前言:目前,汽车架构呈现出高度碎片化的特征,存在多种不同的指令架构层级。随着软件定义汽车时代的到来,这种碎片化架构将给处理带来挑战。因此,未来的架构预计将朝着更为简洁的方向发展。
作者 | 方文三图片来源 | 网 络
英飞凌成首个推出汽车级RISC-V MCU的厂商
3月,英飞凌宣布,计划在未来几年推出基于RISC-V的全新汽车微控制器,引领RISC-V技术在汽车行业的应用。
具体而言,这个新系列将被纳入英飞凌的汽车MCU品牌AURIX,从而扩展公司目前基于TriCore(AURIX TC系列)和Arm(TRAVEO系列、PSOC系列)的汽车MCU产品组合。
新的AURIX系列将覆盖从入门级MCU到高性能MCU的广泛汽车应用,其范围将超越市场上现有的产品。
英飞凌持续与半导体行业的领先企业通过合资企业Quintauris合作,致力于加速基于RISC-V的产品产业化进程。
迄今为止,英飞凌成为首个宣布推出汽车级RISC-V MCU系列的半导体供应商。
多数西方MCU供应商并不倾向于将其决策与中国RISC-V热潮的持续升温直接关联。
英飞凌坚持表示,其选择RISC-V的原因在于客户在构建软件定义汽车时提出了这一需求,这一需求是[与地理位置无关]的。
Yole Group的计算与软件领域首席分析师Tom Hackenberg指出,即便是西方的MCU领导厂商,也无法忽视中国市场对RISC-V生态系统日益增长的需求——被排除在外的代价过于高昂。
中国推广RISC-V的动机非常明确:旨在构建一个更少依赖西方技术供应商的自主生态系统。
国内众多厂商已加入[RISC-V上车]行列
2024年9月,长城汽车成功点亮了基于RISC-V架构的车规级MCU芯片紫荆M100,该芯片的研发始于2023年。
该芯片具备显著的产品特性,包括高计算能力、模块化设计、内核可重构性以及四级流水线设计,在处理速度、耗时优化以及未来升级扩展方面表现出色。
其增强型ESD功能满足了冬季和越野环境下对静电的增强要求,性能提升了38%。
今年,搭载M100芯片的首批车辆预计将于三季度开始量产,预计在五年内将有250万辆车辆装配该芯片;
同时紫荆半导体也已启动了ASIL-D安全等级的域控制器芯片的自主研发工作。
同样在2024年,东风汽车于11月发布了高性能车规级MCU芯片——DF30。
该车规级MCU采用RISC-V架构,并使用了芯来NA900系列的处理器IP。它采用多核架构,主频最高可达350MHz;
采用国内40nm车规工艺开发,实现了全流程国内闭环,功能安全等级达到ASIL-D。
值得注意的是,芯来的NA900车规级处理器是全球首个通过ISO26262 ASIL-D产品认证的RISC-V CPU IP。
国芯科技在最近的投资者活动中透露,2025年已经启动了首颗基于RISC-V架构的高性能车规MCU芯片CCFC3009PT的设计与开发工作。
作为RISC-V基金会的早期成员,晶心科技的RISC-V开发工具和编译器已接近ARM商用水平,并支持车规级功能安全标准(如ISO 26262),适合于需要高可靠性的自动驾驶芯片设计。
目前,晶心科技已与多家汽车制造商合作开发定制化处理器,特别是在AI推理和实时控制领域。
RISC-V被选为汽车芯片首选优势明显
汽车芯片的自主可控需求日益迫切。
RISC-V的开源特性为汽车产业链提供了更大的安心感。
鉴于目前汽车芯片领域,尤其是计算与控制芯片,对Arm架构的依赖性极高,而全球智能座舱和智能驾驶芯片市场中,超过80%采用Arm架构。
RISC-V凭借其开源特性,降低了技术应用的门槛,从而促进了芯片国产化的进程。
随着汽车的电动化与智能化趋势,RISC-V的灵活定制能力得到了更广阔的应用空间。
在电动智能汽车的发展过程中,汽车架构呈现出高度碎片化的特征,存在多种指令架构层级。
RISC-V的核心优势在于,无论采用何种性能的处理器,从MCU到CPU再到AI处理器,其编程方法和工具链均保持一致。
这表明,熟悉MCU的开发者也能轻松转向CPU相关的软件开发工作,从而显著提升了软件的复用性。
对于汽车制造商而言,若其整车架构全面采用RISC-V技术,将实现产业链的高度透明化,为产品设计、升级等环节带来极大的便利。
RISC-V面临种类和生态不完善等挑战
在产品层面,我国基于RISC-V内核的汽车芯片产品种类尚不完善,无法满足全方位的应用需求。
我国基于RISC-V的汽车芯片产品数量有限,主要集中在中低计算能力的应用场景,难以满足高性能计算、智能驾驶等复杂需求,且尚未形成规模化的产品线以应对各种应用场景。
从IP提供商的角度来看,国内外市场上可供选择的RISC-V IP数量较少,且周边IP配套不完整,这给基于RISC-V的汽车芯片设计带来了挑战。
相比之下,ARM架构高度成熟,从入门级低计算能力芯片到服务器、AI应用的高计算能力芯片均有全面布局,年出货量约为300亿颗,拥有超过2000万名开发者。
这不仅为下游企业在产品设计时提供了更多的灵活性,还显著降低了开发和市场化的成本。
在应用层面,工具链的适配尚不完善,开发软件和应用生态系统尚未成熟,这进一步增加了RISC-V芯片在汽车领域的应用难度。
在智能驾驶、智能座舱的操作系统领域,RISC-V与主流操作系统的适配难度较大。
历史上,微软Windows与英特尔X86架构(Wintel联盟)、ARM与谷歌安卓(AA联盟)均耗时数十年才达到高效适配。
RISC-V要实现与Linux、鸿蒙、安卓等主流操作系统的高效移植,面临移植代码量大、设计模块众多、架构及优化难度高等挑战,短期内难以形成商业化的闭环。
尽管RISC-V技术在汽车行业的应用目前尚处于起步阶段,但预计在未来五到十年内,其大规模应用将逐渐成为现实。
结尾:
在智能化和电动化迅猛发展的背景下,汽车芯片正成为全球产业竞争的核心领域。
面对日益增长的高计算能力需求和技术封锁的加剧,RISC-V作为一种开源架构,凭借其灵活性和可定制化的优势,被寄予厚望,有望成为推动汽车芯片自主化发展的重要驱动力。
部分资料参考:半导体产业纵横:《RISC-V,加速上车》,电动汽车百人会:《破解汽车芯片瓶颈,RISC-V的机遇与挑战》,电子发烧友网:《汽车级RISC-V MCU引爆市场!头部企业入局,市场加速洗牌》,盖世汽车社区:《SiFive:RISC-V——塑造汽车行业的未来》,电子工程专辑:《RISC-V市场:高性能浪潮下的迅猛发展新纪元》
原文标题 : AI芯天下丨产业丨RISC-V进入汽车市场进程加速,落地仍有挑战