分层架构是什么?为什么这是颠覆汽车供应链吗?

在过去几年中,车辆如何组合在一起的基本结构有了很大的变化,这也导致改变汽车供应链是如何放在一起,太。

传统ECU-based建筑和汽车供应链

从历史上看,汽车已经放在一起像左边的图片在上面的图。车辆可能有多达100 +电子控制单元ecu。如果你不了解汽车行业除了开自己的车,你可能认为,这是汽车制造商(福特),设计并建造了ecu。汽车有很多自己的术语,和汽车制造商被称为oem,原始设备制造商。但这并不是该行业如何运作。ecu(,在车辆仍在使用这种方法)设计的下一个级别在汽车供应链层次,已知为一级。

一级是博世等公司或日本电装专攻创建ecu。显然有一些规模经济的可能性因为不同厂商可能会使用相同的ECU。没有很多分化间歇挡风玻璃雨刷是如何实现的,所以没有理由福特比通用汽车(General Motors)使用不同的ECU。另外,即使对于ABS等更复杂的ecu,防抱死制动系统,最重要的是他们正常工作,而不是工作不同。现代发明的ABS系统实际上是菲亚特(不是第一个公司你已经猜到了,我确信)谁把专利卖给博世命名为ABS和销售oem厂商,开始在高端(奔驰、宝马),逐步把它主流的今天,大多数(?)汽车ABS。直到最近,一级像博世不会设计任何自己的芯片,他们只会购买从二级微控制器,主要是半导体公司如NXP、英飞凌、瑞萨。

导致产业结构如上图所示。OEM(奔驰)将购买从一级(博世),ecu,谁会购买零件,如从二级(比如英飞凌)微控制器。OEM只是组装汽车,通常,建造自己的内燃机,称为冰。更多细节,看到我的帖子汽车Elektronik宁在2018和汽车Elektronik宁在2022文章中的图片就起源于它。

分层体系结构

这种方法有很多问题。随着越来越多的电子产品被添加到车辆,ecu的数量大得离谱,线束连接一切得重(在许多情况下超过100磅)。但是,从OEM的角度来看,最大的问题是,随着越来越多的“外观和感觉”的电子产品,OEM厂商没有控制经验的司机和乘客们在自己的汽车。的变化对更多的电子产品在汽车有点OEM本身的手中,由两个主要的趋势目前在汽车行业:

• 开关电动汽车,汽车或电动车,作为投资组合的一部分
• 越来越需要先进的驾驶员辅助系统,或者ADAS,走向自治的圣杯(无人驾驶车辆)

在实践中,这意味着大部分车辆的经验从所有这些ecu软件。当100年汽车ecu,其中大部分是大部分时间处于空闲状态(通常你不调整你的座位)。等一些ecu,当然,那些控制安全气囊,你非常高兴如果闲置(但活跃)车辆的整个一生。但是如果汽车是主要的经验在软件(“软件定义车辆”的副标题是去年的汽车Elektronik在AEK)的oem厂商需要开发自己的软件。或者是保时捷的首席执行官指出在2022年AEK:

大多数保时捷司机使用iphone。所以最大的问题是如何使无缝连接没有将保时捷的经验完全移交给苹果。

这也需要改变硬件的车辆从数以百计的ecu。这被称为带状结构和上图右边的图像。

ADAS和自治,需要处理视频、雷达和激光雷达(如果你不是特斯拉),需要更多的计算机能力。这是另一个大的变化。从历史上看,汽车半导体集成电路是建于10岁的过程,因为他们是低档次,经常模拟,最大的要求是可靠性。毕竟,如果你的手机故障,你可以重新启动它,再加上你可能会在三到四年最大丢弃它。一辆汽车的故障可以危及生命,即使你可能卖你的车几年后,它将保持在路上20年或以上。显然,芯片需要持续汽车的生命周期。

因此,汽车半导体,至少对于ADAS /自主车辆的一部分,从古代成熟过程更现代的过程如16 nm, 7海里,(即将到来的)3海里。这些仍然是“汽车”流程,扩展温度范围和广泛的资格数据,不一样的过程用于处理器在智能手机中的应用。但它们先进的过程需要先进的设计方法。非常不同的设计一个可靠的SoC 7海里(所有的功能安全的东西),比把一个65纳米标准产品单片机在小板。

产业结构

这导致了汽车行业供应链的不同结构,或与其他公司合作,可能不严格是汽车工业的一部分,比如云数据中心公司或智能手机公司(苹果CarPlay和Android汽车)。一些公司仍然配合一级,oem和一级之间的紧张关系,谁会提供关键部件和软件。oem与二级也合作,特别是半导体公司。事实上,一些oem(特斯拉)正在设计自己的芯片,是一些一级(博世、巡航)。

无线更新

另一个大的变化在汽车行业,一旦你有很多软件,是更新软件的要求在必要的时候,就像几乎无缝地在你的智能手机或笔记本电脑。有一定缺陷。从历史上看,汽车在100 ecu软件时代从未更新车辆后第一次发货(SOP,或开始生产)。在这,看到我的帖子汽车软件开发与SOP结束使用。

但是软件定义的汽车需要处理软件更新,并且非常最好是不需要去经销商re-flash一些代码内存。标准的无线更新,或在线旅行社(如你的智能手机,尽管我们通常不使用这个术语)。这差不多需要一个带状结构与几个处理器(最好是只有一个)。没有办法,100年是有意义的构建ecu能够处理更新。最关键的地址更新安全,安全,和司机的经验。

总结

有两个层次的改变我们现在的:

• 更改区域架构,高性能的先进工艺芯片,无线更新,等等
• 改变产业结构,这样oem厂商保持分化他们的车辆和驾驶体验的控制权

oem(汽车公司)需要控制整个堆栈的功能,而不是依靠一级和二级公司确定产品的经验和分化。