汽車電子電氣架構正從“諸侯割據”的分布式,漸進走向中央集中式。
整車廠商競爭日益激烈,各大車企通過不斷的技術創新和產品迭代來提升競爭力,越來越多的新功能、新產品,導致單車ECU數量激增,分布式電子電氣架構由于算力分散、布線復雜、軟硬件耦合深、通信帶寬瓶頸等缺點已無法適應汽車智能化的進一步發展。電子架構邁向中央集成已成大勢所趨,廣汽、小鵬、理想、吉利等多家車企都在進行整車電子架構的快速迭代。在此過程中,域控制器芯片的性能和穩定性成為決定整車綜合性能實現和安全可靠性的核心,重要性日益凸顯。
國產替代需求急迫,搶占中央域控制器“卡脖子”領域
最新的汽車電子電氣(E/E)架構通常以智能駕駛芯片、智能座艙芯片、中央域控制器芯片三顆大SoC芯片組成,前兩者分別負責自動駕駛相關任務和車載信息、娛樂系統,中央域控制器芯片則起到總攬作用,負責跨域協同、全局數據整合分發及功能實現。
在市場競爭格局上,三者目前都呈現出被海外廠商壟斷的格局,不過近幾年國內已有不少廠商布局智能駕駛芯片和智能座艙芯片,如地平線、黑芝麻智能等已在智能駕駛中低算力市場占據了一席之地,同時部分整車廠也紛紛成功自研智駕芯片;芯馳、芯擎、杰發科技等廠商在智能座艙領域也均有產品實現量產。
中央域控制器芯片方面,恩智浦的S32G系列芯片目前在全球范圍內占據了主導地位,國內中央域控制器芯片還未有上車案例,由于技術壁壘過高,國內實質已啟動相關研發的的公司也屈指可數。據了解,北京市辰至半導體科技有限公司已在該芯片領域進行研發布局,主要聚焦于中央域控制器SoC芯片。
我國作為全球最大的汽車生產和消費市場,為保證汽車產業供應鏈的安全性,工信部已將中央域控制器芯片的國產化列為汽車芯片自主可控攻堅任務的重點,國產替代需求十分急迫。2024年9月,辰至半導體在廣州市海珠區設立子公司作為華南區總部,12月,廣州市海珠區區委書記蔡澍等就前往公司調研其研發進程。
據介紹,辰至半導體主要從事高性能高可靠性芯片及解決方案的研發設計。目前公司自主研發的首款ASIL-D級車規芯片,同時兼具硬件加密、多核異構架構的差異化優勢,能夠滿足整車對多通道數據傳輸分發、功能安全的嚴格要求。進度方面,公司表示,目前全自研車規級中央域控制器芯片核心研發工作已全部完成。
智駕浪潮下需求井噴,千億市場國產化空白亟待打破
中汽協數據顯示,2024年全國新能源汽車銷量實現1286.6萬輛,同比增長35.5%,滲透率達40.9%,新能源汽車的發展已成大勢所趨。但與此同時,新能源汽車不斷向高級智能化迭代,所需功能模塊增加,芯片與線束數量隨之增加。
公開數據顯示,傳統的分布式架構中每輛汽車上的MCU可高達300多個,而中央域控制器通過將多個ECU的功能集成到少數幾個高性能計算平臺中,減少了硬件的冗余和復雜性,提高了系統的整體效率和可靠性,并且在中央域控制器架構下,汽車的功能更加依賴于軟件來定義和實現,這使得汽車制造商可以更加靈活地通過OTA(Over-The-Air)技術迭代和升級汽車功能,讓車輛在交付后仍能不斷獲得功能更新和性能優化,極大地延長了產品的生命周期。
特斯拉Model 3是最早啟用集中式架構的車型,通過這一架構,該車型將ECU數量從近百個縮減至26個,線束長度減少50%,帶動整車成本下降20%。這一趨勢下,域控制器成為汽車智能化的核心載體,其他車企紛紛跟進。小鵬G9等車型已經在2023年實現了跨域電子電氣架構的量產,蔚來ET9、ES8等車型也都搭載了E/E方案為區域控制器架構,零跑目前在售的主力車型C16、C10、C11、C01已全部搭載了最新的LEAP3.0“四葉草” 中央+區域架構,2024年8月零跑汽車銷量達到30305臺,同比增長超113%;此外吉利也宣布將推動更多車型搭載GEEA 3.0電子電氣架構,同時進一步推動整車級OS上車,形成真正的中央計算+區域架構平臺。
隨著越來越多整車廠商進行布局,預計2026年中央域控制器需求超500萬套,2030年市場規模達280億元。另據億歐智庫報告預測,2030年全球智能電動汽車域控制器市場規模將超2800億元。
當前,國產中央域控制器芯片市場在國內尚處于空白狀態,辰至半導體作為目前國內極少數專注于中央域控制器這一智能化核心“大腦”研發的企業,公司已具備明顯的先發優勢。
此外,ASIL-D控制類芯片兼具高可靠性、高安全性和低功耗特點,除了汽車領域,也可滿足工業控制、信息安全、物聯網、低空經濟等領域中對算力、安全性、可靠性和功耗綜合要求高的應用需求。憑借著技術的高可復用性,辰至半導體有望將業務拓展至中高端工控、信息安全、低空飛行等場景。
ASIL D 級芯片認證條件苛刻,高門檻下玩家稀缺
汽車芯片按照安全等級被ISO 26262國際標準分為 ASIL — A、B、C、D四類,其中ASIL-A對應最低程度的駕駛安全風險,ASIL-D 則對應最高程度的駕駛安全風險。
按此標準劃分,安全等級范圍的最低等級,如后燈等部件,僅需達到 ASIL-A 級即可,大燈和剎車燈通常是 ASIL-B 級,巡航控制通常是 ASIL-C 級。而像安全氣囊、防抱死制動系統和動力轉向系統則必須達到 ASIL-D 級,這是應用于安全保障的最嚴苛等級,因為其失效帶來的風險最高。
這一等級的芯片在研發時需要企業具備強大的研發能力、完整的設計流程以及嚴格的質量控制體系。目前國內能夠成功研發車規級ASIL-D 芯片的企業寥寥無幾,上市公司中已有產品實現認證的只有兆易創新、紫光國微、納芯微、國芯科技、芯??萍嫉壬贁祹准摇?/p>
中央域控制器芯片的安全等級也被劃分為 ASIL D 級,辰至半導體作為一家初創公司能夠成功研發最高功能安全等級的車規芯片,也主要得益于公司擁有一支成建制的車規大芯片團隊,公司研發人員多來自哲庫、恩智浦、Marvell等知名大廠,具備從需求定義、設計到量產的全流程經驗,這在國內十分稀缺。
與眾不同的是,辰至半導體背后站著金證互通及其投資平臺,據天眼查數據,金證互通及其實控人、投資平臺合計在辰至半導體持股51.54%。作為國內知名的資本市場投資者關系公司,金證互通累計服務上市公司數量已超過千家,擁有大量汽車類、工控類、信息安全類客戶,龐大的客戶資源積累,能夠為辰至半導體提供更多客戶場景,從而豐富辰至半導體的市場資源,也賦予了辰至半導體較一般芯片設計公司更為差異化的優勢。
對于為什么選擇跨界投資辰至半導體,金證互通董事長表示,首先是看中公司技術和產品的稀缺性,工信部數據顯示:當前國內汽車芯片自給率不到10%,且主要集中在中低端產品領域。隨著市場對高端芯片需求的不斷增長,國產化替代空間巨大,尤其在高端芯片市場,存在顯著發展機遇和市場潛力。其次,辰至半導體聚焦在車規芯片中門檻最高且國產化幾乎為0的中央域控制器芯片,在目前汽車電子電氣架構加速走向中央集中式的產業大背景下,中央域控芯片正進入高速爆發的前期,同時將維持較長的景氣時期。此外,金證互通也希望通過投資辰至半導體構建起涵蓋汽車、工控、低空經濟、信息安全等領域的產業生態。讓上市公司通過產業協同及多元化合作,以共同研發、資源共享、技術交流、上下游客戶協同合作、投資等多種方式,實現產業鏈的深度融合與資源優化配置,產生1+1大于2的效果,這也是金證互通為上市公司客戶挖掘核心價值的體現。
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