在數字化重塑的浪潮下，一場深刻的汽車電子電氣（E/E）構架變革正在醞釀，汽車行業正在沿著當年PC和手機行業走過的路邁向智能時代。這背後將折射出怎樣的技術挑戰、行業變局與應對措施？只有把視野放在在機器人時代宏大的敘事背景下，我們才能看到這場智能汽車電子構架變革之於時代的全部意義。看到趨勢並不難，難的是自我革命，誰能更堅決地擁抱這一趨勢，誰就能贏得汽車行業百年鉅變的競爭。
本文為地平線市場拓展與戰略規劃副總裁李星宇在雷鋒網大咖live上的演講，智車科技整理，內容有改動。李星宇，地平線市場拓展與戰略規劃副總裁，自動駕駛行業專家，前飛思卡爾應用處理器汽車業務高級市場經理、原士蘭微電子安全技術專家，16年半導體行業經驗。
以下是本文幾個關鍵結論：
1. 智能汽車將將成為一部移動的超級計算機兼數據中心，是IT史上最複雜的單一產品，將誕生新的Wintel。
2. 新的E/E構架商業化落地時間大約在2025年。
3. 組織變革是OEM在這場技術革命中面臨的最大挑戰。
4. 智能汽車作為移動自主機器的第一形態，將撬動比自身市場大得多的商業價值。
5. E/E構架變革四大趨勢：計算集中化、軟硬件解耦、平臺標準化以及功能定製化。
6. 新的E/E構架將基於中央計算機-層-區的概念構建，體現服務導向構架（SOA）的理念。
7. 新的E/E構架將使OEM在與領先的Tier1的博弈中重新贏得主動權。
8. AI邊緣計算芯片是技術制高點，需要越過成本、功耗和性能的臨界點。
智能汽車E/E構架所面臨的挑戰與發展趨勢
在整個汽車智能化浪潮下，汽車電子軟件開發量增長驚人，目前先進的智能汽車的代碼量達到了2億行，已經超越了IT史上任何一件產品，預計未來L5自動駕駛軟件代碼量將突破10億行。汽車電子軟件爆炸式增長，對電子電氣構架帶來了巨大的挑戰。
90年代初，一輛汽車上平均MCU個數不足10個，而現在一輛車的MCU超過了100個，高端汽車的MCU甚至達到了300個。MCU數量迅速增長下，會帶來很多問題。智能汽車ADAS功能越來越複雜，ECU性能面臨瓶頸。封閉式的網絡成為傳感器數據傳輸天然的障礙，ECU功能協同困難，系統互斥的情況。
博世、德爾福等領先的Tier1提出“域控制器”的概念，對ECU框架進行優化，根據汽車電子部件功能將整車劃分為動力總成，車輛安全，車身電子，智能座艙和智能駕駛等幾個域，利用處理能力更強的多核CPU/GPU芯片相對集中的去控制每個域，以取代目前的分佈式汽車電子電氣架構（EEA）。
今天，E/E構架設計面臨四大挑戰：功能安全、實時性、帶寬瓶頸、算力黑洞。智能汽車E/E構架正從分佈式走向集中式；其終極形態將是超級中央計算機，這其中包括四個關鍵趨勢：計算集中化、軟硬件解耦、平臺標準化以及功能定製化。
智能汽車電子電氣構架發展趨勢
1.計算集中化：服務導向的系統構架（SOA）將成為主流，為軟件提供高性能實時計算平臺，在這樣一個大的理念下，將催生真正的汽車大腦：超級中央計算機。並與MEC（多接入邊緣計算）以及雲計算組成協同式解決方案，避免車端算力需求無限增長。
伴隨著計算集中化，產生了一個新的概念：區控制(zonecontrol)，與目前流行的域控制器概念有本質不同。拿軍事打個比方，域概念就像是按照職能劃分海陸空三軍（電源域、底盤域、娛樂域、安全域），並且有獨立的作戰權，但不能彼此共享資源，而區概念則是按照戰區進行組織劃分，與中央計算機形成了聯合作戰司令部+戰區的概念，協同性和執行效率將得到質的飛躍。
豐田提出“區概念”（Central& Zone）方案，通過ECU集成降低成本，具有空間優勢、輕量化、車型覆蓋多、可擴展性特點，其目標是設計簡單的軟件插件和實現物理層變化的本地化。
2.軟硬件解耦：SOA構架還將產生硬件抽象層（HAL）的概念，硬件不再被某個功能獨享，例如，一顆前視攝像頭過去可能被AEB/ACC系統獨佔，但現在，任何車載功能都能調用這顆攝像頭，這意味著一個獨立的感知層會出現，成為一種公用資源。
今天，功能安全是智能汽車面臨的最大挑戰之一，如果按照分佈式的構架，為每個功能增加獨立的安全冗餘硬件，簡直就是一場成本災難，但基於新設計構架，可以將所有的硬件資源與應用打通，將有更多的安全路由選擇，為功能安全以經濟成本實現開闢一條新的道路。
在供應鏈管理方面，因為每種資源都有很多獨立供應商，OEM將有更多的選擇，而不像選擇域控制器供應商那樣打包購買,讓OEM跟領先的Tier1的博弈之間重新贏得主動權。
3.平臺標準化：在未來，OEM可能只會開發一個電動汽車平臺，覆蓋低端車型、中端和高端車型。主機廠將打造自己的硬件平臺，並滿足三個原則：通用性、標準化以及互操作性，它使得智能汽車行業的協同進化變得更加高效。
更重要的原因來自商業考慮：錢！開發這樣的智能平臺可能需要編寫超過3億行代碼，比Windows操作系統要高一個數量級，開發並維護多個平臺在經濟上不可行。
大眾和福特已經在電動汽車領域共享MEB平臺，以降低開發成本。近日，戴姆勒與寶馬宣佈合作，共同開發自動駕駛技術，以降低開發成本，並建立自動駕駛標準。
隨著這一趨勢深入發展，很可能會出現類似PC行業的Wintel平臺，進而形成一個面向智能汽車的生態系統，這一通用平臺將被大多數OEM採用，正如我們在PC和手機行業看到的那樣。
4.功能定製化：智能化是未來品牌差異化的核心要素，主要是通過增加軟件功能來實現。在未來，OEM交付的汽車將不是一個功能固化的產品，而是一個持續進化的機器人，Tesla最近通過OTA升級發佈的“哨兵模式”和“狗狗模式”非常生動地體現了這一點。
未來的智能汽車將有一個開放的應用平臺
幾乎可以肯定的是，智能汽車是IT史上軟硬件開發量最大的單一產品，將引領IT工業邁入億級代碼+千T級算力的時代。
智能汽車所需要的軟件代碼量遠超IT史上任何一個產品
領先者的實踐案例：特斯拉、安波福、通用等
預測未來的最好方法就是去創造它，特斯拉、安波福、GM以及寶馬等是這場變革的先行者。
根據安波福的規劃，這種轉變是分階段進行的。2022年將會推出一個混合構架，把PDC（電源數據中心）整合到傳統的車載E/E構架中。到2025年，將實現開放式中央計算機的構架。
安波福的中央計算構架定義
最激進的車廠非特斯拉莫屬，在Model 3的E/E構架中，域控制器的概念被區控制替代，整個構架僅由三大模塊構成。
博世的漸進式路線從域的集中化開始演進，終極目標一樣是車載中央計算機。
博世的漸進式路線
寶馬在E/E構架方面的變化清晰地折射出計算集中化的趨勢。
寶馬規劃的下一代E/E構架
根據麥肯錫的預測，未來汽車品牌差異化要素主要體現在信息娛樂功能、自動駕駛能力以及功能安全方面。而寶馬也同樣認為下一代E/E架構越往上層，差異化潛力越大。因此，未來軟件將是差異化競爭的核心。車廠可以通過軟件提供差異化體驗，而這些軟件應用可以來自第三方開發，比如智能交互、語音等。汽車電子軟件的開發與發佈模式，與現在的移動設備APP有高度類同，漸漸地從封閉開發走向生態協同進化。
智能化重塑挑戰
對於OEM來說，這是一次徹底的顛覆，將帶來四個方面的巨大變化：組織、人才、供應鏈和核心技術。
組織變革最具挑戰性，將所有汽車功能域進行集成對組織機構的衝擊空前；從根本上重塑主機廠的組織構架，從面向功能的組織轉向平臺型開發組織。
重新定義智能化時代的核心技術：計算平臺、操作系統和應用軟件。Tesla的核心技術佈局是芯片和軟件，可謂切中要害。
從技術角度看，最大的挑戰來自AI邊緣計算。
在過去的數年裡，我們看到自動駕駛的等級每提高一級，AI算力差不多要提升一個數量級。如果要實現全自動駕駛，我們需要1000TOPS量級的算力，這已經達到人腦的算力。
結語
目標往往是清晰的，但通往目標的路徑卻大相徑庭，無論是IT新貴，還是汽車行業老兵，大家都是基於自己的優勢積累，從不同的坡，爬同一座山。在這個過程中，對於產品路線圖、性能、安全性和成本的拿捏，各家都不盡相同，很難講哪條路更好，所以無論是大陸和博世的漸進式域融合（domain fusion）路徑，還是特斯拉和安波福更激進的實踐，都是面向未來的探索，都值得尊重。
從PC到手機，再到機器人，每一代智能設備相比前代，都是十倍體量的增長。智能汽車作為移動自主機器的第一形態，是機器人時代當之無愧的殺手級應用，更是技術旗艦，將催生無數種的移動機器人。正如蒸汽機開啟了工業革命時代，手機行業引領了整個移動設備時代一樣，智能汽車最終將撬動比自身市場大得多的商業價值。
【歡迎大家提供行業新聞熱點，商業合作請聯繫：18562613430】
