导读：“全系标配8155芯片！”“免费升级8155！”继宁德时代的电芯后，高通的8155芯片，已经成为车型宣传的新亮点，似乎没有8155，不足以谈智能座舱。
目前看，主要新势力企业——蔚来、小鹏、理想、哪吒、威马、零跑，传统车企——长城、吉利、上汽、广汽、岚图、长安等车企，都已搭载高通车规级芯片——SA 8155P。不用8155芯片，是有翻车先例的，长城吃过亏，极氪吃过亏。究其原因，无非8155是目前量产车规级车机芯片中性能最好的。但是，不用高通8155芯片，也可以卖得很好。特斯拉不用8155，比亚迪也不用8155，但也没耽误卖车，它们两家还是全球新能源汽车销量的老大和老二。特斯拉采用AMD的x86芯片，比亚迪采用高通骁龙芯片，都不是专门为汽车设计的车规级芯片，销量这么大，问题也没有预想的多。那么，8155是不是必需的？车规级是不是必需的？
一、8155虽好，但算力落后
高通8155在ARM指令集的车机芯片里是算力最强的芯片之一。7nm工艺打造、8个计算核心、最高频率2.84GHz是高通8155芯片的基础实力，能带来105K DIMPS的CPU算力，1142 GFLOPS的GPU算力，分别是上代820A处理器性能的2倍和4倍。此外，8155芯片还新加入NPU神经网络计算单元，最高能带来的8TOPS的AI算力。功能上，最多支持6个摄像头，可以连接4块2K屏幕或者3块4K屏幕，并且还支持WiFi6、 5G、蓝牙5.0。这意味着车企可以在车内放置更多的屏幕，布置更多的摄像头，带来更快的网速。不过，虽然高通8155是车规级车机芯片的“天花板”，但在消费电子领域只是入门级。8155是4年前智能手机平台上骁龙855芯片的“魔改”版。8155针对汽车使用场景，降低了CPU的频率，提高了GPU和NPU的频率，进一步强化视频、图像等数据的处理能力。根据今年8月份最新的手机CPU性能天梯图上，骁龙855芯片也只能排到中等水平。
与特斯拉搭载的AMD Ryzen芯片也是差距颇远。特斯拉采用的非车规级芯片，AMD Ryzen综合性能要远远领先于高通的8155。这颗芯片来自于桌面级芯片，即台式电脑、服务器或者工作站上用的芯片。它采用AMD Zen+架构设计，12nm制程工艺，CPU采用4核8线程，而GPU还带有独立的8GB显存。按照官方说法，这块芯片CPU性能是8155两倍，GPU是8155的1.5倍。可以看到，从芯片性能上来看，高通8155不是最好的。高通8155既然不是最快、最新的计算芯片，为什么车企还要选择它呢？原因就是——车规级。
二、车规级芯片更靠谱，但非必需
车规级芯片通常指AEC-Q测试认证的芯片，是汽车业通行标准。通过AEC-Q测试认证，就像是拿到一份“大学文凭”，是一般配件商进入车企配套的门槛。但是AEC-Q不是强制性认证，车企认不认，“各凭心意”。例如特斯拉、比亚迪就对AEC-Q测试并不苛求。不过作为基本门槛，在沟通过程中，我们可以感受到供应商对这个标准的看中。从事芯片研发的芯驰科技和杰发科技，就非常看中这一标准。尤其芯驰科技将功能安全一并纳入其中。芯驰科技功能安全经理魏斌认为，要将AEC-Q100和ISO 26262一并考虑才是最严谨的。
魏斌表示，AEC-Q100作为可靠性测试标准，是芯片上车的最基本要求。功能安全的等级确定要结合应用场景通过HARA分析（危害分析与风险评估）导出安全目标，进而得到ASIL等级。
“对于座舱来说，一般是ASIL B的要求，因为座舱芯片最重要的功能之一是仪表显示，仪表汇集了车内各个系统的报警信息，直接关乎人的生命安全。”魏斌说，“手机死机重启一下问题不大，但如果在高速公路上汽车仪表突然黑屏影响就很大了。”
杰发科技产品市场总监李清庐持类似观点，他认为，AEC-Q100是公认的车规元器件的通用测试标准，通过AEC-Q100是进入汽车领域的必经之路，杰发科技研发设计的芯片，均满足AEC-Q100认证。
既然关乎可靠性和安全，这套车规级的标准涵盖的测试非常多。李清庐告诉《电动汽车观察家》，包含晶圆可靠性测试、电气特性测试、封装瑕疵测试等等，一共有七大类40多项的测试标准。不过，在某智能网联汽车头部供应商相关技术负责人张先生看来，AEC-Q100测试是相对较低的标准，基本可算作是60分及格，大车企自己的测试标准远高于行业标准。既然车企有自己的标准，行业标准也不强制，有车企绕过去也并不稀奇。耳听为虚，眼见为实。为了验证比亚迪车机芯片，《电动汽车观察家》特意购买了比亚迪唐DM2021款的原装车机控制器进行拆解，发现其确实采用的是高通骁龙625——一款消费级芯片。
比亚迪使用的高通骁龙625芯片
比亚迪的车机主计算芯片虽然是消费级，但比亚迪为车机系统单独布置了一颗安全芯片，以保证车机系统功能安全。
安全芯片
《电动汽车观察家》查阅这颗安全芯片厂家的官网发现，该芯片的作用就是保证车机系统在功能上的安全性，用于确保智能网联汽车远程控制、智能驾驶的安全。这说明，即使采用消费级芯片作为主计算芯片，也是有方法从系统层面对整体车机系统进行更高维度的安全保障的。在张先生看来，在系统层面确实能做到一定弥补，例如加强对高温、高寒情况下的保护设计，通过散热设计、对元器件进行特殊制程设计等，也能提升系统的可靠性、稳定性和耐久性。消费级芯片用在车机系统上，最终还是要看整个车机系统出故障的概率。如果采用消费级芯片的车机系统故障率能降到和车规级芯片系统一样，那么影响也不大。因为即使出现问题，也就是导航不能使用或者显示屏死机，并不会直接影响到驾驶安全。可见，车规级车机主算芯片是更靠谱的选择，但绝非必需的选择。各个车企之所以宣传8155芯片，多是商业角度的考量，有和高通商业互捧的意味。部分车企之所以不采用车规级车机主算芯片，或许与测试时间和成本有直接关系。李清庐告诉《电动汽车观察家》，芯片要通过车规级测试，时间成本着实不低。最快最顺利也要3个月，时间跨度超过一年也很常见。车规芯片的原材料、IP、封装测试相对于消费类芯片来说也更贵。魏斌以封装测试举例，由于车规特有的三温等极限场景的测试，光测试费用就是消费类芯片的5倍左右。车规芯片在安全、可靠和长效方面的要求远高于消费级芯片。魏斌表示，高温和低温这两个环境极为严苛，设计上要比消费类电子做更多的考量，还有为了实现功能安全要求，芯片设计时会考虑各种安全机制，这会带来芯片面积增加，从而带来芯片显性成本的增加。此外，还有功能安全人员培训、流程搭建以及产品认证等费用带来的隐形成本。
李清庐也举了两个例子，例如在热仿真85度环境温度下，如果要保证芯片正常工作，就需要采用更贵或散热性更好的材质，成本又要上升。以模拟老化测试为例，车规的模拟老化通常要10-15年。
从一些数据上看，车规级芯片比消费级芯片成本高出20%-30%是正常情况。当然，这和企业需求量也息息相关。
三、服务器芯片上车或是新趋势
车规级芯片的弊病，是迭代速度太慢。目前智能座舱领域，各家车企依然是在拼大屏，拼UI交互，还没有广泛进入到更高阶的AR加护或3D立体交互阶段，但这一定是未来的发展方向，蔚来、理想在2022年上的新车ET7和L9已经搭载相关功能。蔚来ET7，将支持AR体验交互，其核心是摄像头传感器。理想L9则装配3D ToF传感器来感知人体的运动姿态。传感器越多，对算力的需求越大。因此，蔚来直接把英伟达Orin芯片用于AR功能；理想在L9上布置了2颗高通8155车机芯片。两家都是为了满足智能座舱软件的算力需求。在智能座舱软件的算力需求暴涨的情况下，更多车企开始考虑在智能座舱领域采用更高算力的芯片。8月5日，AMD宣布与智能汽车产业公司ECARX亿咖通科技达成合作，后者将使用AMD锐龙系列处理器以及RX 6000显卡打造数字驾驶舱。AMD和高通的差别在于芯片核心架构的差异。高通采用的是ARM架构，主要用于手机芯片领域，而英特尔和AMD的x86架构主要用于PC领域。x86架构下的CPU在运算的需求量上很大，因此算力超强，核心频率相对较高，对散热有较高要求。ARM架构下CPU相对来说在性能上没有那么出色，核心频率比较低，但胜在体积小，仅仅是x86架构下CPU的1%，而且可以和GPU组成一起，变成SoC塞到手机里使用。张先生认为，随着车辆智能化的不断提升，来自消费电子领域的主算芯片可能已经支持不了车机智能化的发展。特斯拉用AMD是因为它的服务器能力强，汽车已经超越手机成为一个智能化的最佳载体了，它对运算和电力的消费能力会更高。因为车上有空间、大电池，特别对电动车而言，还有对这种算力的需求，所以未来车机的芯片应该是从服务器搬，而不是从手机搬了。
四、车规级是大趋势
回顾汽车座舱的演变可以发现一个趋势，功能从分散走到集中，控制从独立走到整合。上世纪，博世联合英特尔开发CAN总线系统，用于车内ECU数据通信。此后，车载嵌入式电子产品种类逐渐丰富，车载操作系统得到应用。2001年，宝马引入中央显示屏，标志着液晶屏正式进入汽车座舱；2018年，伟世通在CES上发布智能座舱系统SmartCore，代表主流域控制器方案开始向市场推广；2020年，智能座舱方案陆续面市，主机厂、供应商及科技互联网公司纷纷进军智能座舱领域。从产品形态上来看，中控和仪表实现一体式的多屏联动；手机端的应用生态也逐渐被移植到座舱内。
资料来源：罗兰贝格《智能座舱发展趋势白皮书》
在底层技术层面，软件走向软硬件解耦；硬件各个电子控制单元（ECU）从传统的分离式走向域内集中，再走向跨域的中央集中。
资料来源：布谷鸟科技
在跨域整合的趋势下，驾驶域未来有逐步整合座舱域、车身域等功能域的趋势。以驾驶域控制器为主导的全车计算平台CCU可能会在不久的将来得以实现。当娱乐系统与安全息息相关的智驾系统融合后，主控芯片的安全、可靠性要求将进一步提升，符合车规等级和功能安全标准的芯片便成为必需。其中道理很简单：多个功能集于一身后，任何一项功能要求必须满足最严苛的车规级标准时，主控芯片就必然要按照车规级标准打造，通过AEC-Q100和ASIL-D将成为标配功能。如此一来，其他即使要求不严苛的部件，也就能同享到车规级安全。因此，只要智能汽车电子电气架构向集中式发展的趋势不变，那么全车所有芯片达到车规级标准的大趋势就不会改变。目前来看，如果不涉及安全，单纯只用在娱乐上，车规级芯片确实有噱头之嫌。但是长期来看，随着跨域融合的发展，智能座舱芯片涉及安全、辅助驾驶等功能时，失效率更低、安全性更高的车规级芯片确属必要。智能座舱主算芯片，高通8155算是拔得头筹，被消费者公认为现阶段的最优选择，但智能座舱主算芯片的竞争，实际才刚刚开始。谁能够在算力和车规级方面做到两全其美，就能在下一阶段竞争中取得优势。
来源：电动汽车观察家 作者：王凌方 田辉
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