最近,小米新车YU7搭载的座舱芯片高通骁龙8 Gen3登上热搜,来自人民群众的拷问是:
争议来自这颗芯片的出身——骁龙8 Gen3是为智能手机而生,而非专门为汽车设计。
消费级、工业级、车规级,是用于电子元件的一系列认证标准,仅从质量严苛程度的角度衡量,车规级优于工业级和消费级。
巧合的是,小米YU7因为一款纸巾盒卖出了169元的高价,雷军向消费者作了一番解释,之所以贵,是因为这款纸巾盒做到“车规级”,顺势“科普”了一下车规级的严苛。
实际上,作为一件车内配饰,纸巾盒并不在车规与否的评判体系内,小米说纸巾盒是车规级的,其实只是“用汽车材料标准做纸巾盒”的一种宣传话术。
但雷军对这款纸巾盒的描述,也确实生动阐释了“车规级”的精髓(之一)——要“考虑到极端的温度变化”。
例如,在吐鲁番等地,夏季气温可达到90℃,一般的胶水盒可能会变形或损坏,而这款纸巾盒选用了耐高温和低温的材料,在这种环境下不易变形或退磁。
相比于消费级,车规级芯片的主要不同,也是在工作环境、稳定性、耐久性上有着更严格的要求。以温度为例,消费级芯片的工作温度为-5℃到65℃之间,而车规级则为-40℃到155℃之间。
车上使用的半导体和芯片种类繁多,数量庞杂,它们各自有着不同的用途,官方对汽车各类部件也制定了不一样的功能安全标准。以娱乐和交互为主的智能座舱,对芯片的质量要求并不是最严格的,“车规级”并非强制标准。
车企选用什么样的芯PG电子官网片,来驱动智能座舱,除了车规级代表的质量外,还有两个指标也很关键,即性能和成本,它们某种程度上构成了当下座舱芯片的“不可能三角”。
行业通用的一个基线标准是AEC—Q,这是美国三大车企——通用、福特和克莱斯勒上世纪90年代共同设立的、一套专用于汽车电子的质量认证体系,电子元件要满足这些标准才能进入汽车供应链。
在很长一段时间里,汽车电子都是在这套标准的框架中缓慢迭代,包括座舱内的微控制器(MCU)、汽车电子控制单元(ECU)等。
2012年,特斯拉Model S横空出世,这款车的座舱内没有实体按键,只采用了中控屏控制车辆功能,开启了智能座舱新时代。
随后,中国车企也陆续进入了智能座舱开发的早期阶段,如上汽2016年推出了首款互联网SUV荣威RX5。
传统的汽车座舱,由数量可观的ECU组成分布式架构,分别控制着仪表、音频、流媒体等;
而智能座舱中,芯片要集中处理仪表、座舱屏幕、AR-HUD等多种屏幕的需求,因此迭代成了主控芯片,也叫SoC(System on Chip),其算力要求更高,智能化程度也要更强。
行业发展早期,上游开发存在滞后性,市场上并没有符合传统车规级标准的座舱主控芯片。
以特斯拉为例,其最早一代智能座舱用的是Tegra 3,它是英伟达2011年底推出的第三代移动处理器,主要用于智能手机与平板电脑。
作为对比,高通首款车规级座舱芯片直到2014年才发布,是28nm的骁龙602A,两年后才又发布了14nm的骁龙820A。
高通早期的车规级芯片并没有在市场上占据主流,但从第二代座舱芯片开始,高通就逐渐在汽车市场中蓄力了。
2019年,高通发布了8155,是全球首个7nm制程的汽车芯片,迅速成为蔚小理等国内中高端新能源品牌标配的“座舱之心”。
2021年,高通又发布了5nm制程的8295,同样在市场上斩获了大量订单。
高通是消费电子芯片领域的龙头,车规级产品的开发和认证是其进入汽车行业的入场券,也支撑起了它在汽车领域庞大的出货量。
根据高通官方的数据,仅2023年以来,国内就有210款车型搭载了高通的方案,行业数据也显示,去年高通在座舱域控芯片领域的市占率达到了70%。
高通在汽车产业链中异军突起,也是消费电子领域的芯片厂商渗入到智能汽车上游的缩影,高通、联发科、AMD等汽车行业的新面孔,逐渐颠覆了原来的汽车电子市场格局。
不过,智能座舱仍在迭代和演变,在AI大模型等新兴技术节点的发展中,智能座舱仍是当下汽车差异化体验的重要部分。
因此,即便高通等厂商开发出了车规级芯片,座舱SoC也看似进入了相对成熟的供给阶段,但仍有部分车企基于各种各样的考量,而选择不用车规级产品。
今年亮相的中高端新车,智能座舱的主流选择还是高通8295,包括小米去年发布的SU7,采用的也是这款“闭眼入”的座舱方案。
虽然相较于高通此前的8155和820A,8295在各项性能指标上都有了显著提升,但与骁龙8 Gen3这类消费级芯片相比,8295显得“比上不足”。
骁龙8 Gen3采用4nm工艺打造,八核组合布局,最高频率为3.3GHz,提供了73TOPS的 AI算力,能够在本地运行100亿个参数的AI模型。
小米也介绍了其带来的直观变化,包括更快的启动时间(1.35 秒)、更快的 OTA 更新(全车升级 15 分钟)和更流畅的应用程序启动(冷启动速度提高 9.5%)。
有长期关注小米汽车的人士表示,YU7在座舱层面做了更多革新,天际屏以及主屏幕上的各种显示与互动,现有的车规级芯片无法支撑这些功能稳定流畅地运行,用消费级旗舰骁龙8 Gen3进行车规级封装,可以说是当下的最优解。
作为智能座舱的开拓者,特斯拉几乎从未在座舱中“中规中矩”地使用过车规级芯片,而总是采用一些性能较强的消费电子领域芯片——比如新一代产品中搭载的AMD Ryzen。
特斯拉副总裁陶琳曾在社交平台上科(xuan)普(chuan),座舱芯片就像大脑,只有算力够强,才能保证操作流畅、反应快速。现款特斯拉用的AMD芯片,算力高达10TFLOPS,“丝滑程度可以超越很多笔记本电脑,媲美台式电脑终端”。
由于拥有强大算力,AMD Ryzen驱动的特斯拉车机,可以体验大型游戏,让用户获得沉浸式超级娱乐座舱。
在小米之前,国内主打高端新能源品牌的高合汽车,也曾在座舱芯片“扛把子”高通8295被竞相争抢时,选择了高通另一款芯片8550。
8550同样不是一款车规级芯片,而是一款工业级芯片,但其算力性能优于8295,高合用它的关键点也是——让车机芯片追平当时市场上的最新算力。
车规级标准,着重考量功能安全与可靠性,且需要相当漫长的认证周期,车规级芯片在算力上的落后,几乎是注定的。
有智能座舱从业人员对亿欧汽车分析,骁龙8 Gen3 总体性能比8295略强的同时,非车规芯片也一般比车规芯片更便宜,所以小米选择骁龙8 Gen3,应该是基于成本和性能的综合考虑。
因此不难理解,有着强烈降本需求的车企很早就放弃了车规级的执念,投入了消费级和工业级的怀抱。
过去几年,国内新能源车企龙头比亚迪就在大屏中控主机中使用了多款型号的高通非车规级SoC,包括625、665、6350、7325等,而今年上市的新一代比亚迪产品,则大量搭载了自研的D100芯片。
有产业链人士告诉亿欧汽车,近期也有其他大型车企正在测试工业级芯片,可能下半年就会投入多款车型。
“主要看功能件的稳定性,能不能用工业级芯片带动主驾驶仪表、主屏和副驾的屏。主控芯片的成本,起码可以相差一倍,一旦芯片可以用工业级,模组、核心板都可以进行相应的材料替代,降本空间非常可观。”
因为不是专为汽车开发的,车企在使用非车规级芯片的时候,往往需要做很多额外工作。
比如,AMD为特斯拉进行了深度定制,针对车用场景改善了芯片的封装工艺和散热性能;
这次被广泛关注的小米,在使用高通骁龙8 Gen3时,也通过了一系列测试来保障安全和可靠性。
小米官方称,嵌入了骁龙8 Gen3的座舱核心板通过了AEC-Q104车规级测试,并以行业标准2倍以上严苛测耐久测试,覆盖超17类环境、280项测试场景,验证等10年以上使用周期。
AEC-Q104是上述AEC体系中迭代出来的、专门针对芯片模组的质量认证标准。
也就是说,尽管主控芯片不是车规级,但小米通过一系列措施让座舱域控中的核心板达到了车规标准。
有智能座舱产业链人士向亿欧汽车分析,过了车规认证的话,一定意义上代表这颗SoC芯片可以在车载环境中使用,“基本上问题不大。像耐久、温度、可靠性等,都有经过测试,不然一般不会导入到车里使用。”
他强调,有一点确实不能忽视,一般车规芯片必须通过ISO 26262功能安全认证,具备多重电路备份,以保障部分失效时核心功能仍能运行,而手机芯片多为单芯片设计,因为手机死机了,重启成本较低。
“但既然小米整体核心板过了车规认证,这点设计应该是会考虑到的,可能已经做了安全备份的措施。”
选择什么样的座舱主控芯片,很大程度上由车企的策略决定,在座舱芯片仍在不断迭代、演进的当下,性能、成本和质量是不可能三角。
小米作为智能汽车产业的新晋挑战者,核心诉求是提升座舱性能,不惜剑走偏锋选择了“非车规级”芯片。
但绝大多数车企在座舱芯片的选择上还是相对稳妥,国内蔚来、理想、小鹏、零跑等新势力车企仍将高通最新的车规级产品作为上车之选。
近期,一汽奥迪销售有限责任公司执行副总经理李凤刚也谈论了车规级芯片的话题,他总结了车规级和消费级在工作环境、使用寿命、安全余量等方面的不同,并暗示奥迪不会采用非车规级芯片。
“在奥迪的造车理念中,车绝不是快消品,始终把保障用户安全放在第一位,在涉及乘客安全方面,我们觉得不轻易采用未经充分验证的技术,我们绝不拿用户练手。”
在过去几年中,仪表盘、中控屏、车内音响已经被整合进座舱域控,新的趋势则是跨域融合——座舱域、驾驶域和车身域将进一步整合于一身,以驾驶域控制器为主导的全车计算平台正在到PG电子官网来。
此次小米YU7的域控已经初步实现了四合一,不过座舱和驾驶仍由不同的主控芯片驱动。而在跨域融合层面,以高通为代表的芯片厂商已经基于“舱驾一体”开发出了新一代SoC。
当座舱系统与行车安全相关的智驾系统进一步融合,主控芯片的安全、可靠性要求也将随之提升,车规级芯片仍将是汽车电子的主流。
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