汽車行業(yè)正在經(jīng)歷深刻變革，傳統(tǒng)主機(jī)廠（OEM）面臨現(xiàn)代汽車對(duì)算力需求急劇飆升的挑戰(zhàn)。隨著高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)（IVI）乃至車載人工智能（AI）的普及，汽車正迅速演變?yōu)?“車輪上的數(shù)據(jù)中心”。

為實(shí)現(xiàn)這些先進(jìn)功能并實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)，車企必須加速軟件開發(fā)，并親自參與甚至主導(dǎo)芯片選型或設(shè)計(jì)，確保硬件能夠承載相應(yīng)的計(jì)算負(fù)載。這一趨勢(shì)正重塑汽車價(jià)值鏈，引發(fā)結(jié)構(gòu)性劇變。

汽車產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的變革

當(dāng)車輛逐漸具備數(shù)據(jù)中心屬性時(shí)，對(duì)先進(jìn)芯片的需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，以處理海量車內(nèi)數(shù)據(jù)。臺(tái)積電等領(lǐng)先晶圓代工廠正加速推出符合車規(guī)的制程節(jié)點(diǎn)，以應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，車企自身也在多元化布局，直接投資定制芯片 —— 特斯拉的 FSD 芯片與 Dojo 超級(jí)計(jì)算機(jī)芯片便是典型案例 —— 借此優(yōu)化成本、打造差異化優(yōu)勢(shì)并奪取市場(chǎng)份額。

因此，傳統(tǒng)OEM越來(lái)越傾向于繞過(guò)中間環(huán)節(jié)，直接與晶圓廠、ASIC 設(shè)計(jì)服務(wù)商及軟件供應(yīng)商合作，將供應(yīng)鏈話語(yǔ)權(quán)掌握在自己手中，同時(shí)加快產(chǎn)品迭代速度。對(duì)多數(shù)OEM和零部件供應(yīng)商而言，這無(wú)異于 “告別舊模式”，進(jìn)而引發(fā)汽車價(jià)值鏈的深度重塑。

提升芯片自研能力

在此過(guò)程中，所有OEM都必須思考一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：“我的企業(yè)需要具備何種程度的芯片研發(fā)能力？” 該問(wèn)題的答案，將決定其在 “芯片到系統(tǒng)” 的價(jià)值鏈中可實(shí)現(xiàn)的垂直整合深度。目前尚未實(shí)現(xiàn)垂直整合的 OEM 需明確，是向淺層或部分垂直整合發(fā)展，還是邁向完全垂直整合。這一選擇和OEM需投入的資源規(guī)模強(qiáng)相關(guān) —— 完全垂直整合雖需承擔(dān)最高的一次性工程（NRE）成本與精力，卻也能帶來(lái)最顯著的差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

要成功實(shí)現(xiàn) “芯片到系統(tǒng)” 的垂直整合，OEM需在四個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域構(gòu)建核心能力：

• 硬件：具備從電子電氣（E/E）架構(gòu)、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)到最終芯片選型的全流程把控能力；
• 軟件：擁有基礎(chǔ)軟件與應(yīng)用層軟件的開發(fā)、驗(yàn)證全鏈條能力；
• 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)：通過(guò)協(xié)同開發(fā)縮短研發(fā)周期，同時(shí)實(shí)現(xiàn)成本與性能的雙重優(yōu)化；
• 車載終端反饋閉環(huán)：通過(guò)對(duì)量產(chǎn)車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保障芯片組件的可靠性、可用性與可維護(hù)性（RAS）。

作為半導(dǎo)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域的先驅(qū)及長(zhǎng)期推動(dòng)汽車創(chuàng)新的技術(shù)伙伴，新思科技（Synopsys）具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，能為 OEM 提供專業(yè)咨詢，助力其管控 “芯片到系統(tǒng)” 價(jià)值鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)。

軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)開發(fā)模式中，汽車 OEM 以 “硬件為中心、各模塊孤立” 的方式研發(fā)車輛。每新增一項(xiàng)電子功能，便需對(duì)應(yīng)增加一個(gè)電子控制單元（ECU），且該單元內(nèi)捆綁著專用硬件與嵌入式軟件。隨著車輛電子功能數(shù)量持續(xù)增加，每輛車搭載的 ECU 數(shù)量也隨之攀升 —— 如今一輛車的 ECU 數(shù)量少則幾十個(gè)，多則超過(guò) 100 個(gè)，且這些單元多采購(gòu)自不同供應(yīng)商。

這種模式不僅導(dǎo)致架構(gòu)復(fù)雜性大幅提升，還限制了系統(tǒng)靈活性。由于軟件與特定硬件深度耦合，2 至 5 年的漫長(zhǎng)設(shè)計(jì)周期成為行業(yè)常態(tài)；且因需求需在設(shè)計(jì)初期明確界定，設(shè)計(jì)周期內(nèi)幾乎沒(méi)有迭代或更新的空間。

軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)正是為解決這些痛點(diǎn)而生。通過(guò)同步規(guī)劃軟件與硬件需求，OEM 既能確保硬件更好適配軟件需求，也能讓軟件最大限度發(fā)揮硬件性能。然而，從傳統(tǒng)的 “硬件為中心、孤立設(shè)計(jì)” 模式轉(zhuǎn)向軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)并非易事，OEM 需應(yīng)對(duì)多方面挑戰(zhàn)：

挑戰(zhàn)一：為未來(lái)的電子電氣架構(gòu)選擇芯片

過(guò)去 30 余年中，多個(gè)行業(yè)已進(jìn)入 “臨界點(diǎn)”—— 通過(guò)定制化芯片重構(gòu)價(jià)值鏈變得極為重要，甚至不可或缺。如今，汽車行業(yè)在設(shè)計(jì)下一代電子電氣架構(gòu)時(shí)，也正面臨類似的臨界點(diǎn)。

OEM 當(dāng)前需明確，是采用現(xiàn)成的系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC），還是自行設(shè)計(jì)定制 SoC，或者是采用 “現(xiàn)成 + 定制” 的混合模式為車輛提供算力支持。這一決策需結(jié)合具體場(chǎng)景逐一評(píng)估，仔細(xì)權(quán)衡優(yōu)先級(jí)、取舍關(guān)系及各類變量。

對(duì)于選擇自行設(shè)計(jì)定制 SoC 的 OEM 而言，芯片的安全性、可靠性、質(zhì)量、安全防護(hù)能力及 PPA（功耗、性能、面積）指標(biāo)均需由其自主承擔(dān)。其中，PPA 是關(guān)鍵考量因素 —— 尤其在電動(dòng)汽車（EV）設(shè)計(jì)中，高功耗器件可能直接影響車輛續(xù)航里程。

挑戰(zhàn)二：選擇最優(yōu) AI 解決方案

眾多 OEM 已開始評(píng)估車載 AI 解決方案。多數(shù)企業(yè)認(rèn)識(shí)到，AI 是未來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化的核心要素，因此希望提前了解市場(chǎng)上可用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPU）類型及性能，進(jìn)而決定是外購(gòu)還是自研AI 解決方案。

挑戰(zhàn)三：優(yōu)化現(xiàn)有電子電氣架構(gòu)的軟件

盡管軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的重點(diǎn)多聚焦于未來(lái)系統(tǒng)，但 OEM 也需兼顧已量產(chǎn)車型，包括在現(xiàn)有架構(gòu)算力有限的前提下，提升車輛功能甚至新增特性。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，有時(shí)可通過(guò)以下方式：將軟件工作負(fù)載（或部分負(fù)載）從車輛內(nèi)的一個(gè) ECU 遷移至另一個(gè)，或把衛(wèi)星單元的任務(wù)轉(zhuǎn)移至算力更強(qiáng)的 ECU。

持續(xù)開發(fā)、集成與驗(yàn)證

當(dāng)前，汽車行業(yè)仍普遍采用 “大爆炸集成” 模式 —— 即大部分軟件缺陷需等到物理樣車制造完成后才能被發(fā)現(xiàn)。這種傳統(tǒng)開發(fā)方式不僅導(dǎo)致高昂的延誤成本，還產(chǎn)生難以承受的研發(fā)開支。在動(dòng)態(tài)變化的當(dāng)下，靜態(tài)開發(fā)模式已不再適用，未來(lái)必須轉(zhuǎn)向 “持續(xù)開發(fā)、持續(xù)集成、持續(xù)驗(yàn)證” 的新模式。

從高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)、車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)到動(dòng)力總成系統(tǒng)，各開發(fā)團(tuán)隊(duì)均在尋求更高效的開發(fā)方法，以更快進(jìn)入驗(yàn)證階段、測(cè)試更多軟件版本并交付更高品質(zhì)的軟件。OEM 主要在以下幾方面尋求突破：

更早啟動(dòng)軟件開發(fā)：過(guò)去，大量軟件開發(fā)工作依賴物理硬件樣機(jī)的可用性；而通過(guò)虛擬原型設(shè)計(jì)與驗(yàn)證技術(shù)，可顯著降低對(duì)物理硬件的依賴，使關(guān)鍵軟件開發(fā)工作提前啟動(dòng)。借助合適的工具，開發(fā)團(tuán)隊(duì)能仿真電子元器件與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在物理硬件或測(cè)試臺(tái)架尚未就緒時(shí)，便可開展 ECU 軟件、嵌入式控制系統(tǒng)等的測(cè)試工作。

以軟件在環(huán)（SiL）替代硬件在環(huán)（HiL）測(cè)試：傳統(tǒng)測(cè)試依賴HiL模式，即使用真實(shí)物理組件進(jìn)行測(cè)試。然而，HiL 測(cè)試設(shè)備成本高昂且常處于供應(yīng)短缺狀態(tài)，尤其在研發(fā)關(guān)鍵階段，易成為測(cè)試與驗(yàn)證流程的瓶頸。

采用SiL系統(tǒng)替代 HiL 系統(tǒng)具有顯著優(yōu)勢(shì)，如SiL 測(cè)試能更早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)缺陷與錯(cuò)誤，不僅有助于加快問(wèn)題修復(fù)速度，還能有效縮短開發(fā)周期、降低研發(fā)成本。

用云端 SiL 減少對(duì)區(qū)域原型的需求：多數(shù) OEM 為滿足不同地區(qū)的法規(guī)與市場(chǎng)需求，需維護(hù)大量區(qū)域性軟件版本。過(guò)去，這些區(qū)域版本的測(cè)試同樣依賴 HiL 系統(tǒng)；而通過(guò)“HiL轉(zhuǎn)向SiL+SiL測(cè)試遷移至云端”的模式，各區(qū)域研發(fā)中心可并行開展開發(fā)與測(cè)試工作，既能消除流程瓶頸，又能顯著降低測(cè)試成本與樣機(jī)需求。

芯片生命周期管理

當(dāng)汽車 OEM 將芯片主導(dǎo)權(quán)掌握在自己手中時(shí)，也必須更加重視芯片的可靠性，確保選定芯片在實(shí)際運(yùn)行中能按預(yù)期正常工作。

這正是芯片生命周期管理（Silicon Lifecycle Management, SLM）的核心價(jià)值所在。SLM 可實(shí)時(shí)監(jiān)控芯片在車輛實(shí)際使用中的運(yùn)行狀態(tài)，確保其性能符合預(yù)期；制造商可通過(guò) SLM 進(jìn)行固件更新識(shí)別并修復(fù)芯片中的輕微問(wèn)題，同時(shí) SLM 還能為開發(fā)流程提供反饋通道，使下一代芯片設(shè)計(jì)可基于實(shí)際使用數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

新思科技助力汽車價(jià)值鏈重塑

新思科技深耕汽車行業(yè) 20 余年，憑借在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域積累的深厚專業(yè)能力，助力應(yīng)對(duì)現(xiàn)代車輛的復(fù)雜性挑戰(zhàn)，現(xiàn)已成為汽車 OEM 及供應(yīng)商的核心合作伙伴 —— 既能協(xié)助 OEM 在芯片選型、設(shè)計(jì)及垂直整合等關(guān)鍵決策上做出合理選擇；又能在決策確定后，通過(guò)自身方案助力 OEM 加速創(chuàng)新、降低風(fēng)險(xiǎn)，確保項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn)。

軟硬件選擇支持：新思科技可幫助 OEM 評(píng)估并選擇最適配其電子電氣架構(gòu)及其他特定需求的硬件與軟件方案，覆蓋 “現(xiàn)成商用產(chǎn)品 - 定制化芯片解決方案 - 人工智能技術(shù)” 全范圍；同時(shí)，還能協(xié)助 OEM 提升自身芯片技術(shù)能力，并指導(dǎo)其實(shí)現(xiàn)與戰(zhàn)略目標(biāo)匹配的垂直整合程度。

軟件開發(fā)、測(cè)試與驗(yàn)證：新思科技提供一整套軟件開發(fā)、測(cè)試與驗(yàn)證工具，可顯著降低對(duì)物理原型及HiL的依賴，既能加快軟件交付進(jìn)度，又能提升軟件質(zhì)量。

芯片生命周期管理：新思科技的集成化芯片生命周期管理（SLM）解決方案，可在芯片設(shè)備生命周期的各個(gè)階段，持續(xù)優(yōu)化其健康狀態(tài)與運(yùn)行性能指標(biāo)。