【導讀】汽車行業正處在電動化和智能化的轉型過程中，而半導體企業站在這一變革的最前沿。這一轉型帶來了重大發展機遇，也帶來了諸多挑戰，需要顛覆性的技術以及更短的開發周期。加強半導體制造商、一級供應商和汽車制造商之間的合作，對于應對這些復雜情況及推動行業邁向電氣化、自動化和互聯化的未來至關重要。
摘要
汽車行業正處在電動化和智能化的轉型過程中，而半導體企業站在這一變革的最前沿。這一轉型帶來了重大發展機遇，也帶來了諸多挑戰，需要顛覆性的技術以及更短的開發周期。加強半導體制造商、一級供應商和汽車制造商之間的合作，對于應對這些復雜情況及推動行業邁向電氣化、自動化和互聯化的未來至關重要。
協同創新，引領汽車電子的未來
在電動化和智能化大趨勢的推動下，汽車行業正在經歷一場深刻變革。在構筑智能網聯電動汽車(EV)未來的過程中，電子技術發揮著越來越重要的作用，意法半導體等半導體企業處于這一轉型的核心。
電動化和智能化趨勢正在重新定義汽車架構和關鍵子系統。新的電氣電子(E/E)系統以及軟件定義汽車(SDV)的發展為半導體企業帶來了巨大市場機遇。整車半導體價值增速是衡量發展潛力的一個重要指標。據當前市場預測，今年整車半導體平均價值將達800美元，并有望突破1000美元大關。然而，半導體企業也面臨著重大挑戰，他們必須甄別并提供合適的顛覆性技術以助力打造下一代汽車，同時還要滿足汽車廠商不斷縮短開發周期的要求。
面對這些機遇與挑戰，加強半導體制造商、汽車供應商、云服務提供商和汽車廠商之間的合作比以往任何時候都更加重要。
深入了解系統，才能開發出適合的產品
在汽車市場中，產品差異化越來越取決于數字化的進展。消費者更看重軟件驅動的功能，用戶都希望將類似智能手機一樣的功能集成到汽車里。為滿足消費者的期待，網聯汽車必須不斷與數字生態系統進行交互，并能隨時訪問車內和車外數據，這正是軟件定義汽車(SDV)概念的前景所在：專注于功能豐富、可升級的產品策略，通過軟件更新持續為終端客戶創造價值，讓汽車在整個生命周期內都能保持吸引力和價值。
新功能快速、持續落地的需求與整車及汽車硬件漫長的開發周期并不匹配，要想解決這個難題，軟硬件脫鉤是必由之路。汽車電氣/電子(E/E)架構和軟件架構在軟硬件脫鉤方面起著關鍵作用，需要構建一個面向未來的硬件根基，有定義明確且穩定的接口并且使用簡單。半導體企業憑借其提供高性能、可靠的軟硬件脫鉤創新解決方案的能力，處于這一基礎技術研發的最前沿。
要實現軟硬件脫鉤就必須降低系統的整體復雜性。為實現這一目標，半導體企業正加大投入，深入了解芯片的目標應用系統，以及如何幫助優化系統架構和提高整體成本效益。
半導體技術在實現軟件定義汽車的復雜功能方面發揮著關鍵作用，覆蓋汽車E/E架構的所有層面，包括開發可擴展的微控制器(MCU)和微處理器(MPU)系列產品，以推進區域控制和中央計算架構的轉型進程；除了MCU和MPU產品外，還要提供由軟件、工程工具和云合作伙伴生態系統支持的計算平臺。半導體企業必須預見到這些發展趨勢，降低在可靠、強大、可無縫上下擴展的數據處理環境中集成軟件的難度，讓各個功能和諧共存，互不干擾。此外，對能效和功能性安全的嚴格要求也非常關鍵。
保證系統可靠性的同時卻不能犧牲安全標準，這個要求讓集成先進電子系統變得越來越復雜，給開發安全可靠的電源和配電系統帶來了重大挑戰。為解決這個問題，汽車行業開始采用智能功率開關管開發配電系統。相比傳統熔斷保險絲和機械繼電器，智能功率開關顯著提升了產品性能。這對提高車輛安全性和能效至關重要，尤其是AD/ADAS等關鍵的安全系統。半導體開關提供更高的穩定性和監控能力，能實現實時和監控精確的可控負載管理。智能保險絲就是半導體企業通過創新技術解決SDV基礎硬件的一個典型例子，這種在E/E架構底部的應用案例對系統層面產生了巨大的積極影響。改用智能保險絲后，配電系統能夠支持功能全面的智能電源管理系統，優化能耗，實現預測性維護算法，并通過使用更具成本效益的線束減少車輛自重，降低對環境的影響。
應對復雜性，縮短研發周期
半導體企業必須加強對系統知識的學習，才能開發出合適的產品，應對汽車市場轉型帶來的復雜挑戰和機遇。同時，他們也面臨開發周期縮短的問題，這一趨勢正在重塑整個行業的運轉方式。從消費電子行業跨界而來的造車新勢力正在顛覆傳統汽車行業，他們推出新車型和新功能的速度非常快。消費者渴望在經濟型汽車中享受最新技術，并尋求可升級的功能，這迫使汽車廠商必須縮短研發周期，滿足客戶不斷變化的新鮮感需求。由于需要管理多樣化的制造工藝以及應對供應鏈波動，滿足這種需求變得更加復雜，畢竟半導體生產周期長達四到六個月。更短的開發周期需要更緊密的協作，促使汽車廠商不斷加強與技術公司、供應商和初創企業的合作，充分利用各方專長，加快開發進程。
因此，在半導體企業與客戶合作開發合適的技術過程中，端到端的創新和提前布局至關重要。為了把握汽車市場，尤其是中國市場的快速發展機遇，意法半導體在國內建立了汽車技術創新中心和應用中心，以更好地與本地客戶合作。意法半導體還決定在中國建廠，為汽車行業電動化發展提供技術支持。碳化硅是制造高能效功率半導體的重要材料，在電動和混動汽車中發揮著關鍵作用。建立合資廠實現生產本地化具有諸多優勢：幫助意法半導體應對行業中的結構性變化，縮短供應鏈，并提供更靈活的制造布局，快速適應市場需求。這種本地化策略不僅提高了我們的市場響應速度，還加強了意法半導體在全球最大和最具活力的中國汽車市場的地位。
結束語
汽車市場為半導體企業提供了巨大的增長機會，也帶來了開發汽車廠商所需的新產品和顛覆性技術的巨大挑戰。要想在該市場取得成功，半導體企業就必須具有更快的創新速度、靈活高效的制造布局、大量的研發投入，以及與汽車系統供應商、技術合作伙伴和車廠建立更密切的合作。汽車行業相關各方之間的協作對于全面理解市場挑戰和以軟件為中心的復雜生態系統至關重要，也是加快創新進程、交付解決方案、推動汽車行業邁向電動化、自動化、網絡化和可持續化未來的重要基礎。
作者：意法半導體銷售與市場部汽車產品市場與應用副總裁 Philippe Prats
來源：EETimes Asia (https://www.eetasia.com/downloads/ebook_en_20241031/)
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