電子發燒友網報道(文/周凱揚)根據Semico Research的數據,基于已經初具規模的RISC-V普及速度,他們預測2025年RISC-V核心出貨量在2025年將達到624億顆,而2020年到2027年之間,集成了RISC-V的SoC出貨量年復合增長率將達到73.6%,出貨量最大的兩個地區為美國和中國。
從市場滲透率來說,根據Counterpoint Research的預測,IoT是RISC-V進展最快的市場之一,將在2025年達到25%的滲透率,其次是工業市場12%,汽車市場10%。而汽車市場恰恰是這幾年來機遇最多的,因此對于RISC-V來說,如果能吃到這塊蛋糕,對于整個RISC-V生態的普及都是大有裨益的,可汽車市場憑什么選擇沖勁十足但并沒有站穩腳跟的RISC-V呢?
將RISC-V引入汽車市場有哪些吸引力
從這幾年發布的新車可以明顯看出,汽車所需的ADAS性能越來越高,各個自動駕駛等級上的投資也在逐漸放大。據預測,從2020年到2030年,車規SoC和MCU出貨量的年復合增長率分別為19%和9%。不僅如此,更多的功能將被整合進單個模組中,高性能中央計算單元也已經成為剛需。
盡管我們這兩年看到了RISC-V上車的趨勢,但RISC-V車規產品目前還是以IP為主,已經量產的芯片并不多,能否普及下去還是看芯片設計廠商、Tier 1和OEM的態度。首先對于芯片設計廠商來說,可以實現優秀的PPA指標是必須的,RISC-V的優勢在于相較其他架構來說在IP和商業模式選擇上要更為靈活,當然了,功能安全也是必要條件。
單就智能座艙和動力控制來說,當下不少RISC-V方案已經可以滿足需求了,只待車規認證和量產出貨。可自動駕駛芯片這塊,與主流的英偉達、地平線、黑芝麻智能科技相比,目前也許只有2025年才量產的Mobileye EyeQ Ultra才能一戰。可即便性能還存在差距,RISC-V也應該通過異構集成盡快打入自動駕駛芯片市場。
對于Tier1的吸引力就更好理解了,經過了上一輪的汽車芯片荒,加強多源供應已經成了Tier1的共識,而RISC-V可以帶來定制化的開發選擇,進而提供不同的替代方案。至于OEM,沿用單一ISA在軟件移植上可以提供不小的便利,如果RISC-V能夠實現供應鏈垂直整合的同時,還能提供差異化和低成本的ADAS解決方案,那無疑會成為它們的首選。
RISC-V的汽車生態整合之路
既然如此,RISC-V在持續高歌猛進的同時,有沒有去整合汽車市場的生態呢?答案自然是肯定的。我們看到已經有不少RISC-V廠商推出了對應的方案,比如SiFive已經針對汽車推出了E6-A系列32位RISC-V內核,其中E6-AS為可分核設計,E6-AD為雙核鎖步設計,兩者都是面向ASIL-D設計的,而E6-AB則采用了最小邏輯冗余設計,主要面向ASIL-B。
根據SiFive的說法,在2023年下半年,他們還將為其汽車解決方案增添兩個新產品,分別是X280-A和S7-A。X280-A從名字看來就是基于X280的設計,定位為向量處理器,主要用于支持ADAS中的傳感器融合和一眾ML/AL應用。而S7-A則是專為功能安全島設計的64位CPU,主要用于ADAS、網關和域控制器中。SiFive還透露,在明年晚些時候,會推出一款最高16核配置的高性能汽車RISC-V處理器。

SiFive汽車RISC-V生態系統 / SiFive
可單靠IP是無法打造車規芯片的,我們從SiFive的汽車RISC-V生態合作圖中就能看得出來。如上圖所示,不僅有新思、Cadence、西門子EDA這類EDA/IP廠商,IAR Systems、SEGGER等工具鏈廠商,還有Green Hills、風河、Canonical、Virtual Open Systems等軟件、RTOS廠商。
近日舉辦的第二屆滴水湖中國RISC-V產業論壇上,武漢二進制半導體公司也介紹了他們的高性能車規MCU,伏羲2360。其實早在上一屆論壇飛思靈微電子的分享上,伏羲2360就已經亮相過了,而二進制半導體正是由飛思靈微電子和東風資產共同發起設立的。
從其原理圖來看,伏羲2360集成了兩個國產RISC-V核心,并采用了雙核鎖步設計,同時還有支持國密等多種加密算法在內的硬件安全模塊,支持ECC糾錯,顯然是為了ISO26262等汽車功能安全規范而打造的車規MCU。
上一屆論壇的分享中提到,其RISC-V核心的性能要大于ARM M7核心,最大時鐘頻率可達400MHz。而此次武漢二進制半導體也確定了他們用到的RISC-V核心,正是來自芯來科技的32位高性能處理器內核N900,其參數也與芯來科技官網上客戶案例中的發動機ECU主控對應。
武漢二進制半導體的副總經理蔡敏也在會上提到,要想攻關高端車規MCU芯片還是存在不少挑戰,尤其是在國內。主要難關包括標準體系不健全、技術研發能力不足、車規工藝缺乏積累、關鍵產品缺乏應用和生態建設嚴重不足等。而對于單獨一家公司來說,要想解決這一系列問題無疑是癡人說夢。
所以,立足于RISC-V去推進汽車芯片生態的構建才是正確的解決之道。比如今年5月,東風汽車集團就牽頭聯合飛思靈微電子、菱電汽車、芯來科技、華中科技大學、銳杰微科技等企業、機構與高校共同組成了湖北省車規芯片產業技術創新聯合體。
從二進制半導體的分享中,我們也可以看到該聯合體中,成員單位之間是如何各司其職的,比如華中科技大學負責車規芯片核心技術研發和人才培養,芯來科技負責開發RISC-V安全處理器IP、二進制半導體負責整合研發完成全套芯片方案、銳杰微負責芯片封裝等等。
結語
盡管RISC-V在汽車市場已經有了不小的聲浪,但無論是哪種ISA要想打入需要深厚技術積累的汽車市場,都需要建立完整的生態鏈。RISC-V目前在自動駕駛芯片、車機系統上的生態依然較為薄弱。拉攏更多的RTOS廠商,進一步提高RISC-V車規芯片算力將成為下一個趨勢。另外在已經有了前人試錯的情況下,RISC-V絕對不能滿足于現有的車規認證速度,加強在開發工具鏈上的合作,快速完成設計與驗證,這樣才能加快產品上市的進程。
從市場滲透率來說,根據Counterpoint Research的預測,IoT是RISC-V進展最快的市場之一,將在2025年達到25%的滲透率,其次是工業市場12%,汽車市場10%。而汽車市場恰恰是這幾年來機遇最多的,因此對于RISC-V來說,如果能吃到這塊蛋糕,對于整個RISC-V生態的普及都是大有裨益的,可汽車市場憑什么選擇沖勁十足但并沒有站穩腳跟的RISC-V呢?
將RISC-V引入汽車市場有哪些吸引力
從這幾年發布的新車可以明顯看出,汽車所需的ADAS性能越來越高,各個自動駕駛等級上的投資也在逐漸放大。據預測,從2020年到2030年,車規SoC和MCU出貨量的年復合增長率分別為19%和9%。不僅如此,更多的功能將被整合進單個模組中,高性能中央計算單元也已經成為剛需。
盡管我們這兩年看到了RISC-V上車的趨勢,但RISC-V車規產品目前還是以IP為主,已經量產的芯片并不多,能否普及下去還是看芯片設計廠商、Tier 1和OEM的態度。首先對于芯片設計廠商來說,可以實現優秀的PPA指標是必須的,RISC-V的優勢在于相較其他架構來說在IP和商業模式選擇上要更為靈活,當然了,功能安全也是必要條件。
單就智能座艙和動力控制來說,當下不少RISC-V方案已經可以滿足需求了,只待車規認證和量產出貨。可自動駕駛芯片這塊,與主流的英偉達、地平線、黑芝麻智能科技相比,目前也許只有2025年才量產的Mobileye EyeQ Ultra才能一戰。可即便性能還存在差距,RISC-V也應該通過異構集成盡快打入自動駕駛芯片市場。
對于Tier1的吸引力就更好理解了,經過了上一輪的汽車芯片荒,加強多源供應已經成了Tier1的共識,而RISC-V可以帶來定制化的開發選擇,進而提供不同的替代方案。至于OEM,沿用單一ISA在軟件移植上可以提供不小的便利,如果RISC-V能夠實現供應鏈垂直整合的同時,還能提供差異化和低成本的ADAS解決方案,那無疑會成為它們的首選。
RISC-V的汽車生態整合之路
既然如此,RISC-V在持續高歌猛進的同時,有沒有去整合汽車市場的生態呢?答案自然是肯定的。我們看到已經有不少RISC-V廠商推出了對應的方案,比如SiFive已經針對汽車推出了E6-A系列32位RISC-V內核,其中E6-AS為可分核設計,E6-AD為雙核鎖步設計,兩者都是面向ASIL-D設計的,而E6-AB則采用了最小邏輯冗余設計,主要面向ASIL-B。
根據SiFive的說法,在2023年下半年,他們還將為其汽車解決方案增添兩個新產品,分別是X280-A和S7-A。X280-A從名字看來就是基于X280的設計,定位為向量處理器,主要用于支持ADAS中的傳感器融合和一眾ML/AL應用。而S7-A則是專為功能安全島設計的64位CPU,主要用于ADAS、網關和域控制器中。SiFive還透露,在明年晚些時候,會推出一款最高16核配置的高性能汽車RISC-V處理器。

SiFive汽車RISC-V生態系統 / SiFive
可單靠IP是無法打造車規芯片的,我們從SiFive的汽車RISC-V生態合作圖中就能看得出來。如上圖所示,不僅有新思、Cadence、西門子EDA這類EDA/IP廠商,IAR Systems、SEGGER等工具鏈廠商,還有Green Hills、風河、Canonical、Virtual Open Systems等軟件、RTOS廠商。
近日舉辦的第二屆滴水湖中國RISC-V產業論壇上,武漢二進制半導體公司也介紹了他們的高性能車規MCU,伏羲2360。其實早在上一屆論壇飛思靈微電子的分享上,伏羲2360就已經亮相過了,而二進制半導體正是由飛思靈微電子和東風資產共同發起設立的。
從其原理圖來看,伏羲2360集成了兩個國產RISC-V核心,并采用了雙核鎖步設計,同時還有支持國密等多種加密算法在內的硬件安全模塊,支持ECC糾錯,顯然是為了ISO26262等汽車功能安全規范而打造的車規MCU。
上一屆論壇的分享中提到,其RISC-V核心的性能要大于ARM M7核心,最大時鐘頻率可達400MHz。而此次武漢二進制半導體也確定了他們用到的RISC-V核心,正是來自芯來科技的32位高性能處理器內核N900,其參數也與芯來科技官網上客戶案例中的發動機ECU主控對應。
武漢二進制半導體的副總經理蔡敏也在會上提到,要想攻關高端車規MCU芯片還是存在不少挑戰,尤其是在國內。主要難關包括標準體系不健全、技術研發能力不足、車規工藝缺乏積累、關鍵產品缺乏應用和生態建設嚴重不足等。而對于單獨一家公司來說,要想解決這一系列問題無疑是癡人說夢。
所以,立足于RISC-V去推進汽車芯片生態的構建才是正確的解決之道。比如今年5月,東風汽車集團就牽頭聯合飛思靈微電子、菱電汽車、芯來科技、華中科技大學、銳杰微科技等企業、機構與高校共同組成了湖北省車規芯片產業技術創新聯合體。
從二進制半導體的分享中,我們也可以看到該聯合體中,成員單位之間是如何各司其職的,比如華中科技大學負責車規芯片核心技術研發和人才培養,芯來科技負責開發RISC-V安全處理器IP、二進制半導體負責整合研發完成全套芯片方案、銳杰微負責芯片封裝等等。
結語
盡管RISC-V在汽車市場已經有了不小的聲浪,但無論是哪種ISA要想打入需要深厚技術積累的汽車市場,都需要建立完整的生態鏈。RISC-V目前在自動駕駛芯片、車機系統上的生態依然較為薄弱。拉攏更多的RTOS廠商,進一步提高RISC-V車規芯片算力將成為下一個趨勢。另外在已經有了前人試錯的情況下,RISC-V絕對不能滿足于現有的車規認證速度,加強在開發工具鏈上的合作,快速完成設計與驗證,這樣才能加快產品上市的進程。
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