隨著汽車產業加速向“電動化、智能化、網聯化”深度融合,電子電氣架構正經歷從“分布式模塊化”到“多域融合”的顛覆性變革。中央域控制器(CCU)、智駕處理器、座艙處理器,已成為智能汽車的三大核心SoC。然而,國內高端車規芯片市場長期被英飛凌、恩智浦等國際巨頭壟斷,尤其在中央域控制器芯片領域,國產化率極低,核心技術“卡脖子”風險高企。據西部證券預測,到2027年,“準中央+區域”架構滲透率將達到16.3%,中央+區域架構滲透率將達到14.3%,我國區域控制+車身域控市場規模有望達到476億,國產化替代需求迫切。
正是在這樣的背景下,辰至半導體帶著C1芯片殺入戰場。在2025上海車展期間同步召開的“2025汽車半導體生態大會暨中國車規芯片技術路演”主題論壇上,北京辰至半導體研發副總裁劉利元對C1系列芯片進行了全方位的介紹。
中央域控:智能汽車的“神經中樞”
傳統分布式架構存在諸多弊端,如ECU數量龐大、線束布置復雜、通信成本高等。隨著智能汽車的發展,這種架構逐漸難以滿足車輛對算力、通信效率和功能集成的要求。因此,汽車E/E架構正從“域集中”向“中央計算+區域控制”(HPC+Zonal)的集中化架構快速演進。
當前,智能汽車中央計算平臺主要由智駕處理器、座艙處理器和中央域控制器(CCU)三大核心芯片構成。智駕處理器和座艙處理器在過去幾年中備受市場關注,在國內已培育出了多家成熟的頭部企業,相關芯片國產化率得到了一定程度的提升。相比中央域控制器在國內起步較晚,并且與這兩者對于算力要求極高不同的是,中央域控制器因其低延時、多協議高速混合路由、高算力、高可靠性等性能優勢,完成車身控制和管理、中央網關交互、OTA升級、遠程診斷和恢復、全車信息采集和分享等高速網絡服務功能,在域控架構中扮演信息中樞角色。
C1中央域控制器是智能汽車的“神經中樞”,確保了高速協調智駕、座艙、車身等域的海量數據,提供微秒級延時響應和功能安全。基于TSN以太網及CAN/LIN車載多協議通信,它實現了微秒級的數據轉發,確保信息高速傳輸。C1芯片為智駕和座艙SoC提供算力下沉,并滿足ASIL-D功能安全等級的要求,保障了系統穩定性、可靠性和安全性。C1也集成車身控制、能源管理、全場景數據采集及故障診斷等跨域功能,并支持全車OTA無感迭代和擴展升級,推動汽車進化升級。
實現這一領域技術壁壘極高,需同時突破芯片硬件技術挑戰、車規可靠性認證、軟硬件協同優化等難關。在硬件方面,基于高性能芯片,在算力、功耗、帶寬和延時等方面性能完美平衡;在安全方面,為了滿足汽車行業嚴苛的可靠性要求,需要引入大量備份設計和投入研發資源;在協同優化方面,需要面向全車不同的域,基于不同的操作系統來實現軟件開發,系統集成也要解決多核異構芯片的硬件分配和軟件部署等問題,實現全車軟件及系統集成。
與此同時,跨域融合還面臨著整車電子電氣架構適配及驗證的挑戰。中央計算,需要將原本不同的域控制器融合在一起,它不僅僅是堆砌算力那么簡單,而是需要在硬件和軟件上,漸進式地不斷打通和磨合,因此需要整個產業鏈協同突破和攻克。這種供應鏈變革態勢,推動芯片Tier2與OEM展開直接對話,并攜手Tier1、OEM等上下游伙伴開啟聯合研發新模式,不僅重塑了產業合作格局,更凸顯了中央域控制器的關鍵角色,使其成為未來智能汽車產業升級的核心驅動力之一。
從主機廠車型推出節奏和量產規劃來看,2022年以來,小鵬、零跑、廣汽、小米、理想、問界、長安、奇瑞、智己多家主機廠已經先后開始采用中央計算+區域架構,2024年成為多家傳統主機廠開始量產中央計算+區域架構的元年。
除中央域控制器,區域控制器(ZCU)作為區域內I/O控制中心,將底盤域、車身域、動力域等不同區域通過CAN/LIN 等通訊方式連接至主干線甚至托管至云端,從而實現整車信息數據的交互,同樣是智能汽車精準控制與協同管理的關鍵。
據西部證券預測,到2027年,“準中央+區域”架構滲透率將達到16.3%,“中央+區域”架構滲透率將達到14.3%,我國區域控制+車身域控市場規模有望達到476億元。值得注意的是,2024年國內中央域控芯片市場中,恩智浦、英飛凌、瑞薩等國際廠商份額仍超90%,其中恩智浦S32G系列芯片在全球范圍內占據了主導地位,我國的量產國產化率幾乎為零,國產替代窗口期稍縱即逝,因而該芯片的國產化成為工信部汽車芯片自主可控攻堅任務的重點一環。辰至半導體C1芯片的問世,正是響應這一戰略需求的里程碑式突破。
頂尖性能:綜合性能與系統集成能力的雙突破
在軟件定義汽車的趨勢下,融合生態的跨越發展推動汽車架構向集中化演進,中央計算+區域架構正逐漸成為未來汽車架構的主流形態。行業研究數據顯示,2024年上半年,國內采用域融合架構的乘用車銷量達77.92萬輛,占比超7%;準中央加區域架構乘用車銷量33.6萬輛,滲透率3.4%。憑借顯著的成本與整車空間設計優勢,預計未來三年,國內乘用車域融合架構占比將超20%,中央計算+區域架構總滲透率將超30%。
針對行業痛點,辰至半導體歷時數年攻堅,攜手廣汽等頭部車企深度共創,在近日重磅推出了國內首款高性能中央域控制器芯片C1系列,專為車企真實場景需求量身打造,確保芯片設計精準滿足市場需求,填補國產化空白。
C1系列芯片基于16nm FinFET工藝和低功耗設計,采用多核異構芯片架構,擁有8核CPU+8核MCU,集成了CAN、LIN和Ethernet多個通信模塊加速引擎,以及信息安全和功能安全模塊,瞄準汽車的中央域控制器芯片及區域控制器芯片應用,可實現高速多種類網絡數據處理,兼具高可靠性、高安全性和低功耗特點,滿足對算力、安全性、可靠性和功耗綜合要求較高的應用需求。
具體來看,C1系列涵蓋C1Q312、C1Q212和C1Q101等型號,滿足不同場景需求。以C1Q312為例,其具備8核應用處理器和8核MCU,搭配20MB SRAM和4通道PCIe,專為中央域控設計,滿足高性能、低功耗需求。C1Q212則基于4核MPU和6/8核MCU,15MB SRAM及4通道PCIe,提供高性價比的中央域控解決方案。C1Q101則以6核MCU和15MB SRAM,2通道PCIe,專注于區域控制,可為車企提供覆蓋全車身域控制的多樣化選擇。
相較于行業同類產品,C1系列芯片算力高達30k DMIPS,處于同行業頂尖水平,功耗較行業同類產品降低20%,在保證性能的前提下,有助于提升汽車的能源利用效率,延長電動車型的續航里程。此外,同時具備28+路通信接口,強大的擴展性使得芯片能夠輕松應對未來功能升級與系統擴展需求,降低整車廠設計開發的全生命周期成本。
在帶寬和實時性方面,C1系列芯片具備TSN以太網加速器和車載CAN/LIN網絡加速器,網絡數據加速后的延時低于10微秒,MCU實時場景啟動時間小于300毫秒,滿足了汽車控制系統對實時性的嚴苛要求。同時,芯片支持約10Gbps的高帶寬數據傳輸,保障了大量數據在車身網絡中的高效流通,確保車輛各系統的協同運作流暢無阻。
在安全性方面,C1芯片達到車規ASIL-D安全等級,內置功能安全系統,具備遠程升級、硬件診斷及錯誤恢復等能力。從硬件層面到軟件系統,全方位守護汽車電子系統的穩定運行,為智能網聯汽車的安全行駛筑牢防線,也讓汽車制造商與消費者對芯片的可靠性充滿信心。
個性化交付:從“可用”向“好用”跨越
目前C1已經于2024年10月進行流片,并于近期成功點亮,計劃于明年達到量產狀態。根據辰至半導體規劃,目前已啟動下一代C2系列研發,將增加NPU等集成模塊。
辰至C1芯片的誕生,標志著中國車規芯片從“可用”向“好用”跨越,其高性能、低時延、高帶寬等特性使其在實時控制和數據處理方面表現卓越,可對標恩智浦S32G系列、英飛凌TC39系列以及瑞薩R-Car系列中的中高端芯片,為國內智能汽車提供了強大的算力支持和高效的數據傳輸,滿足從中央域網關控制器到區域控制器等多種應用場景需求,實現智能網聯汽車車身控制全域覆蓋。
在C1系列芯片的基礎上,辰至半導體打造了一攬子Turnkey方案,涵蓋硬件平臺、底層軟件以及開發工具等全套資源,可按客戶需求定制整體交付,全方位助力客戶迅速達成產品落地目標。該一站式服務模式不僅從源頭上降低了客戶的開發成本與風險,更為產品上市進程按下“加速鍵”,快速提升客戶服務響應速度。
值得一提的是,C1芯片不僅為智能汽車而生,更有望瞄準千億級泛工業市場。C1可支持1000+IO節點的靈活部署,并支持中高端工控節點擴展,兼容集成和分布式瀑布架構。憑借高安全、多場景應用以及豐富的接口類型和自研接口協議等優勢,C1芯片可滿足不同工業場景對自動化、智能化的需求,實現從汽車控制到工業控制的無縫跨越,進一步擴大了C1產品的市場覆蓋面與應用價值。
展望未來,辰至C1芯片系列還將應用拓展到中高端工控解決方案、低空經濟和機器人等領域。在工控領域,辰至C1芯片可實現對傳統PLC的升級替代,提升工業控制系統的智能化水平和運行效率,打破西門子等公司在中高端工控PLC領域的行業壟斷。在低空經濟中,辰至C1芯片有望為飛行器的控制系統和電子設備提供核心芯片支持,推動低空經濟的發展。
縱觀全局,C1芯片對于國內汽車產業的自主可控發展具有重要的戰略意義,其價值遠不止于替代進口。它正在重構一條產業鏈:向上打通車企與芯片企業的聯合研發通道,向下帶動域控制器中其他器件等國產零部件的升級。
電子電氣架構(E/E架構)的升級和發展,直接關系到用戶體驗、安全性和購買價格。作為全球最大的新能源汽車市場,中國擁有龐大且不斷增長的用戶群體,理應在這一領域擁有定義權,然而,目前國內在E/E架構升級方面仍受制于核心芯片技術。本土芯片企業應積極擁抱開放合作生態,通過協同創新,實現從芯片到整個硬件系統的自主可控,從而推動汽車產業的全面自主發展,真正掌握產業發展的主動權。
隨著國內汽車產業對自主可控芯片需求的不斷攀升,相信辰至C1芯片將憑借其高性能與高適配性,在智能汽車發展浪潮中扮演關鍵角色,成為推動國內汽車產業轉型升級與高質量發展的重要力量。正如其名“辰至”——星辰所至,國產車規芯片的黃金時代已然來臨。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.