在2020年之前，汽車的「新四化」的焦點是在電動化上，那麼在2020年之後，汽車的「新四化」焦點將轉向智能化。特斯拉的FSD選裝價格一漲再漲，各大新勢力造車企業銷售數據屢創新高、搭載高算力計算平台的高端車型頻頻PPT發佈，很明顯汽車智能化時代已撲面而來。但一個略顯尷尬的事實是，汽車智能化所以依賴的可量產的車規級計算平台卻屈指可數，PPT上的量產時間也眼花繚亂。今天我們就來聊聊，量產車規級計算平台，到底難在哪裡，如何讀懂發佈會PPT上的量產時間點。
為了便於理解，下文中芯片可以看做是車規級計算平台的地基，車規級計算平台本身可以看做地基上的房子，而車規級計算平台配套的軟件可以看做是房子的內部裝修及物業管理，最後這個房子還需經過環保、消防、水電、物業等部門的安全性評估後才能正式對外銷售與入住。
芯片到平台跨越之難
「根基不牢，地動山搖」，芯片是第一道坎。相較於消費級芯片，車規級芯片由於認證極為嚴格，要求也極高。汽車行業的芯片有一個大家比較熟悉的AEC-Q100認證，此認證是由AEC汽車電子協會制定的車用電子元器件包含可靠度在內的測試標準。但芯片通過AEC-Q100的測試只是一個環節之一。車規級芯片是一個涉及芯片設計、流片工藝、封裝測試、產品測試、產品生命周期等的全產業鏈要求：
- 芯片設計：車規級芯片平台和架構設計，需遵循車規級芯片功能安全ISO26262標準
- 流片工藝：採用車規級晶圓產線，需符合ISO/IATF 16949規範
- 封裝測試：採用車規級封裝產線，需符合ISO/IATF 16949規範
- 產品測試：車規級可靠性測試，需通過AEC-Q100測試標準
- 產品良率：滿足車規級芯片產品的高良率要求
- 產品生命周期：滿足車規級芯片的超長供貨周期要求
因此，汽車行業芯片從發佈到量產，一般時間間隔是3~4年。所以，2020年發佈的新芯片如英偉達的Orin及高通的Snapdragon Ride，離真正量產，可能至少需要等到2022年或2023年。而最早發佈的Mobileye的EyeQ5，甚至要間隔5年之久需要到2021年才有望量產。
房子除了地基外，房子整體的支撐框架、戶型布局、三通一暖等，也是大型工程。所以除了芯片，車規級計算平台的研發工作量也不小，這又是新的一輪平台級的設計、驗證、認證到量產的流程，仍然需要經過嚴苛的持久耐用、穩定可靠性測試，雖然部分工作可以與芯片的研發時間過程相重疊，但仍然會比芯片量產時間再推遲1~2年。
平台配套軟件工作之難
沒有配套設施的房子，跟墳墓沒有什麼區別。一套新的芯片與計算平台，只是搭建好了一個硬件基礎，還需配套各種底層驅動軟件、功能安全內核，以發揮硬件的潛力及底層安全要求，還需要配套兼容的OS與中間件。而上層應用要能夠在平台上流暢的運行起來，涉及到開發、調測、優化、部署等諸多環節。在開發環節，涉及到配套的集成開發環境及配置工具；在調測環節，涉及到仿真測試、BUG管理、可視化回放等工具；在優化環節，涉及到Log記錄、Profiling分析工具；在部署環節，還涉及到批量部署、OTA升級等工具。這些與平台配套的軟件開發及適配的工作量極大，甚至超過硬件本身的研發工作量，需要的研發周期更長。除非加大資源投入，芯片、硬件平台、配套軟件及工具，多個研發團隊協同作戰，才能儘可能縮短量產時間。
平台穩定可靠性之難
城門失火，殃及池魚。芯片在內部構造與製造上是高端科技的產物，十分強悍，但在外部自然環境下就是一朵「溫室里的花朵」。車規級計算平台除了將芯片、內存、網絡交換、連接器等組成一個邏輯上的完整系統外，作為「城門」還需應對各種惡劣外部環境的挑戰，保護裏面的芯片等「池魚」，以保證作為一個整體的系統級的安全可靠。
l 環境適應性要求
汽車行駛的外部環境溫度變化劇烈，車規級電子元器件對於環境的適應能力更強，像是濕度、粉塵、有害氣體侵蝕、發霉等標準都要更高，例如發動機周邊的溫度要求為-40攝氏度-150攝氏度，座艙為-40攝氏度-85攝氏度。在電磁環境中，車規級電子元器件不僅要符合要求運行，而且在安裝後設備不得影響整車其他零部件的正常工作。另一方面設備要對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，並能夠在複雜的電磁環境下正常工作，不受外界影響。
l 壽命可靠性要求
相較於普通民用產品而言，汽車作為移動出行工具，其涉及到的場景和路況非常複雜，會遇到更多的振動、衝擊等情況發生，所以它的振動標準也更高。通常一輛汽車的設計壽命至少在8年10萬公里以上，遠超消費級電子產品。在汽車領域，零部件的可靠性要求一般用 PPM（百萬分之一）來描述並要求。
l 工藝一致性要求
汽車進入到大規模化生產階段後，比如一些暢銷爆款車型每月銷量動輒大幾萬輛，這對於產品質量的一致性提出更高的要求，電子元器件同樣不例外。雖然說車輛上各項電子部件不斷朝小型、輕量化的方向發展，但相較於普通民用電子產品來說，車規級元器件對於體積以及功耗上的要求更為寬鬆，所以對於計算平台的芯片而言，並不是如7nm、5nm的最先進制程最好，而是更成熟一些的14nm，12nm等成熟製程的工藝一致性更好，成本也更低。
平台行業標準認證之難
平台是滿足車規級可靠性要求，得由第三方權威檢測認證結構說了算。由於汽車屬於耐用的大件商品，歐洲在一百年多年的汽車工業發展歷程中，積累了豐富的實踐經驗與行業標準，從汽車的研發、生產、製造、運輸、銷售、服務、召回等全生命周期節點上，做了很多標準化、流程化、制度化的質量與安全管控舉措，形成了很多成熟的質量管控流程與認證體系，為車規級電子零部件進入汽車行業建立了很高的質量門檻，也在最大程度上保障汽車的安全運行。
l 整體質量體系認證IATF 16949
IATF 16949是國際汽車行業針對汽車相關產品的設計和開發、生產及相應的安裝與服務的質量管理體系要求規範。IATF 16949強調持續改進，缺陷預防和降低偏差，在人員能力、意識和培訓、設計和開發、生產和服務的提供、監視和測量裝置的控制以及測量、分析和改進等方面增加了更詳細的汽車行業的要求。
l 軟件質量體系認證ASPICE
ASPICE（Automotive Software Process Improvement and Capability dEtermination：汽車軟件過程改進和能力測定）包含兩部分：過程參考模型與過程評估模型，雙向可追溯性和一致性也是ASPICE特別關注的，因此ASPICE要求軟件的需求文檔需要被驗證，且需要有具體的標準定義。軟件設計文檔需要被評估，且評估準則可包括質量特性、可靠性、安全性和可用性等，它重點關注軟件的需求分析、架構設計、單元測試與集成測試等，覆蓋軟件工程的全流程。
l 功能安全認證ISO 26262
ISO 26262為汽車安全提供管理、開發、生產、經營、服務、報廢等全生命周期的安全要求標準，該標準涵蓋功能性安全方面的整體開發過程（包括需求規劃、設計、實施、集成、驗證、確認和配置）。ISO 26262標準根據安全風險程度對系統或系統某組成部分確定劃分由ASIL A到ASIL D的安全需求等級，隨着ASIL等級的增加，針對系統硬件和軟件開發流程的要求也隨之增強。一般在汽車的量產階段，汽車上的系統或部件需要達到ASIL D級的安全要求。
結語
由於汽車關乎人身安全的特殊屬性，安全永遠是第一位的。
從芯片PPT發佈到量產車上市，還有幾段繞不開的路要走：首先是芯片要滿足車規級安全要求，接着還要邁過芯片到平台、平台配套軟件開發、平台穩定可靠性、平台行業標準認證等4道關坎。這些關坎打通，短則需要3~4年，長則需要4~5年，很難一蹴而就，除非偷工減料走捷徑。所以，雖然目前行業內很多公司發佈了各種新芯片、新平台，實際上期貨的成份居多，要滿足車規級要求的量產，還需要不短的時間。
對消費者來說，需更理性的看待各種眼花繚亂的智能汽車新車發佈會，不安全的房子誰住着也不放心；對車企來說，選擇踏踏實實把安全放在首位的芯片及計算平台供應商尤為關鍵，雖然市場是最大的機會，但時間與生命才是最大的成本！
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