【深度报道】发展新质生产力,软硬协同创建“芯”生态

车用操作系统和车载高性能芯片是构建智能网联汽车产业生态的两大底座。推动软硬件协同发展,对汽车行业发展来说能起到1+1>2的综合效应。


6月17-18日,2024首届中国(重庆)智能汽车基础软件生态大会暨第三届中国汽车芯片高峰论坛在重庆召开。本次大会以“基础共筑 开源启航”为主题,由中国汽车工业协会、重庆市经济和信息化委员会主办,中国电子科技集团有限公司联合主办,普华基础软件股份有限公司、中国电科芯片技术研究院、西部科学城智能网联汽车创新中心协办,西部科学城重庆高新区管委会承办。来自政、产、学、研、用等领域的500多位专家、学者和企业代表与会。

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6月18日下午,举办了以“软硬协同‘芯’生态”为主题的第三届中国汽车芯片高峰论坛。本论坛由中国汽车工业协会副秘书长李邵华主持。会上,西部(重庆)科学城管委会副主任、重庆高新区管委会副主任张炎,中国电科集团产业部(国际合作部)主任刘淮松和中国电子信息产业发展研究院党委书记、副院长刘文强致辞,中电科汽车芯片技术发展研究中心副总工程师胡文、德国华人汽车工程师协会副会长兼秘书长秦玉学、中国汽车芯片标准检测认证联盟秘书长夏显召做了精彩发言,赛力斯集团股份有限公司平台技术体系总裁何浩、奇瑞汽车股份有限公司芯片技术院院长郭宇辉、黑芝麻智能科技有限公司副总裁丁丁、湖北芯擎科技有限公司副总裁兼产品规划部总经理蒋汉平、加特兰微电子科技(上海)有限公司软件总监郑珉楠和深圳索菱实业股份有限公司总裁白新平做了主题演讲,共话共建汽车产业软硬协同新生态的时代价值和发展前景。

图片中国汽车工业协会副秘书长李邵华

创新主体协同合作,

培育新质生产力

汽车芯片是智能网联新能源汽车技术创新的核心支撑,是发展新质生产力的关键要素。
张炎表示,近年来重庆科学城高新区按照发展新质生产力的要求,强化科技创新和产业创新深度融合,发挥高校院所集聚、芯片产业基础扎实、邻近两家整车厂的比较优势,把汽车芯片产业摆在突出位置,建成了一支集成电路服务的专业团队。目前,集成电路领域的省部级以上科研平台有24个,集聚了中国电科、芯电集团等重点企业40余家,引入了三安意法半导体等重大项目,已基本形成IC设计、芯片制造、封装测试全产业链。

图片西部(重庆)科学城管委会副主任、
重庆高新区管委会副主任张炎

当前,新能源汽车已成为我国汽车产业发展的“新名片”,并加速领跑全球。随着汽车“新四化”发展不断深化,车用芯片、基础软件国产化、自主化需求不断增长,并成为智能网联汽车发展的重要基石。为此,刘淮松表示,要强化与产业链各类创新主体协同合作,全力以赴打好产业高质量转型升级攻坚战。“聚力攻克关键核心技术,提升操作系统、工具链等软件创新研发水平,支撑整车应用需求;持续深化软硬协同赋能,加快提升国产芯片适配,推动国产芯片与操作系统结合,构建开放的智能汽车数字基础平台架构生态;携手共建开放合作生态,有序推进链式协作,促进芯片、控制器、软件、整车、硬件一体的铁三角良性互动,共同推动创新资源集聚和要素支撑。”

图片中国电科集团产业部(国际合作部)主任刘淮松

“主动适应和引领新一轮科技变革和产业变革,以新型工业化为引领,加快培育新质生产力,加快构建以先进制造业为骨干的现代化产业体系。”刘文强表示,当前汽车行业正在发生重大的技术革命和产业变革,汽车正在从单一的功能产品向智能产品转换,智能驾驶、智能座舱、智能底盘、车路云一体化等系列颠覆性技术正在快速发展,引发汽车创新链、技术链、产业链加快重构。车用操作系统和车载高性能芯片毫无疑问是构建智能网联汽车产业生态的两个底座。

图片中国电子信息产业发展研究院
党委书记、副院长刘文强

为此,刘文强表示,可以从多方面发力:一是加快攻关车规级计算芯片、车用操作系统、基础平台、核心算法等系列核心技术;二是不断凝聚行业共识,推动相关标准规范化建设;三是基于汽车芯片未来应用场景,提前布局汽车芯片新一轮标准制定工作,特别是检测认证中国标准体系的构建。

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电子电气架构新转变,

应走协同发展之路

当前,电子电气架构出现了新的发展趋势,整个汽车电子电气架构从分布式向中央集中方式演进。在此背景下,汽车芯片、软件该如何助力整车创新和发展?
胡文表示,汽车软件越来越复杂,按照以前一个一个功能开发的方式已经不适应了,现在汽车追求轻量化。这几年大算力芯片增长非常快,加上多核异构的SoC能承载更多计算,所以可以把以前孤立的交互式功能集中在一个控制器或SOC上实现。这是整个汽车电子电气发展的趋势。

图片中电科汽车芯片技术发展研究中心
副总工程师胡文

胡文认为,现在整个汽车电子电气架构有软硬件两个层面,从硬件定义汽车发展到软件定义汽车。从软件架构来看,以前整个功能是垂直向方式,走向软件定义汽车后则变为了水平向。
“E/E架构本质上是基于实现汽车所有功能而开发的整套车载电子电气解决方案。”秦玉学表示,E/E架构已由分散控制发展到集中控制。

图片德国华人汽车工程师协会
副会长兼秘书长秦玉学

传统控制功能不需要操作系统,只需要单任务功能控制就可以,但从域集中式架构到中央级集中式架构,情况会变得越来越复杂,基础软件的重要性越来越重要。秦玉学表示,基础软件在汽车中必须具备可维护性,具有功能安全、信息安全、故障隔离、可升级性等多种用途,并为上层应用软件提供通用的平台化开发环境,实现去硬件化。因此,基础软件成为软件定义汽车中不可或缺的中坚力量。
操作系统和芯片构成汽车智能化的数字底座,只有紧密融合才能搭建高效可靠的汽车电子电气架构。秦玉学说:“我国要建立国产软硬件体系,用中国的软件+中国的芯片打造数字底座,实现自主可控和产业升级。”
“对汽车芯片整体要求来说,最重要的是把安全体系、质量体系打扎实,整个管理水平提上来,通过长期高效团队运作才能实现芯片真正长期低失效率、长期稳定化。”夏显召认为,检测应该贯穿研发始终。检测也是很多国际芯片企业最关心、最担心的领域,因为只有满足标准法规后才能在中国市场长期生存。另外,汽车芯片的安全标准也是需要大家关注的地方。

图片中国汽车芯片标准检测认证联盟秘书长夏显召

汽车软硬件协同,

赋能车企降本增效

要是站在整车开发角度看,对芯片是有诸多要求的。
何浩表示,一是开发层面,既要标准化,又要差异化。“芯片要标准化,车企、用户体验要有差异化,所以要解决这两个矛盾。”二是供应层面,车企用的芯片面临国内和出口两个市场问题。“在开发过程中,我们一定要求国产和国外是平替的,是两套方案同步。”三是配置层面,高、中、低配置同步考虑,快速适应车型、用户不同选择问题。四是成本问题。

图片赛力斯集团股份有限公司
平台技术体系总裁何浩

何浩认为,对于整车开发与芯片技术现状之间的矛盾,站在整车层面,开发过程至少存在三大矛盾:一是软硬周期不匹配;二是开发工具链不统一,造成软件开发投入大;三是工程化难题,主要体现在对算力的要求、功耗等方面。
这就需要软硬协同。软硬协同中的芯片是支撑整个电子电气架构落地的基础,是实现软硬分离的载体。这需要芯片与硬件协同,也需要芯片与软件协同。郭宇辉认为,软硬协同面临的挑战来自两个方面:一是硬件方面,主要来自电子电气架构升级;二是软件方面,软件内部解耦和部署也面临巨大挑战,各功能、工作层级标准化与兼容性也面临挑战。

图片奇瑞汽车股份有限公司
芯片技术院院长郭宇辉

在车载芯片里,关键在于推动汽车智能化的芯片种类发展,也就是车载计算类的芯片发展。丁丁认为,对芯片供应商来讲,重要的事情是提高芯片功能的集成度,这样能带来更好的性价比并降低成本。同时,利用多功能芯片搭建平台,把人机交互更大需求留给消费类芯片,留给迭代更快的高性能芯片。

图片黑芝麻智能科技有限公司副总裁丁丁

蒋汉平也认为,不管是分布式架构整合还是集中式架构整合,芯片集成度在不断提升。但在架构演变中出现了一些安全性、可靠性问题,为此各大芯片公司和车厂都在积极想办法解决。不同芯片架构,如果简单加以融合,会带来诸多问题,也不符合芯片经济效率。

图片湖北芯擎科技有限公司
副总裁兼产品规划部总经理蒋汉平

结合汽车芯片、软件标准化实践,郑珉楠指出,既要标准融合,又要领域融合。其中,前者主要是指功能安全、信息安全等,后者主要指在芯片开发过程中软件部门、测试部门、数字设计、模拟设计等多领域的融合。“顶层逻辑是把所有内容融合到ASPICE的V模型里面,在研发和测试实际操作过程中,每一条需求都有功能安全、信息安全的描述,并在测试方法和设计方法里面融合了功能安全和信息安全的要求。”

图片加特兰微电子科技(上海)有限公司
软件总监郑珉楠

白新平认为,国内芯片产业和芯片公司将来在国际上会占有一席之地。随着中国车企走向海外,国内零部件企业和芯片企业应该加强海外能力的建设。中国汽车行业企业在国外建厂布局,就反映了这种发展趋势。

图片深圳索菱实业股份有限公司总裁白新平

圆桌论坛:

软硬件协同,机遇与挑战并存

在本场论坛的最后,还举行了以“软硬件协同创新发展中的机遇与挑战”为主题的圆桌论坛。本圆桌论坛由国家新能源汽车技术创新中心副总经理、中国汽车芯片联盟副秘书长邹广才主持,对话嘉宾为中电科汽车芯片技术发展研究中心研发总监黄晓宗、长春一汽富晟集团公司产品研究院院长孙军、常州易控汽车电子股份有限公司副总经理皮聃、智芯半导体科技有限公司产品部VP张恩勤和中国汽车工程研究院芯片技术专家周昕。

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针对在汽车智能网联时代,主机厂研发周期不断压缩的背景下,车用软件如何与芯片研发高效结合的问题,张恩勤认为,汽车芯片既讲究质量又要控制成本,并不是质量和成本的平衡,而是要兼顾质量和成本。孙军提出的方法是从传统串行到并行。周昕认为,基于内核驱动,对硬件平台及时牵引,可能跨内核和跨硬件驱动模式比较高效。同时,在敏捷开发、软硬件协同解耦过程中,基于云计算的开发测试和基于模型的设计等,用虚拟ECU可以在不同程度上解决硬件资源占用问题,可在云端解决这些问题。

图片国家新能源汽车技术创新中心副总经理、
中国汽车芯片联盟副秘书长邹广才

针对中国汽车软件的影响力和普及度与智能汽车大国的地位不匹配,如何打造更多的汽车产业技术创新问题,黄晓宗表示,要让芯片模型去适配工业虚拟设计的需求,把性能、功能甚至软件层面的虚拟化做得更好;在工业界和工程应用上实现产业链互动,把产学研用与政府结合起来,推动我们在行业或者国际上的影响力。孙军认为,开源意味着要让渡一部分利益,同时开源也会带来更大的责任,但这可能让中国软件企业甚至软件生态发生改变,让中国的汽车软件做大、变强。皮聃则建议,在政策层面可以仿效电动车发展方式,国家层面给予相应补贴,这样整车厂、国产芯片厂商和终端用户等整个产业链都受益。另外,还要解决软件和芯片的卡脖子问题。
针对软件、芯片产业发展过程中需要什么政策支持的问题,孙军直言,芯片发展确实需要政府引导并强力支持。黄晓宗希望能获得真实的一手需求信息,且大家能协同合作。张恩勤表示,国产芯片能上车,应该感谢政策支持,但大家还需要一起继续努力,因为路还很长。在车载操作系统、车用软件方面,周昕建议用一些标准引导操作系统和车载软件开放的进度,大家可以协同开源做共性平台,再基于这个平台建立芯片、软件的良性健康循环生态。皮聃也认为,要打造自己的生态、芯片和操作系统应用环境,因为国产操作系统和国产芯片更适合国产的应用场景。总之,政策引导+市场驱动双轮驱动缺一不可。

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在本场论坛期间,还发布了《汽车芯片检测认证体系技术白皮书》。中国软件评测中心集成电路事业部总经理高宏玲介绍了白皮书相关内容。

图片中国软件评测中心集成电路事业部总经理高宏玲

注:本文首发于《汽车纵横》杂志2024年7月刊“基础软件生态大会专题”栏目,敬请关注。




图片:来自论坛

文章:汽车纵横

排版:汽车纵横