从芯片PPT发布到量产车上市，你不知道的那些坑

在2020年之前，汽车的“新四化”的焦点是在电动化上，那么在2020年之后，汽车的“新四化”焦点将转向智能化。特斯拉的FSD选装价格一涨再涨，各大新势力造车企业销售数据屡创新高、搭载高算力计算平台的高端车型频频PPT发布，很明显汽车智能化时代已扑面而来。但一个略显尴尬的事实是，汽车智能化所以依赖的可量产的车规级计算平台却屈指可数，PPT上的量产时间也眼花缭乱。今天我们就来聊聊，量产车规级计算平台，到底难在哪里，如何读懂发布会PPT上的量产时间点。

为了便于理解，下文中芯片可以看做是车规级计算平台的地基，车规级计算平台本身可以看做地基上的房子，而车规级计算平台配套的软件可以看做是房子的内部装修及物业管理，最后这个房子还需经过环保、消防、水电、物业等部门的安全性评估后才能正式对外销售与入住。

芯片到平台跨越之难

“根基不牢，地动山摇”，芯片是第一道坎。相较于消费级芯片，车规级芯片由于认证极为严格，要求也极高。汽车行业的芯片有一个大家比较熟悉的AEC-Q100认证，此认证是由AEC汽车电子协会制定的车用电子元器件包含可靠度在内的测试标准。但芯片通过AEC-Q100的测试只是一个环节之一。车规级芯片是一个涉及芯片设计、流片工艺、封装测试、产品测试、产品生命周期等的全产业链要求：

• 芯片设计：车规级芯片平台和架构设计，需遵循车规级芯片功能安全ISO26262标准
• 流片工艺：采用车规级晶圆产线，需符合ISO/IATF 16949规范
• 封装测试：采用车规级封装产线，需符合ISO/IATF 16949规范
• 产品测试：车规级可靠性测试，需通过AEC-Q100测试标准
• 产品良率：满足车规级芯片产品的高良率要求
• 产品生命周期：满足车规级芯片的超长供货周期要求

因此，汽车行业芯片从发布到量产，一般时间间隔是3~4年。所以，2020年发布的新芯片如英伟达的Orin及高通的Snapdragon Ride，离真正量产，可能至少需要等到2022年或2023年。而最早发布的Mobileye的EyeQ5，甚至要间隔5年之久需要到2021年才有望量产。

房子除了地基外，房子整体的支撑框架、户型布局、三通一暖等，也是大型工程。所以除了芯片，车规级计算平台的研发工作量也不小，这又是新的一轮平台级的设计、验证、认证到量产的流程，仍然需要经过严苛的持久耐用、稳定可靠性测试，虽然部分工作可以与芯片的研发时间过程相重叠，但仍然会比芯片量产时间再推迟1~2年。

平台配套软件工作之难

没有配套设施的房子，跟坟墓没有什么区别。一套新的芯片与计算平台，只是搭建好了一个硬件基础，还需配套各种底层驱动软件、功能安全内核，以发挥硬件的潜力及底层安全要求，还需要配套兼容的OS与中间件。而上层应用要能够在平台上流畅的运行起来，涉及到开发、调测、优化、部署等诸多环节。在开发环节，涉及到配套的集成开发环境及配置工具；在调测环节，涉及到仿真测试、BUG管理、可视化回放等工具；在优化环节，涉及到Log记录、Profiling分析工具；在部署环节，还涉及到批量部署、OTA升级等工具。这些与平台配套的软件开发及适配的工作量极大，甚至超过硬件本身的研发工作量，需要的研发周期更长。除非加大资源投入，芯片、硬件平台、配套软件及工具，多个研发团队协同作战，才能尽可能缩短量产时间。

平台稳定可靠性之难

城门失火，殃及池鱼。芯片在内部构造与制造上是高端科技的产物，十分强悍，但在外部自然环境下就是一朵“温室里的花朵”。车规级计算平台除了将芯片、内存、网络交换、连接器等组成一个逻辑上的完整系统外，作为“城门”还需应对各种恶劣外部环境的挑战，保护里面的芯片等“池鱼”，以保证作为一个整体的系统级的安全可靠。

l 环境适应性要求

汽车行驶的外部环境温度变化剧烈，车规级电子元器件对于环境的适应能力更强，像是湿度、粉尘、有害气体侵蚀、发霉等标准都要更高，例如发动机周边的温度要求为-40摄氏度-150摄氏度，座舱为-40摄氏度-85摄氏度。在电磁环境中，车规级电子元器件不仅要符合要求运行，而且在安装后设备不得影响整车其他零部件的正常工作。另一方面设备要对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，并能够在复杂的电磁环境下正常工作，不受外界影响。

l 寿命可靠性要求

相较于普通民用产品而言，汽车作为移动出行工具，其涉及到的场景和路况非常复杂，会遇到更多的振动、冲击等情况发生，所以它的振动标准也更高。通常一辆汽车的设计寿命至少在8年10万公里以上，远超消费级电子产品。在汽车领域，零部件的可靠性要求一般用 PPM（百万分之一）来描述并要求。

l 工艺一致性要求

汽车进入到大规模化生产阶段后，比如一些畅销爆款车型每月销量动辄大几万辆，这对于产品质量的一致性提出更高的要求，电子元器件同样不例外。虽然说车辆上各项电子部件不断朝小型、轻量化的方向发展，但相较于普通民用电子产品来说，车规级元器件对于体积以及功耗上的要求更为宽松，所以对于计算平台的芯片而言，并不是如7nm、5nm的最先进制程最好，而是更成熟一些的14nm，12nm等成熟制程的工艺一致性更好，成本也更低。

平台行业标准认证之难

平台是满足车规级可靠性要求，得由第三方权威检测认证结构说了算。由于汽车属于耐用的大件商品，欧洲在一百年多年的汽车工业发展历程中，积累了丰富的实践经验与行业标准，从汽车的研发、生产、制造、运输、销售、服务、召回等全生命周期节点上，做了很多标准化、流程化、制度化的质量与安全管控举措，形成了很多成熟的质量管控流程与认证体系，为车规级电子零部件进入汽车行业建立了很高的质量门槛，也在最大程度上保障汽车的安全运行。

l 整体质量体系认证IATF 16949

IATF 16949是国际汽车行业针对汽车相关产品的设计和开发、生产及相应的安装与服务的质量管理体系要求规范。IATF 16949强调持续改进，缺陷预防和降低偏差，在人员能力、意识和培训、设计和开发、生产和服务的提供、监视和测量装置的控制以及测量、分析和改进等方面增加了更详细的汽车行业的要求。

l 软件质量体系认证ASPICE

ASPICE（Automotive Software Process Improvement and Capability dEtermination：汽车软件过程改进和能力测定）包含两部分：过程参考模型与过程评估模型，双向可追溯性和一致性也是ASPICE特别关注的，因此ASPICE要求软件的需求文档需要被验证，且需要有具体的标准定义。软件设计文档需要被评估，且评估准则可包括质量特性、可靠性、安全性和可用性等，它重点关注软件的需求分析、架构设计、单元测试与集成测试等，覆盖软件工程的全流程。

l 功能安全认证ISO 26262

ISO 26262为汽车安全提供管理、开发、生产、经营、服务、报废等全生命周期的安全要求标准，该标准涵盖功能性安全方面的整体开发过程（包括需求规划、设计、实施、集成、验证、确认和配置）。ISO 26262标准根据安全风险程度对系统或系统某组成部分确定划分由ASIL A到ASIL D的安全需求等级，随着ASIL等级的增加，针对系统硬件和软件开发流程的要求也随之增强。一般在汽车的量产阶段，汽车上的系统或部件需要达到ASIL D级的安全要求。

结语

由于汽车关乎人身安全的特殊属性，安全永远是第一位的。

从芯片PPT发布到量产车上市，还有几段绕不开的路要走：首先是芯片要满足车规级安全要求，接着还要迈过芯片到平台、平台配套软件开发、平台稳定可靠性、平台行业标准认证等4道关坎。这些关坎打通，短则需要3~4年，长则需要4~5年，很难一蹴而就，除非偷工减料走捷径。所以，虽然目前行业内很多公司发布了各种新芯片、新平台，实际上期货的成份居多，要满足车规级要求的量产，还需要不短的时间。

对消费者来说，需更理性的看待各种眼花缭乱的智能汽车新车发布会，不安全的房子谁住着也不放心；对车企来说，选择踏踏实实把安全放在首位的芯片及计算平台供应商尤为关键，虽然市场是最大的机会，但时间与生命才是最大的成本！