NXP在汽車電氣化方面的領(lǐng)導(dǎo)力，從何處構(gòu)建？

近日NXP在中國再次加大投資力度，建立了“恩智浦中國電氣化應(yīng)用實驗室”，該實驗室由電池以及電源管理芯片新產(chǎn)品驗證和系統(tǒng)應(yīng)用實驗室、門級驅(qū)動驗證實驗室和測功機房、電磁兼容實驗室、解決方案展示室四個部分組成，配備了全球最先進的實驗和測試設(shè)備。同時NXP公司多位高管來華，專門召開了“汽車領(lǐng)導(dǎo)力”媒體開放日活動，分享了電子電氣架構(gòu)、UWB、電氣化方面的整體戰(zhàn)略以及最新的技術(shù)產(chǎn)品。

既然主題是“汽車領(lǐng)導(dǎo)力”，那么這種領(lǐng)導(dǎo)力從何而來？在此次活動上，我們聽到幾位高管都在強調(diào)的關(guān)鍵詞是“生態(tài)系統(tǒng)”、“軟件”、“平臺化”，這也是NXP在基于高性能的硬件產(chǎn)品基礎(chǔ)上，能夠為汽車電子客戶提供的更深層次價值和其電氣化競爭優(yōu)勢所在。

“恩智浦每年有52%以上的收入來自于汽車業(yè)務(wù)，我們在汽車領(lǐng)域中的MCU/MPU和非功率模擬器件都是全球第一?！倍髦瞧秩蛸Y深副總裁、大中華區(qū)主席李廷偉博士在近日的“汽車領(lǐng)導(dǎo)力”媒體開放日活動分享到?！半姎饣艅倓傞_始，而中國在這一領(lǐng)域中走在了全球的領(lǐng)先位置?！?

圖：恩智浦全球資深副總裁、大中華區(qū)主席李廷偉博士

“自疫情爆發(fā)以來，我們都深刻地感受到了變化。這種“變化”不僅僅影響了產(chǎn)品、技術(shù)和認知，且已經(jīng)演化為一場突破性的、顛覆性的范式變革。這一范式變革對于整個行業(yè)造成了巨大的沖擊，重新定義了這個行業(yè)的參與者、競爭模式，甚至是對該行業(yè)全新的理解。因此，每個個體、每個產(chǎn)業(yè)鏈的參與者，甚至包括資本方在內(nèi)都必須重新思考這一新局面?！倍髦瞧质袌黾颁N售副總裁、大中華區(qū)汽車電子業(yè)務(wù)總經(jīng)理劉芳表示，“盡管我們是一家芯片制造公司，但是除產(chǎn)品本身以外，恩智浦還能提供的是全球范圍內(nèi)匯聚的智慧?！?

圖：恩智浦市場及銷售副總裁、大中華區(qū)汽車電子業(yè)務(wù)總經(jīng)理劉芳

汽車行業(yè)中國OEM面臨的五大挑戰(zhàn)

在軟件定義汽車的發(fā)展中，汽車的電子電氣架構(gòu)正在發(fā)生變化。當(dāng)前中國在電氣化領(lǐng)域走在前列，也必然遇到了一系列的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)是當(dāng)下中國OEM所面臨的，也同樣會是接下來全球汽車OEM可能都會遇到的困難。如何幫助中國OEM迎戰(zhàn)這些挑戰(zhàn)，加速行業(yè)創(chuàng)新，是恩智浦矢志不渝的方向。

圖：恩智浦資深副總裁、汽車微控制器總經(jīng)理Manuel Alves Mendes

據(jù)恩智浦資深副總裁、汽車微控制器總經(jīng)理Manuel Alves Mendes表示，在與客戶的溝通中，發(fā)現(xiàn)中國客戶面臨著五大挑戰(zhàn)。第一個挑戰(zhàn)即愈發(fā)復(fù)雜的汽車架構(gòu)。這種復(fù)雜性問題帶來技術(shù)和制造方面的挑戰(zhàn)，OEM需要思考采用何種域控設(shè)計來使得整車從設(shè)計到制造以及未來都具有更好的靈活性和成本優(yōu)勢。第二個挑戰(zhàn)來自產(chǎn)品上市速度。當(dāng)前智能汽車的迭代速度正在不斷加快。第三個挑戰(zhàn)來自對電氣化解決方案效率的追求。新能源汽車只有實現(xiàn)更高的電氣化效率，才能夠?qū)崿F(xiàn)更長的續(xù)航里程。第四個挑戰(zhàn)即成本，在當(dāng)前激烈的市場環(huán)境中，OEM們需要在提供差異化產(chǎn)品特色的同時，盡可能降低成本，從而獲得更好的競爭力。最后一個挑戰(zhàn)即全球競爭力。中國智能電動汽車正在開拓海外市場，為實現(xiàn)這一宏愿，需要面向全球不同市場和地區(qū)的客戶提供符合當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)和用戶需求的產(chǎn)品。要具備快速的響應(yīng)能力，全球化的生產(chǎn)運輸和銷售網(wǎng)絡(luò)。

那么如何幫助中國OEM構(gòu)建合適的E/E架構(gòu)，滿足速度、效率、成本和區(qū)域定制等各方面的需求？答案就是一個可拓展的硬件計算平臺，覆蓋從簡單到高性能的控制、連接和計算需求，同時還要實現(xiàn)軟件的可遷移性。S32系列計算平臺就是NXP給OEM客戶提供的，用于迎戰(zhàn)軟件定義汽車變革的利器。

S32：一個計算平臺，應(yīng)對全面挑戰(zhàn)

雖然各家的汽車區(qū)域設(shè)計尚未有統(tǒng)一，但從計算需求的角度來看，可以大致分為幾類。首先底層的各種終端的節(jié)點的基礎(chǔ)控制功能，需要各種低功耗高可靠的MCU來參與；然后更高一層的區(qū)域控制器層面，需要更高性能SoC/MCU來實現(xiàn)功率管理、網(wǎng)關(guān)通信等更為復(fù)雜的功能；最頂層的“大腦”，也就是汽車高性能的計算部分，需要更高算力的SoC來承載；而像ADAS、IVI等應(yīng)用，也都需要專門的SoC來進行計算，為了成本和設(shè)計考量，也有跨域融合用一個SoC來實現(xiàn)的設(shè)計方案。

恩智浦的S32系列產(chǎn)品組合，構(gòu)建了從終端節(jié)點、到區(qū)域控制器、再到車載計算機三個層次全面覆蓋的軟硬件計算解決方案。S32平臺提供了從高端的5nm層級的高性能計算產(chǎn)品，一直到底層90nm的控制類MCU的全面的產(chǎn)品組合。硬件方面，這個解決方案還包括了電源管理（PMIC）、不同協(xié)議的物理連接（PHY），以太網(wǎng)的切換（SWITCH）來提供計算解決方案。通過對于不同需求，可以選擇最佳的功能取舍來獲得最優(yōu)化的系統(tǒng)即將方案。

據(jù)Manuel介紹，S32平臺的對于行業(yè)而言是獨一無二的，因為該平臺能夠涵蓋多個技術(shù)節(jié)點。“一個真正的平臺是可以涵蓋各代技術(shù)來進行擴展的，這是我們多年來一直孜孜以求的目標(biāo)。”

所謂“平臺化”的基礎(chǔ)要素在于軟件和開發(fā)流程的多個功能的可復(fù)用性，因為S32平臺基于Arm架構(gòu)來構(gòu)建，因此實現(xiàn)了軟件的完全可重復(fù)利用；而在功能安全等方面，整個S32系列支持同樣的安全標(biāo)準(zhǔn)。因此S32可以幫助客戶節(jié)約更多的開發(fā)時間成本。

因為S32是一個可拓展的平臺，支持軟件的可復(fù)用性，因此也就支持“向左轉(zhuǎn)”、“向右延伸”的開發(fā)趨勢，能夠加速整個產(chǎn)品的研發(fā)?！跋蜃筠D(zhuǎn)”指的是在硬件產(chǎn)品ready之前，軟件團隊就可以更早地進行軟件的開發(fā)。而“向右延伸”即在芯片硬件完成后，仍可以持續(xù)地通過云上虛擬環(huán)境來進行合成，持續(xù)地改善和部署軟件，在車輛制造的過程中，就進行軟件的同步研發(fā)，從而加速整個汽車的上市進程。

據(jù)Manuel分享，雖然恩智浦是一家芯片公司，但軟件工程師的人數(shù)已經(jīng)超過了硬件工程師的人數(shù)?；赟32平臺，圍繞著一系列汽車應(yīng)用而開發(fā)的軟件，將會是汽車OEM打造差異化用戶體驗的關(guān)鍵。

恩智浦能夠幫助客戶重新定義汽車，這來自硬件和軟件方面的努力。硬件方面，要簡化重新配置計算，使汽車更加高性能，從而達到功能安全和信息安全。軟件方面，要具備宏大的思維，支持云上虛擬開發(fā)?！俺掷m(xù)地進行軟件的部署，擴展到汽車的整個生命周期，同時優(yōu)化軟件和硬件的配合。”Manuel總結(jié)到。

UWB：連接更大的全新生態(tài)

在2017年的時候，超寬帶（UWB）技術(shù)開始在手機上實現(xiàn)應(yīng)用。憑借著更好的定位精度（～10cm）、更好的魯棒性、更長的探測距離（～100米）、更高的安全性和實時性（小于10ns），UWB開始在防丟神器、數(shù)字車鑰匙、無感支付和無感門禁等應(yīng)用上大顯身手，目前已經(jīng)有超過10億的UWB器件在使用中。

然而UWB技術(shù)的應(yīng)用方向，遠不止于。尤其是在汽車上，恩智浦通過將UWB技術(shù)和毫米波雷達集成，提供了在智駕座艙內(nèi)更為精準(zhǔn)的定位，從而實現(xiàn)了更豐富的場景。通過一個超寬帶IC，可以實現(xiàn)極為豐富的功能。

據(jù)恩智浦半導(dǎo)體資深副總裁、高級模擬業(yè)務(wù)部安全汽車門禁總經(jīng)理Markus Staeblein分享，UWB技術(shù)提供了到某一物體的精準(zhǔn)錨點定位，例如將其應(yīng)用在測量車內(nèi)兒童的距離上，就可以實現(xiàn)兒童車內(nèi)遺留監(jiān)測（CPD，Child Presence Detection）應(yīng)用。

圖：恩智浦半導(dǎo)體資深副總裁、高級模擬業(yè)務(wù)部安全汽車門禁總經(jīng)理Markus Staeblein

恩智浦最新發(fā)布的完全集成的汽車單芯片超寬帶（UWB）系列TRIMENSION NCJ29D6，結(jié)合了下一代安全精確的實時定位功能和短程雷達功能，是新一代的汽車超寬帶IC，可通過單個系統(tǒng)解決多個用例。據(jù)Markus介紹，該器件具備四大關(guān)鍵要素。

第一，能夠提升測距的性能。更高的射頻靈敏度和兩個同時運行的接收鏈支持天線分集和到達角概念，能夠檢測其他支持UWB的設(shè)備的距離或移動方向的微小變化。第二，一個IC將安全測距和短程雷達相結(jié)合，使得OEM能夠?qū)⒒赨WB的單一汽車門禁系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆`活的多用途平臺，使用相同的硬件即可實現(xiàn)多個用例。第三，節(jié)約系統(tǒng)成本。通過單芯片解決方案，把超寬帶、微控制器還有電源等等都集成在新的芯片中，能夠提供更大的內(nèi)存、更高的計算能力、CAN和安全性。第四，融入對安全性的考慮。該器件在設(shè)計之初就融入了恩智浦對于安全的考慮，配備了非常安全的傳感器，從而抵御汽車在物理和網(wǎng)絡(luò)安全兩方面可能受到的攻擊。

手機從單純的通訊工具變成智能手機之后，已經(jīng)成為了整個智能互聯(lián)的中心。而汽車變成大號的智能設(shè)備之后，又會構(gòu)建出一個怎么樣的新的智能生態(tài)？這將會是行業(yè)內(nèi)共同摸索的方向。UWB技術(shù)將會是構(gòu)建一個更大的、全新的生態(tài)的技術(shù)紐帶。

在未來，可以通過UWB技術(shù)實現(xiàn)拖車和車輛的自動連接；也可以通過UWB技術(shù)來實現(xiàn)電動汽車的精準(zhǔn)充電，提高充電效率；當(dāng)您回到家中時，自動判斷車庫的位置進行泊車入庫；用戶離開停車場時，車輛自動完成停車費支付；將車輛與各種基礎(chǔ)設(shè)施之間進行連接。超寬帶技術(shù)，讓上面的一切成為可能。

恩智浦電氣化系統(tǒng)級解決方案，布局更大的全新生態(tài)系統(tǒng)

電氣化是來自新能源汽車，但在恩智浦看來又不僅僅止步于新能源汽車，而是一個電氣連接的更大的全新生態(tài)?！半姎饣⒎蔷窒抻谀骋粋€方面，例如家具或者汽車等設(shè)備實際上都是互相連接的，比如我們可以使用汽車的電池為家中的設(shè)備反向充電?！倍髦瞧指呒壞M業(yè)務(wù)部垂直市場及系統(tǒng)解決方案資深總監(jiān)Clara Otero Perez分享到，“所以，電氣化如今已然成為一個全球化議題。人們希望各種設(shè)備都能更具自我管理和自治的能力，擁有能實現(xiàn)思考和行動的系統(tǒng)。與此同時，不同的系統(tǒng)之間也需要能夠進行相互的溝通與連接，從而更好地管理端到端的能源使用?！?

當(dāng)前電氣化市場中，傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈仍然存在，但在整個市場所占的比重已經(jīng)相對較小。供應(yīng)鏈更趨向右側(cè)，強調(diào)的是各方協(xié)作。電動汽車供應(yīng)商的設(shè)備，如何管理家庭內(nèi)部的電動汽車？如何與儲能行業(yè)、能源配送以及能源電表等進行連接？這將會是一個全新的生態(tài)。恩智浦希望成為這一生態(tài)中關(guān)鍵技術(shù)供應(yīng)商，不僅提供芯片和零部件，還可以通過構(gòu)建系統(tǒng)、提供預(yù)先集成系統(tǒng)的解決方案，將不同行業(yè)中的供應(yīng)商匯聚起來，來幫助到客戶。

圖：恩智浦高級模擬業(yè)務(wù)部垂直市場及系統(tǒng)解決方案資深總監(jiān)Clara Otero Perez

具體到器件層面，Clara介紹了恩智浦全新的PMIC——MC33774。該器件提供了更高的精確性、ASIL-D級功能安全、多電芯平衡能力以及更高魯棒性，適用于高壓電池管理系統(tǒng)。

而在系統(tǒng)方案層面，恩智浦還提供了完整的電源逆變器的系統(tǒng)方案，可以實現(xiàn)高效的電機驅(qū)動。一個方案就可以驅(qū)動6到12個不同相位的電機。

最后擴大到整個電氣化生態(tài)的方方面面，包括觸電基礎(chǔ)設(shè)施的器件、方案，以及大大小小的儲能系統(tǒng)，恩智浦也是全面覆蓋：恩智浦提供了充電基礎(chǔ)設(shè)施，其中涉及到一個關(guān)鍵的差異化因素，即精準(zhǔn)的能源管理。而除了模擬部分，恩智浦還提供電表、處理器和安全性功能，包括安全支付等。此外，在充電樁應(yīng)用上，恩智浦還提供可擴展的產(chǎn)品組合，范圍包括小型充電樁到大型充電樁不等。儲能系統(tǒng)同樣也是電氣化生態(tài)的重要組成部分，當(dāng)前，恩智浦也已擁有大型儲能系統(tǒng)的管理能力，提供了幾千甚至幾萬瓦電壓級別的儲能系統(tǒng)的系統(tǒng)解決方案。

構(gòu)建電氣化的領(lǐng)導(dǎo)力，敢為人先

隨著汽車電氣化智能化的逐步發(fā)展，一個更大的全新的智能生態(tài)正在蓬勃生長。如何抓住這一波新的機遇，是行業(yè)內(nèi)每一位參與者都應(yīng)該深入思考的課題。而恩智浦將自己定位為是電氣化方面的領(lǐng)導(dǎo)者，希望成為這一生態(tài)的關(guān)鍵技術(shù)供應(yīng)商。此次位于天津的“恩智浦中國電氣化應(yīng)用實驗室”啟動，便是恩智浦在構(gòu)建領(lǐng)導(dǎo)力方面的一個側(cè)影。而其實恩智浦已經(jīng)在領(lǐng)導(dǎo)力的構(gòu)建方面耕耘已久，不僅在產(chǎn)品上，更在行業(yè)的推動上，敢為人先。據(jù)劉芳介紹，去年（2022年）恩智浦就在行業(yè)內(nèi)推動了一個被稱之為新能源客戶賦能中心（ECEC）的項目?！岸髦瞧衷趦?nèi)部對該項目展開過諸多探討，因為其受益者可能不僅是恩智浦的客戶或行業(yè)的參與者，還有可能是我們的潛在競爭對手。但即便如此，我們依然推出了這項服務(wù)?！?

要具備電氣化方面的領(lǐng)導(dǎo)力，除了扎實的高性能軟件硬件基礎(chǔ)供應(yīng)，實現(xiàn)商業(yè)化的成功外，還要在商業(yè)化的成功之上，探尋更高層次的行業(yè)價值、社會價值。恩智浦正在努力中。