鑒于車用電子需求逐步增加與技術(shù)發(fā)展速度加快，車用芯片市場的開放程度將逐漸擴展，也使得供應(yīng)鏈廠商針對此商機積極拓展，市占比最高的IP供應(yīng)商ARM將持續(xù)引領(lǐng)技術(shù)主流。RISC-V的開源架構(gòu)引發(fā)市場討論，不過在車應(yīng)用發(fā)展上仍需時間。
ARM持續(xù)引領(lǐng)車用處理器IP技術(shù)發(fā)展
在車用處理器領(lǐng)域，尤其是ADAS與車載資通訊(In-Vehicle Infotainment)方面，不管是MCU或SoC，ARM授權(quán)IP使用在各樣車用芯片上的滲透率極高，包括NXP、Renesas、TI、STMicroelectronics、Cypress、Qualcomm、NVIDIA與Tesla等大廠，都是ARM的授權(quán)客戶，也讓ARM架構(gòu)芯片在ADAS與車載資通訊市場扮演龍頭角色，占比皆超過6成；目前普遍推廣的Level 2自駕車等級應(yīng)用上，ARM技術(shù)采用率則高達85%。
分析ARM的IP架構(gòu)分類，Cortex-A、Cortex-R與Cortex-M均有對應(yīng)車用的設(shè)計，自2018年Cortex-A76開始衍生出的Cortex-A76 AE(Automotive Enhanced)，更是為車用量身打造的CPU IP，且能對應(yīng)至7nm制程節(jié)點進行最佳化，目前處于車用認(rèn)證中，是未來非常有競爭力的產(chǎn)品。
ARM看好未來自駕車發(fā)展趨勢，將持續(xù)集中CPU、GPU、ISP的異質(zhì)運算，著重低功耗技術(shù)研發(fā)，并針對車用芯片上的運算單元，包括CPU、GPU、NPU等，依照使用者不同需求進行應(yīng)用場景評估。在Computex 2019展上發(fā)表新一代Cortex-A77，雖在做好最佳的ROI(Return of Investment)前屬于全面性應(yīng)用的通用版本，亦有開發(fā)車用Cortex-A77 AE版本，是ARM專門車用領(lǐng)域AE系列中的第二項產(chǎn)品，目前也處于車用認(rèn)證中，同樣聚焦在自駕車與ADAS部份做功能性開發(fā)。
在芯片制程節(jié)點方面，會持續(xù)對應(yīng)最新制程節(jié)點，但不會將車用做首要產(chǎn)品應(yīng)用，僅先針對制程做最佳化與開發(fā)，待其他數(shù)位消費電子產(chǎn)品做完測試后，才會移做車用市場。因此面對未來汽車電動化需求增加，而持續(xù)推動的車用芯片發(fā)展，ARM在市場需求與技術(shù)發(fā)展上的領(lǐng)先地位將更加穩(wěn)固。
授權(quán)IP使用限制有利于開源的RISC-V架構(gòu)加速發(fā)展
RISC-V是一個基于精簡指令的指令集架構(gòu)(Instruction Set Architecture，ISA)，主要有其授權(quán)開源及可自訂延伸指令2項優(yōu)點而受到關(guān)注。在授權(quán)方面，由于RISC-V是開放性架構(gòu)，沒有產(chǎn)權(quán)知識的限制，對寄望能有自主管理決策的廠商來說，具有其吸引力；另外，可自訂延伸指令集的設(shè)定，可讓使用者配合產(chǎn)品應(yīng)用增加特定功能，助益開發(fā)者在產(chǎn)品競爭力的提升。
RISC-V架構(gòu)IP的主要供應(yīng)商之一，SiFive基于RISC-V架構(gòu)的相關(guān)產(chǎn)品線，可能會將終端應(yīng)用范圍包含MCU的E-Cores作為車用MCU的切入點，對應(yīng)ARM Cortex-R與Cortex-M相關(guān)產(chǎn)品；而致力于推廣RISC-V的臺系廠商晶心科技，過去推出可應(yīng)用在車用ADAS領(lǐng)域的AndesCore D1088-S DSP Extension 32-bit Processor架構(gòu)，由于其與RSIC-V相似，相信對日后開發(fā)RISC-V的相關(guān)車用產(chǎn)品幫助不少。
然而對車用處理器來說，RISC-V發(fā)展或?qū)⒚媾R些許挑戰(zhàn)。首先在車用認(rèn)證方面，由于車用產(chǎn)品在環(huán)境溫濕度、使用年限、可容忍故障率與供貨年限的考量上，對比工業(yè)用或數(shù)位消費電子產(chǎn)品嚴(yán)格許多，要求高且認(rèn)證時間長，加上整車廠和Tier 1廠商與既有供應(yīng)鏈合作已行之有年，起步較晚的RISC-V架構(gòu)要搶占市場份額較有難度。
另外，在自訂指令集方面，自由度高的設(shè)定可能帶來IP版本差異化，日后版本更新或系統(tǒng)兼容性方面不易整合為固定標(biāo)準(zhǔn)，也可能成為RISC-V在車應(yīng)用發(fā)展的影響因子。
整體而言，RISC-V在車用領(lǐng)域的開發(fā)尚屬起步階段，發(fā)展速度目前比不上主流IP廠商，但從市場競爭的公平性來看確實有其必要性，待車用認(rèn)證與相關(guān)規(guī)格制定完成，或?qū)⒂胁诲e的表現(xiàn)，未來發(fā)展仍需持續(xù)關(guān)注。