“中央+区域架构”重构汽车芯片，谁将成为下一个“霸主”？

围绕新一代“HPC+ZCU”架构，汽车芯片打响了新一轮的战役。

去年以来，小鹏、零跑、广汽等主机厂纷纷开始量产新一代EE架构车型，准中央/中央+区域控制架构已经成为了各大主机厂的降本利器。

比如零跑在售的主力车型C16、C10、C11等全部都搭载了最新的LEAP3.0“四叶草”中央+区域架构，该架构实现了“四域合一”，不仅将控制器数量从42个减少到了28个，还大幅缩减了整车线束和车身重量，在降低成本方面展现了显著的优势。

无独有偶，吉利银河E5在2024年8月首发量产搭载了GEEA3.0电子电气架构，该架构搭载了基于芯擎科技“龍鷹一号”开发的单芯片“舱泊一体”方案，并且在车身域中划分了主驾侧区域控制器和副驾侧区域控制区，电驱动系统也实现了“十一合一”。

可以看到，传统由上百个ECU组成的分布式架构在经历了域整合之后，正在快速走向中央计算+区域控制架构时代。目前，大多数主机厂都在其下一代多域计算架构中使用中央处理单元HPC+2-4个ZCU来集成整车大部分的ECU功能。

在上海车展期间，无论是英特尔、高通、联发科等芯片巨头，还是地平线、芯驰科技、爱芯元智、紫光同芯、辰至半导体等本土芯片厂商纷纷发布新品以及解决方案，一场围绕汽车芯片的科技竞赛已经悄然打响。

在这背后，汽车芯片产业已经进入全面重构期，汽车芯片的设计逻辑、供应链体系以及商业模式都在发生巨变。

汽车芯片进入“大变革”周期

众所周知，在中央计算（HPC）+区域控制架构下，中央计算单元将作为汽车大脑，承担处理智能辅助驾驶、座舱交互、车联网等高阶任务的重要职责；而搭载高性能车规MCU的区域控制器（ZCU），将把小控制器（ECU）统统吃掉，实现诸多功能的集成与本地化控制。

目前来看，行业内主流的方案主要有两种：一种是基于高算力SoC（英伟达Thor或者高通SA8295）+3-4个区域控制器来实现“大脑+神经中枢”的高效体系；另一种则是采用单颗芯片实现“舱驾一体”，并搭配2-3个区域控制器来实现。

不过，无论是何种技术路线，要想让中央集中式架构下的软硬件发挥功用，都离不开高性能汽车芯片的支撑。

“中央计算-区域控制架构正在加速普及，区域控制区需要融合的功能种类在急剧增多，同时不同领域功能对于实时性、功能安全等级、算力的要求存在极大的差异化，导致区域控制区面临的技术复杂度呈指数级提升。” 芯驰科技MCU产品线总经理张曦桐表示，在新一代EE架构下，车规MCU需要全面升级。

而辰至半导体副总裁徐琳洁也表示，中央域控制器已经成为了EE架构升级的核心枢纽。因此，辰至半导体推出了16nm工艺的C1系列芯片，拥有8核CPU+4对锁步MCU，集成了CAN、LIN和Ethernet以及安全加密引擎和多个高性能处理器，可以满足“中央域CCU+区域ZCU”的全车身域控解决方案。

总体来看，在走向Zonal架构的过程中，汽车芯片市场呈现了三大增量空间，并且均有中国厂商实现了量产突围：一是中央大脑芯片，涵盖智能驾驶芯片、智能座舱芯片以及舱驾一体大算力芯片，除了高通、英伟达等国际巨头之外，地平线、爱芯元智、芯擎科技、芯驰科技等本土厂商已经在智能驾驶和智能座舱赛道实现了量产突围，并且正在冲击外资巨头垄断的市场格局。

二是区域控制芯片，由于区域控制器需要整合诸多ECU功能，所以区域控制芯片（高性能车规MCU）具备多核、更高计算性能、更大存储容量、更丰富接口等特性。比如芯驰科技推出的旗舰智控MCU产品E3650，采用了ARM R52+锁步多核，主频达到600MHz，集成了16MB嵌入式非易失性存储与高于4MB的大容量SRAM，并且可以提供超过360个可用外设IO，目前已经拿下了多个头部车企定点。

三是高速通信/传输芯片，比如车载SerDes芯片，作为车载摄像头、车载显示器、智能辅助驾驶域控、智能座舱域控等的高带宽数据传输芯片，目前已经进入了高速发展阶段。

以瑞发科为代表的中国本土车载SerDes厂商已经实现了规模化的量产突围。数据显示，瑞发科已量产超过二十多款符合HSMT标准的车载SerDes芯片，传输速率支持2Gbps到12.8Gbps，可以满足不同像素车载摄像头、4D毫米波雷达、激光雷达、车载显示屏等数据传输需求，性能最高达到12.8Gbps，可支持最高达到1700万像素的摄像头和4K分辨率显示屏的能力。截至目前，瑞发科的出货量已经突破了400万片。

不过，当前汽车电子电气架构还处于向集中式架构演进的过渡期阶段，无论是底盘域控、动力域控，还是车身域控、座舱域控，对于车规芯片的用量和质量都在不断提高，这也推动了汽车芯片市场格局的重构。

SoC和MCU界限越来越模糊？

SoC和MCU的界限似乎正在越来越模糊化。一方面，高性能车规MCU算力不断提升，已经开始逐步覆盖传统小型SoC的轻量级场景。同时，借助高性能MCU，车企也可以在一些特定场景实现高精度模型和简单神经网络AI算法的应用创新。

比如英飞凌、TI、NXP等国际大厂开始在车规MCU芯片当中植入更多的CPU算力、全新并行处理单元（PPU）等，并且推动车规MCU工艺制程朝28nm、22nm、16nm进发。其中，英飞凌全新推出的AURIX TC4x系列最大的特点就是增加了可满足各种AI拓扑要求的SIMD矢量数字信号处理器（DSP）。

“我们下一代芯片，也会集成一些NPU模块，集成一些AI功能，增加边缘算力。” 徐琳洁表示，大多数主机厂都希望一颗芯片能够实现越来越多的功能，拥有“一芯多用”的能力。

另一方面，部分厂商推出的SoC芯片，通过集成实时核或MCU安全岛模块，逐步接管传统外挂MCU的实时控制任务，在平衡算力的同时，可以更好降低成本。比如，爱芯元智发布的全新一代车载芯片产品M57系列，采用了爱芯通元NPU，可以支持BEV算法，算力提高至10TOPS，并且内置MCU安全岛技术，能够在芯片层面实现ASIL-B、ASIL-D级的功能安全。

据了解，爱芯元智M57系列支持800万像素前视一体机、5V5R行泊一体域控方案，无需外挂MCU，可以更好助力主机厂降本。此外，M57在功耗设计层面表现同样优异，125度结温下，M57的功耗不超过3.5W，可以兼顾电车及油车需求，真正驱动“油电同智”。

事实上，去年3月，NXP正式推出了全球首款5nm车载超级集成芯片处理器（SoC）——S32N55，虽然NXP将其称之为SoC，但其具备高阶汽车MCU的典型特性，不仅具备高效率的实时运算核心，还具备高安全性内核，最高可达ASIL-D级，此外还可以支持CAN、LIN、车载以太网等多种网络接口。

“伴随着汽车EE架构的升级，在车规MCU当中增加硬件设计单元，如增强的CPU性能、专用处理器等，来处理更复杂的算法和控制任务已经成为了主要趋势。” 芯驰科技CTO孙鸣乐表示，未来，芯驰科技也会推出整车中央智控小脑——E3800，集成A核、NPU等多核异构架构，

总体来看，汽车芯片将形成“中央SoC+区域MCU”的梯度架构，两者通过异构计算和网络化通信实现深度耦合。

“未来，AI会渗透到汽车的各个领域，但AI算力是否必须下沉到车规MCU层面，目前行业还在探索当中。”孙鸣乐表示，只有当某个端侧AI应用需求变得异常强烈，且必须在本地（MCU侧）以极低延迟执行时，才会有必要将AI加速单元集成到MCU当中。“我们预计这个过程会逐步发生，但现阶段扔处于探索期。”

从硬件转向生态，汽车芯片竞争维度上升

在智能化浪潮下，汽车芯片的竞争已从单纯硬件的比拼，转向了“解决方案完整性”与“生态开放度”的更高维度较量。

为了更好地为OEM提供软硬件协同服务，各大芯片厂商纷纷向上布局软件，以开放平台吸引OEM与之合作。同时，两者之间的合作模式已经从黑盒模式走向IP授权模式等更加开放、透明的合作模式，此外芯片开发与整车开发正在深度融合、协同，整车开发流程因而缩短、产品迭代加速。

“芯片要更好部署软件，必须要帮助主机厂快速部署。懂软件的芯片公司很关键，没有软件生态的芯片公司发展艰难。”地平线创始人兼CEO余凯表示，地平线一直以“开放共赢、全维利他”的生态战略，目前已经形成了生态链接最广、量产应用场景最多的生态伙伴谱系。

截至目前，地平线已经与超过40家车企和品牌合作，累计定点车型超过310个，前装量产出货超过800万套。同时，地平线还与博世、电装、大陆等全球Tier1巨头达成了合作。

另外，值得注意的是，汽车芯片产业的“合纵连横”也在不断增加。比如联发科与英伟达、英特尔与黑芝麻智能已经达成了合作。

其中，英特尔和黑芝麻智能双方将共同开发面向智能汽车的“舱驾融合平台”。据了解，该平台将整合“英特尔座舱 SoC +黑芝麻智能华山A2000和武当C1200家族芯片”组成异构计算方案，为全球车企提供更高性能、更高性价比、更安全可靠的跨域融合解决方案。

与此同时，该平台还可以提供开放、灵活且高度可扩展的平台化设计方案，可实现一次设计适配不同车型定位。在这个平台下，单套系统成本将下降至3500元以下，可以让中端车型实现“高性价比的整车智能”。

很显然，HPC+ZCU架构正在重构汽车芯片的设计逻辑、供应链体系以及商业模式。在这一过程中，中国汽车芯片已经实现了从0到1、再到N的“蝶变”，话语权正在不断增强。相信不久的未来，中国车规芯片将走向“星辰大海”。

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