電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）近日，中國工程院院士、中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員倪光南一番話再一次引起了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)熱議，他表示，RISC-V能很好地滿足“需求定義軟件、軟件定義硬件”的時(shí)代需求，是智能網(wǎng)聯(lián)車芯片的理想選擇。

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局來看，RISC-V在汽車產(chǎn)業(yè)確實(shí)有巨大的發(fā)展機(jī)遇，其開源和模塊化特性如果加以合理引導(dǎo)，能夠更好地順應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展大趨勢(shì)。不過，同時(shí)我們也要考慮到汽車產(chǎn)業(yè)自身因素，以及車規(guī)級(jí)芯片更高的門檻。

RISC-V與智能網(wǎng)聯(lián)汽車

在傳統(tǒng)汽車上，汽車芯片大致可分為三大類，分別是功能芯片MCU、功率半導(dǎo)體、傳感器。其中，功能芯片MCU主要負(fù)責(zé)汽車的信息傳遞和數(shù)據(jù)處理，在車身電子系統(tǒng)、車身動(dòng)力系統(tǒng)和娛樂系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)的核心所在。

隨著汽車智能化水平提升，汽車需要面對(duì)的場(chǎng)景，以及汽車產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量發(fā)生了巨大的變化，因此汽車芯片由傳統(tǒng)的三大類變成了最新的五大類，除了功能芯片MCU、功率半導(dǎo)體、傳感器，還增加了AI芯片和存儲(chǔ)器。

而對(duì)于RISC-V而言，其主要的應(yīng)用方向就是MCU和AI芯片。

目前，市面上已經(jīng)出現(xiàn)了基于RISC-V架構(gòu)的MCU芯片，這些芯片如果想要在汽車領(lǐng)域贏得機(jī)會(huì)，過車規(guī)是第一步，打入產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)入前裝市場(chǎng)則是關(guān)鍵的第二步。

當(dāng)然，對(duì)于RISC-V架構(gòu)而言，在MCU方面不一定是以單一產(chǎn)品形態(tài)出現(xiàn)，在異構(gòu)的大趨勢(shì)下，也可以作為芯片內(nèi)部的軟核或者硬核，提升相關(guān)芯片的系統(tǒng)集成度和IO接口豐富度。不過，無論是作為核心還是IP使用，過車規(guī)也是必要的一環(huán)。

倪光南院士提到了“軟件定義硬件”，其實(shí)在汽車行業(yè)還有一個(gè)說話是：軟件定義汽車。隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念興起，軟件的應(yīng)用在汽車行業(yè)越來越普遍，也越來越重要。

軟件定義汽車的本質(zhì)是汽車電子電氣架構(gòu)EEA的大升級(jí)，從傳統(tǒng)的分布式ECU到域控制器，并逐漸向統(tǒng)計(jì)中央集中式處理平臺(tái)過渡，這也就是為什么人們會(huì)說未來汽車越來越像一個(gè)行駛在路上的計(jì)算機(jī)。

在電子電氣架構(gòu)EEA升級(jí)的過程中，如上所述，汽車上面的信息處理芯片也在發(fā)生改變，從過去的MCU變成了計(jì)算能力越來越強(qiáng)大的AI芯片。

當(dāng)實(shí)現(xiàn)中央集中式架構(gòu)后，汽車將進(jìn)入3.0時(shí)代，自動(dòng)駕駛、ADAS、智能座艙以及車聯(lián)網(wǎng)等特性都將成為汽車的核心功能，并且所有的功能都可以通過OTA進(jìn)行升級(jí)。當(dāng)然汽車3.0并不是終極形態(tài)，后面還有汽車4.0，也就是進(jìn)一步強(qiáng)化車聯(lián)網(wǎng)的概念，將軟件放置在云端，進(jìn)一步提升汽車的算力水平。

而如果想要完成汽車3.0和汽車4.0的蛻變，就需要通過軟件對(duì)汽車硬件進(jìn)行抽象，并進(jìn)行軟硬件解耦，這就是軟件定義汽車的核心本質(zhì)，當(dāng)然在此過程也需要加入其他的輔助元素，比如中間件、操作系統(tǒng)與虛擬化。

雖然叫中央集中式架構(gòu)，但并不意味著所用到的汽車AI芯片只有CPU，還有GPU、FPGA、ASIC以及加入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元的N-SOC等，和MCU一樣，這些芯片也不是一定是以單一產(chǎn)品形態(tài)上車，在異構(gòu)計(jì)算的概念下，廠商也在尋求各種融合，以提升硬件的靈活性，更好地適應(yīng)軟件不斷升級(jí)的新生態(tài)。

因此，除了不斷追求大算力以外，軟件定義汽車時(shí)代，汽車AI芯片的一個(gè)必備的特性就是靈活性，以應(yīng)對(duì)汽車上非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的爆發(fā)性增長。

那么，RISC-V架構(gòu)便具有很多突出的優(yōu)勢(shì)來應(yīng)對(duì)軟件定義汽車的復(fù)雜需求。RISC-V是一種開放架構(gòu)，采用寬松的BSD（伯克利軟件套件）開源模式，這種開放性允許它可以自由地被用于任何目的、允許任何人設(shè)計(jì)、制造和銷售基于RISC-V的芯片或軟件。其次，RISC-V指令集非常簡潔，沒有像ARM架構(gòu)和x86架構(gòu)一樣的歷史包袱，可擴(kuò)展性強(qiáng)。此外，RISC-V具有模塊化的優(yōu)勢(shì)，可以以模塊化的方式進(jìn)行組織，能夠更好地勝任軟件定義硬件的高靈活性要求。

當(dāng)然還有一點(diǎn)，也就是倪光南院士提到的，我們需要一個(gè)ARM機(jī)構(gòu)和x86架構(gòu)之外的本土架構(gòu)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是未來芯片發(fā)展重要的終端市場(chǎng)，更需要提前做好規(guī)劃。

RISC-V上車前路漫漫

不過，RISC-V想要在智能網(wǎng)聯(lián)汽車方面做出成績，也有很多明顯的難關(guān)需要跨越。

首先是車規(guī)級(jí)的超長時(shí)間認(rèn)證，一般而言，一款芯片一般需要2 年左右時(shí)間完成車規(guī)級(jí)認(rèn)證，進(jìn)入車企供應(yīng)鏈后一般擁有5-10 年的供貨周期，對(duì)于RISC-V架構(gòu)相關(guān)企業(yè)而言，這一產(chǎn)業(yè)特性非常不友好，但又是必要的。

其次是算力要求，目前RISC-V在核心層面正在沖刺高性能運(yùn)算市場(chǎng)，但尚未形成規(guī)模，和ARM架構(gòu)還是有差距，這也是阻礙RISC-V上車的一個(gè)門檻。

第三個(gè)是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同問題，我們上面提到了軟件定義汽車是需要中間件的，我們看現(xiàn)在有代表性的中間件Autosar，其參與的芯片企業(yè)基本是英飛凌、瑞薩、恩智浦、Arm這些，目前這些公司都沒有意愿讓RISC-V上車，瑞薩的RZ/Five RISC-V MPU的使用范圍也不包括汽車領(lǐng)域。而除了中間件，RISC-V上車還需要實(shí)現(xiàn)接口標(biāo)準(zhǔn)化，適配操作系統(tǒng)等，還需要相關(guān)公司配套軟件和工具。

寫在最后

德勤曾預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2025年基于RISC-V技術(shù)的芯片銷量在汽車領(lǐng)域的可服務(wù)市場(chǎng)（SAM）達(dá)到29億個(gè)。因此，RISC-V上車是有光明的前景的，但德勤也預(yù)測(cè)，RISC-V近10年內(nèi)還難以撼動(dòng)Arm和x86架構(gòu)的地位。那么，在汽車領(lǐng)域，可能這個(gè)周期更長。

當(dāng)然，我們不能從周期長和難度大就否認(rèn)倪光南院士的觀點(diǎn)是錯(cuò)的，這是一個(gè)從零構(gòu)建中國汽車芯片生態(tài)的建議，從當(dāng)前的外部環(huán)境來看，遲早是要做的，但合理規(guī)劃是必要的。