是三到五年内，单片机仍然是一个主战场。智能车域控制芯片的发展趋势首先是高性能，人机交互和环境感知需要计算海量数据，更先进的工艺技术，CPU和神经网络来满足性能的不断提升。二是多核异构，支持各种场景的硬件需求。第三是高度集成。域控制器的集成功能越来越多，除了刚才说的大计算能力，还有各种通信接口。我们认为，技术发展将重塑传统上由上游供应商和系统集成商组成的汽车产业链。特斯拉的加入加速了整个行业的变革。一些车企已经开始自行设计汽车电子芯片，甚至Tier1厂商也开始了芯片设计研发。第四，大量互联网公司也进入这个体系，整个汽车产业链的价值将被重塑。

我们提出的是最大限度的在3-5年内建立自己的核心技术和竞争力，为公司创造更大的价值，所以我们开发了嵌入式CPU核心技术。我们提出0PPM的概念，每一个有故障的芯片都要有根本原因分析。一定要掌握每个核心IP的设计，快速发现和发现问题。我们建立了基于Power PC的CPU内核技术。设计开源RISC-V架构技术，实现技术平台。根据产业链发展，可以定制。

第二是自主IP可控。当然，并不是说我们拒绝开放，一些标准化的通信和模块也可以被第三方使用。但总体来说，一些主要的数字模块和模拟IP，包括电源和IO，应该是独立自主研究的。尤其是电源，因为与传统汽车相比，电动汽车在不同阶段的管理非常复杂……美国和不同的环境。很多感知引起数模转换，带来不同的转换率和不同的精度要求，需要我们自己掌握。

刚才提到的是一些我们自主控制的核心技术。工艺方面，我们实际上要满足高可靠性的要求，包括可测性设计故障分析、制造冗余设计等全链条的设计技术。说到功能安全，比如内核锁步技术，最大程度上用硬件简化了软件工作。还有像总线这样的检测技术，包括整个内部单元的检测技术，以及整个启动和运行过程中环境的检测技术。其实我们说功能安全，首先要积累整个技术，这是我们作为MCU必须的。就国鑫公司而言，我们已经推出了几十款芯片，目前都是基于Power PC的架构，主要用于发动机控制芯片和车身控制芯片。主要技术水平是40nm浓度的嵌入式技术，与国内主要巨头的技术水平同步，也是未来五年左右MCU要采用的主要技术水平。

另外，为什么几十个型号里有几十个不同的型号？一个芯片有不同的存储，内存等。根据不同的包装资源，可以有不同的系列型号。尤其是域控，有6核架构，包括一个16兆以上内存的，明年下半年推出。

同时，联网对汽车电子安全芯片提出了更高的要求，首先是V2X场景，验证能力要达到上千次。我们推出了满足3000次以上要求的芯片。借助中汽中心软件评测，推出ACS-EAL5+认证。另外，我们提到了建立完善可控的生态链。所有MCU都支持国际第三方开发环境和第三方调试工具，并与国内各大软件公司合作开发底层软件，包括操作系统。我们还推出了集成可控的生态聚合集成开发环境。

综上所述，我们已经建立了比较完善的汽车电子芯片设计技术平台，国内汽车电子工艺技术平台，基于AEC-Q100的汽车电子筛选系统，可以更大程度的实现产业化。谢谢大家！

本文根据TEDA汽车论坛现场速记整理，未经演讲者审阅，仅供参考。

标签：特斯拉大众发现

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