來源：本文轉自半導體行業觀察，內容來自semiengineering，謝謝。

汽車原始設備制造商正在努力應對影響其業務和技術各個部分的一系列變化，從關稅威脅和不斷變化的地緣政治聯盟，到新的汽車架構、更嚴格的市場窗口，以及原始設備制造商與其供應商之間的關系和優先事項的根本性重新調整。這些發展沒有一致性，也沒有解決這些問題的最佳途徑。一些 OEM 試圖將所有東西都納入內部，以更緊密地集成芯片、軟件和服務。其他 OEM 則繼續與分級供應商合作，以幫助交付產品。還有一些 OEM 正在尋找新的關系來補充或取代舊的關系，在有意義的地方打破孤島，重新思考進入市場的策略。

控制垂直市場是目標，但如何最好地做到這一點卻極其復雜。對于客戶現在和將來的需求，人們需要做更多的猜測，并且更多地關注芯片、IP 和軟件——許多汽車制造商都是這些領域的新手，背負著許多遺留包袱。與此同時，隨著新技術的實施，核心關系也在發生變化。一級供應商可能不知道他們的 OEM 客戶在設備層面上想做什么，也不知道芯片將如何在整個車輛中使用。他們可能知道 OEM 正在添加某種程度的 ADAS 功能，但不同 OEM 對此的了解程度通常差別很大。同樣，OEM 不太可能知道他們需要哪些傳感器陣列，或者將使用哪些特定的攝像頭分辨率或幀速率。一些 OEM 比其他 OEM 更好地管理了這一轉變，而一些 OEM 則比其他 OEM 更積極地應對這一轉變。在短時間內經歷了多次架構轉變之后，老牌汽車制造商在進入某個領域時采取了更規避風險的方法，這并不奇怪，他們制定計劃加強對垂直行業的控制，同時保持更高完整性的客戶-供應商關系。因此，目前可能仍有 OEM、一級供應商和二級供應商處于其中，他們擁有需要密切合作的知識庫，但正在制定的計劃將在未來改變這些關系。

“這是一個巨大的生態系統挑戰，” Imagination Technologies質量、功能安全和網絡安全總監 Andrew Johnston 觀察到。“這本質上是現代科學和現代工程，從哲學上講，包括大數據、機器學習——以及訓練、推理等。這是一個非常現代的動態。然后，有很多現代、復雜的技術，而且它非常依賴軟件。傳統上，汽車行業在軟件方面做得并不好。即使對于具有離散和簡單功能的傳統控制算法，開發高質量軟件仍處于學習曲線上。ISO 26262 等標準有助于將這些相當傳統的控制系統的質量帶到一起，但現在我們必須將這種理念推廣到更復雜的控制系統中。

同時，無論是前端的換能器，還是攝像頭、激光雷達或雷達換能器，技術的交付本身就很復雜。信號處理鏈也是如此——基本的計算處理，無論是 CPU、GPU 還是兩者的組合，還是 NNA 和 DSP。其中包括所有這些有趣的事情，而且它們都很復雜。”其他人也指出了類似的發展。Cadence 汽車解決方案集團總監 Robert Schweiger 表示：“OEM 突然意識到，‘哦，我最終可以創建自己的 chiplet，作為與其他競爭對手區分開來的秘密武器’ 。一級供應商也可以說，‘我可以做一兩個這樣的 chiplet，因為我們相信我們在這個領域有很多專業知識，我們應該創建一個 chiplet。’你不需要創建一個完整的芯片，因為你不僅分解了 SoC 功能，而且從成本的角度看，你還將整個單片 SoC 分成幾部分。但是，如果你設計一個 chiplet，而不是做一個完全集成和封裝的 SoC，成本會更低，因此制作 chiplet 的負擔會更低。特別是，你不需要為每一個功能都采用 3nm 工藝制造。還有其他功能無法擴展。PHY 是一種完美的技術。但它的擴展性不是很好。也許它可以采用 28nm。”這在很大程度上取決于 OEM 的專業知識。

“對于一些擁有大量 PHY 專業知識的公司，他們可以使用非常成熟的技術節點，這要便宜得多，產量更高，所有這些好處都可以從中獲得，”Schweiger 說。“然后，只有從事 AI 處理部分的人需要走在前沿，因為他們需要最高的性能，而 PCIe PHY 接口在 60nm 或 7nm 中不可用。它只在 5、3 或 4nm 中可用。這意味著如果你想擁有最快的 UCIe 接口，而 UCIe 支持的協議之一是 PCIe，這就是為什么你需要采用最先進的工藝節點——讓所有這些接口都具有最高性能版本。有趣的問題是，誰在汽車供應鏈中提供哪些芯片，誰在集成一切。”確保所有這些系統與龐大而復雜的軟件堆棧無縫協作的集成挑戰極其復雜。它甚至有自己的生態系統。“OEM 突然必須以某種方式將所有這些整合在一起并使其運轉，”Imagination 的 Johnston 表示。“這很難，因為光是讓它運轉就很難。但要讓它具有高完整性、安全性、可靠性和可用性，難度要大得多。因此，全球每個人都處于學習曲線上。在半導體層面，我們試圖預測市場的發展方向，真正了解客戶的需求，無論是二級、一級還是 OEM，并嘗試將一些點連接起來，制造出最適合高市場成功和客戶滿意度的產品。這真的很有挑戰性。”其中至少有一部分是傳統的電氣/電子（E/E）架構，它們正在被新方法所取代。西門子數字工業軟件汽車和交通戰略副總裁 Nand Kochhar 表示：“ECU 的歷史可以追溯到 20 世紀 70 年代，當時每輛車只有一個 ECU。當時的目標是控制排放。然后它開始發展。我們引入了剎車功能、安全功能、安全氣囊，ECU 的數量不斷增加。

硬件和軟件從供應商流入原始設備制造商，這是建立在這種關系之上的。到了 21 世紀，一些豪華車已經開始引入 1 級和 2 級 ADAS 功能，并且有專用的 ECU。我是福特的安全主管，我絕不讓任何人碰安全控制模塊。我會告訴信息娛樂部門的人員，‘你們想干什么都可以，但這是在需要時啟動安全氣囊或安全帶的功能，其他人不用管它，因為每個功能都是專用的。’現在，當一輛豪華車上有 150 個 ECU 時，從復雜性的角度來看，將所有這些 ECU 結合起來開始變得難以管理。”擁有那么多 ECU 也是低效的。“需要多少接線、哪些功能需要放到哪里，以及管理所有這些——這就是下一代架構的發展方向，很多公司正在向這一架構過渡，”Kochhar 說。“從零開始的汽車公司沒有所有的傳統和歷史，并且能夠快速跳轉到域控制器和中央計算單元作為架構，這構成了車輛的基礎。每家公司的決定都不同。歸根結底，當調用所有這些功能時，要確保硬件和軟件要求得到滿足。”這種演變正在改變 OEM 和各層供應商之間的根本關系。“沒有一個答案，也沒有明確的答案，”Kochhar 說。“當大陸集團和博世將硬件和軟件捆綁在一起時，商業模式將受到這種捆綁的影響。但現在你可以想象有 7 到 10 家不同的公司將兩者整合在一起。

每個人都在試圖保護自己的知識產權并將其分開，這對 OEM 來說又是一場噩夢。即使你開始協調，考慮到項目所需的時間，聽到 X 公司的產品發布被推遲，而 Y 公司有這么多召回的消息也就不足為奇了。所有這些情況都導致了他們轉向這種域控制器模型的原因，他們與相同的供應商合作，但現在采用了一種新方法。并非每個 OEM 都會決定開發自己的 CPU，但他們對芯片要求非常清楚，芯片開發商將開發這些芯片。在 ECU 以上的級別，他們會與該供應商合作。但在車輛級別，OEM 將控制這一點。所以現在交易和商業模式正在發生變化。他們要為什么付費？以前，硬件是賣的，但軟件是免費的，所以價格是固定的。現在有不同的角色和職責。這就是行業正在經歷的轉型。”

汽車銷售放緩，但電動汽車前景廣闊

由于全球汽車銷售放緩，這種組織轉型發生的速度尚不完全清楚。Rambus 硅 IP 業務開發總監 Adiel Bahrouch 說：“所有支持 ADAS、自動駕駛、ADAS 連接等的技術都與汽車 [銷售] 增長有關。我們正面臨著一個需求受限的市場，這給價格、利潤、研發工作等帶來壓力。我們看到一些 OEM 宣布減少設計團隊或取消某些部門。但與此同時，我們看到全球電動汽車銷量正在上升，預計這種趨勢將繼續下去。”

從地區來看，中國在電動汽車普及率方面處于領先地位，其次是歐洲，美國則位居第三。“美國市場 10% 以電動汽車為主，其余仍是傳統傳統汽車，”巴魯奇說。“有預測稱，美國和歐洲有望在 2030 年或 2035 年趕上。因此，在 10 年左右的時間里，[美國和歐洲的] 電動汽車普及率將上升到 60% 至 80%——這一切都是由零排放法規推動的。”

電動汽車對半導體增長至關重要。大量研究表明，混合動力汽車和純電動汽車的半導體含量按價值計算是內燃機汽車的兩倍多。

“這很好，因為這意味著電動汽車市場將支持半導體的增長，”Bahrouch 說。“與此相關的是電池管理系統，用于監控電池的健康狀況和充電狀態，以優化充電和放電，使電池保持良好的健康狀態，并防止車輛過度充電或過熱，這也與安全有關。這些系統是電動汽車獨有的，還有電機控制系統，用于控制電池和電機之間的電流，以最大限度地提高車輛的續航里程，這是 OEM 將其車輛與其他車輛區分開來的重要標準之一。”

合作伙伴關系比以往任何時候都重要

沒有一家公司能夠獨自完成所有這些工作，因此 OEM 繼續在其生態系統中保持戰略和共生關系。西門子數字工業軟件半導體和電子副總裁 Michael Munsey 表示：“如果回顧 2024 年 9 月，我們看到了完美的例子。這就像汽車和半導體融合的交匯點。例如，ADI 是一家擁有汽車部門并開發 ECU 的老牌公司，它意識到現成的 ECU 正在減少。同樣作為一家半導體公司，他們不想在建設新晶圓廠上投入大量資金，因為不是每個人都有 190 億美元閑錢。相反，他們與塔塔集團簽署了一份諒解備忘錄，塔塔集團剛剛獲得印度政府的一筆巨額撥款來建設晶圓廠。因此，ADI 現在可以使用下一代晶圓廠了。此外，塔塔汽車還不想采取措施來開發半導體設計團隊來開發 ECU，但他們仍然需要 ECU。猜猜他們會為誰定制 ECU？Analog Devices。Analog Device 會在哪里生產這些 ECU？在 Tata 正在建造的工廠。所以你會看到這些共生關系的發生。如果你是特斯拉，而且是一家新進入市場的公司，你可能會投資建立內部所需的基礎設施。但是，還有其他方法可以發揮創造力，比如看看供應鏈，開始在公司之間建立更多這樣的關系，以便能夠交付這項技術。”

Rambus 的 Bahrouch 對此表示同意，并指出他看到 OEM 積極尋找合作伙伴。“OEM 過去是集成商，他們會指定自己的需求、一級供應商的支持，并提供車輛所需的所有系統。然后 OEM 會將所有這些系統集成到汽車中。但 OEM 不知道內容或使用的技術。這種情況已經改變。現在你看到 OEM 正在改變他們在這個價值鏈中的角色。他們中的一些人開始建立自己的內部軟件部門的能力，以便控制軟件的價值，并通過軟件和他們將提供的所有服務來區分他們的品牌。擁有數據或控制數據或服務的人擁有商業模式。現在你可以為這些數據庫服務收費。其他 OEM 甚至繞過一級供應商和二級供應商，開始自己構建 SoC。這是另一個層次。所以不僅是軟件，還有硬件，這意味著他們的商業模式正在改變。”

第三層也正在發生變化，半導體、IP 和 EDA 工具提供商都屬于這一層。“我們在行業中看到的是，如今我們也與 OEM 直接溝通，以了解他們的路線圖和半導體戰略，并確保我們的硬件硅 IP 符合他們對下一代片上系統的未來要求，”他說。“所以不是下一代，而是更下一代，比如五年后，以確保當有需求時，我們的路線圖能夠支持 OEM 的愿景。這是新的。它在過去兩三年里發生了變化。”

隨著整個汽車生態系統中關系的變化，角色和職責也將隨之改變，打破汽車公司內部幾十年來存在的職能孤島。

Synopsys 系統軟件副總裁 Marc Serughetti 表示：“現在真正掌握權力的人——正在構建新架構的傳統 OEM——正在制造汽車以支持該軟件和所有這些東西，而不會處理遺留問題。” “這對現有的 OEM 來說是一個巨大的挑戰。挑戰歸結為他們如何應對現在必須經歷的轉型以保持競爭力，并制定出一條讓自己具有相關性的前進道路。他們如何跟蹤他們擁有的所有遺留問題？今天我們看到他們在過渡期間遇到了重大問題，因為他們試圖以某種方式將遺留問題和新事物結合在一起，這使得問題比尋找新事物和一張白紙困難得多。歸根結底，這是一個集成問題。它是關于如何將新事物與舊事物結合起來，并將它們全部驗證在一起。”

轉向 SDV

未來的方向是軟件驅動的車輛架構，但從硬件驅動的架構遷移并非易事。

“OEM 正在努力應對，在這方面遇到了不少困難，”Serughetti 說道。“現在情況仍然像鐘擺一樣搖擺。兩年前，OEM 會說，‘我要做所有事情。我要做半導體。我要做軟件。我要做 X、Y 和 Z。我需要擁有軟件。我需要擁有這個。’我們現在看到的是，鐘擺可能擺回了另一邊，因為他們意識到，‘我該怎么做？需要改變什么？’這是一場必須發生的數字化轉型。它不會在一天之內發生。你需要更強大、功能更多的 SoC。你需要一個現成的軟件開發基礎設施。雖然這需要很多技術，但也需要方法論。還有人員和組織方面。這也需要發展。這種轉型不能憑空而來。它不僅僅是技術轉型。這是一種組織和方法的轉變。你如何開始整合與之相關的工具？可能會有更多的企業軟件。此外，我們仍然處于汽車的嵌入式世界中。你如何開始考慮嵌入式方面和企業軟件開發方面，并將它們結合在一起？

有些問題在其他行業已經得到了解決。你只需要弄清楚如何將它們應用到汽車的這個特定領域，一個分布式的嵌入式系統，具有安全性、保障性要求，所有這些都結合在一起。這種思維方式必須隨著演變而改變。這就是行業轉型的方式。標準是實現這一目標的一種方式，但也有合作。以前，汽車生態系統非常孤立。現在，存在一些問題，即 OEM 應該在哪些方面脫穎而出，以及他們應該在哪些方面進行合作。”

將新技術引入汽車

汽車 OEM 面臨的最大挑戰之一是如何將新技術融入成熟的流程，同時引導必要的合作伙伴關系，推動整個公司技術進步。所有這些都必須在滿足客戶需求的同時進行，并且必須及時交付。

“上市時間是關鍵，因為所有這些系統都變得非常復雜，軟件變得非常復雜，硬件也變得非常復雜，”Rambus 的 Bahrouch 觀察到。“需要冗余。存在安全問題和安保問題。需要額外的安全技術。同時，我們的客戶希望應用程序生命周期更快，這意味著車輛、新車型、新技術的生命周期。軟件定義汽車的目標是能夠通過無線軟件按需為汽車添加功能。因此，如果客戶想要某個功能，他只需通過應用程序添加它，支付一個月的費用，然后在不需要時禁用它，因為一切都在那里。硬件在那里，所以基礎在那里。可以添加軟件。然后客戶可以增強他的駕駛體驗。但為了做到這一點，上市時間變得非常關鍵。”

其中一些已經發生。Bahrouch 以 SoC 設計為例。“SoC 開發可能需要三到四年，至少兩到三年。然后，作為 ECU 的一部分，芯片開發又需要一年時間。然后我們進行一些安全測試和合規性測試，之后 ECU 將被集成到您的汽車中。這意味著下一個車型很容易就需要五到七年。這需要改變。客戶的期望現在不同了。開發時間需要縮短到最多三到四年。因此，芯片和軟件開發必須快兩年。這也是你現在看到軟件的原因之一。軟件開發不會等到硬件準備就緒。他們正在利用數字孿生。他們利用硬件模型、云功能等，在硬件尚未準備好時就開始軟件開發。一旦硬件準備好，就期望軟件和硬件能夠順利、無縫地運行，并且它們都向左移動。而其他技術則支持這種更快的上市時間，并試圖支持或滿足客戶的期望。如果一家 OEM 決定不這樣做，而另一家決定這樣做，無論是中國 OEM 還是歐洲 OEM，這都會成為該 OEM 的一個關鍵區別，即能夠在功能、更新、部署、發布等方面支持和管理并滿足客戶要求。這就是為什么可靠、強大的安全系統上市時間是一個大問題，也是一個大問題。”

汽車生態系統面臨的最大挑戰是掌握所有這些因素，從影響供應鏈的全球行業動態，到如何影響汽車投入生產。

“我們必須密切關注這些事情，”西門子的 Kochhar 說。“好消息是，我們都可以從過去的事件中吸取一些經驗——例如，多年前日本的海嘯，當時我們無法獲得開發黑色涂料所需的材料，我們不得不停止生產，因為我們無法生產這種顏色的任何東西。這是一種性質上的破壞。然后我們又遭遇了疫情的破壞，以及它如何演變，將大量制造業帶回美國，將大量投資帶回美國。哪家工廠正在計劃中，它將如何發展？哪種電池技術將回歸美國？哪家將轉向固態技術而不是鋰離子技術？我們將如何處理電池回收？這些都與 OEM 面臨的業務挑戰有關，他們必須時刻做好準備。”

原文鏈接：https://semiengineering.com/automakers-grapple-with-fundamental-tech-changes/