重新定义汽车设计的核心

汽车行业人士正在“加快脚步”推动汽车数字基础设施成为超越汽车机械驱动的全新销售重心。戴姆勒公司（Daimler AG）研发首席信息官Siegmar Haasis表示：“当前产品创新与差异化80%由电气、电子、软件¹主导。” 随着延续百年的汽车设计范式转向汽车云服务、CAR.OS、汽车订阅模式等以转件为核心的智能汽车解决方案，正在解锁全新颠覆式模式。 访问虚拟展厅即可体验这一变化，在线购买新车的体验已成为类似于选购新笔记本电脑或手机一般。连接性、电池寿命、显示器质量、摄像头分辨率与数量的重要程度已经等同于发动机排量和底盘机械构造。汽车公司网站的功能列表也开始愈发类似于智能手机制造商。 软件定义汽车带来的全新变化 家一般舒适的驾乘体验 舒适体验与时尚造型是购车体验的一部分，而随着数字基础设施的发展，可以凭借经济高效的方式满足前所未有的居家般舒适体验。如同到家之前便可通过智能温控自动调节家中温度一般，智能汽车可以在驾乘人员乘车之前将车内温度调至舒适水平。并在驾驶员落座后，选择驾驶员刚刚在家中或手机上听取的音频。虽是简单的例子，但足以说明汽车与家之间的界限变得越来越模糊。 因此，消费者也不再把汽车作为简单的交通工具，而是继家与工作场所之外的“第三个空间”。人们在车内度过很长时间，并认为汽车可以成为家的延续及处理工作的便捷办公场所。 当下的购车者对汽车功能的期待超越了其基本功能，追求更全面、沉浸式的车内体验。 移动的娱乐、休闲与办公场所 仅以美国为例，美国人一年在汽车上度过700亿小时，而全世界人在汽车上度过的时间接近4000亿小时²。试想一下，如果能将这些时间转变为休闲、娱乐或工作时间！ 汽车制造商竞相吸引每天观看视频超7小时³的Z世代年轻消费者，正加速这一愿景成为现实。事实上，部分汽车制造巨头已经考虑到这一点。特斯拉为游戏玩家上线Steam平台；为在娱乐会所附近停车时延续氛围，配备了KTV功能。汽车制造商大众CARIAD更为商务人士在奥迪汽车⁴上搭载了WebEx。 支持自动驾驶与先进驾驶辅助 2023年8月，自动驾驶技术的领航企业Waymo与Cruise在旧金山推出可24小时全年无休⁵使用的商用无人驾驶出租车（Robotaxi）服务，成为自动驾驶行业的里程碑事件。以软件为中心的基础设施可以说是这一应用的关键。 虽然，并不是每个人都愿意把方向盘完全交给汽车，但是许多驾驶员高度赞赏通过自动驾驶实现解放双手、平行停车等辅助功能。从这一点可以轻松了解到自动驾驶技术减少人为失误，提高驾乘人员安全的方法。有研究预测，超过80%的人为事故可以通过自动驾驶减轻危害甚至完全避免。 技术弥补交通方式的可达性差距 26%的美国人患有不同程度的残疾，他们中的许多人表示交通是日常生活的最大困难之一⁶。自动驾驶创新将为所有乘客的出行带来更加轻松的体验，迎接更具包容性的未来，让出行不再是一种特权而真正成为人人都享有的权利。   技术支持全新范式 OTA升级 空中下载技术（OTA）升级用于改善运行车辆的软件（包括故障修复），添加新功能与性能。例如，特斯拉车主很早之前就在早上启动车辆时，体验到夜间功能升级带来的快乐。 然而，安全性能是提供这些升级功能的关键。安全内存、安全存储、安全通信通道、安全引导序列、安全SoC、安全制造和软件发布流程等是通过端到端安全提供防黑客安全OTA更新的关键。系统中的任何步骤遭到恶意代码攻击，都将导致汽车整体瘫痪。 当下，150多家软件供应商及IP组成的松散联盟管理着OEM，这将成为软件定义汽车的隐患。大众CARIAD宣布，将在2025年前自主开发60%的软件，并目标完全拥有大数据、安全和人工智能功能⁷等关键要素。而这一问题的终极解决方案是引进全新汽车数字架构和层次结构。 垂直集成架构 硬件和软件功能的飞速发展正在彻底变革汽车设计，实现更高效、集中的架构，并取代传统的分布式汽车架构。 三星产品规划与支持高级经理Rohit Bhola解释道：“如今的汽车如同一个移动的数据中心”，“强大的服务器架构提供所有电子车辆功能，取代由越来越多的电子控制单元（ECU）和微控制器组成的复杂网络。此前，功能区域的每一个任务都通过专用ECU集成到网络当中。这导致嵌入式系统架构异构现象十分严重且复杂，不适合进一步推进诸如将汽车连接到物联网（IoT）等创新。” 随着汽车搭载和启用的硬件模块和软件功能不断增加，分布式汽车架构将不再有效。业界已达成共识，认为简单添加更多ECU模组不是理想解决方案。原有的分布式布局将被更高效的区域（zonal）及域中心（domain-centric）架构所取代（如图1）。

订阅模式打开全新发展空间 汽车出厂后将在很长一段时间内，需要OTA升级提供软件支持，所以制造商需要通过该服务找到提高销售额的新发展空间，而订阅模式将是最理想的方案。 然而，要想成功打造该模型，需要采用上述域（domain）中心或区域（zonal）中心架构变革汽车架构。OTA升级隐藏在所选架构深处的模块，需要精心设计和有针对性的OTA升级，并提供可信网络。 具备强大传输机制、定期更新、全新功能的制造商能够有效地通过复杂的基础设施获得数倍回报。 扩展控制硬件和软件 随着软件定义汽车和先进技术发展，对系统的要求显著增加，需要更快的SoC、GPU及人工智能加速器、更高带宽的DRAM及更多的存储内存。 对于先进驾驶辅助系统和自动驾驶等关键任务应用，拥有多个SoC硬件冗余至关重要。摄像头、激光雷达（lidar）、和雷达的的传感器数据将在边缘设备和数据中心进行推断和训练。信息娱乐和远程信息处理需要多个SoC才能提供终极用户体验（如图2）。

业界预测L4/L5级别自动驾驶汽车的DRAM带宽将超过1TB/s，并会延长开机时间。同时，存储组件要求更高的耐用性、密度和持续写入性能。 Rohit高级经理表示：“2023年生产车型的汽车系统将配备输入/输出（I/O）信号传输速度高达4266Mbps的LPDRAM组件”，“但是，先进驾驶辅助系统（ADAS）应用将需要更高的带宽来支持L3级以上的自动驾驶功能。而高达8533Mbps的LPDDR5X及GDDR6/7将成为驱动板载人工智能计算引擎必要内存带宽的基础技术。”

卓越汽车发展前沿——三星半导体 从汽车行业产品和供应链角度来看，质量、可靠性、责任感是当前的首要任务。 三星半导体作为第一资本支出（No. 1 CAPEX）投资方，以零缺陷方式构建了汽车产品线。公司凭借在高要求应用方面的丰富经验，不断推动实现卓越运营。 三星半导体作为真正的端到端解决方案供应商，提供从内存、晶圆代工、CIS、显示器到先进封装的空前产品范围。这些卓越的移动出行内存解决方案正在重塑汽车行业。车载信息娱乐系统（IVI）、远程信息处理控制单元（TCU）和先进驾驶辅助系统（ADAS）技术开辟了全新移动出行体验，变革着我们的工作、娱乐、生活的方式和场所。 点击此处，了解LPDDR5/X、LPDDR4/X、SSD、UFS、HBM 等更多关于三星垂直集成产品系列信息。

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_{¹公司内部研发汽车软件：变革OEM与供应商的格局 Siemens.com/autosar ² “你觉得在车内度过很长时间吗？是的。美国人在车内度过的时间长达700亿小时。| AAA新闻工作室”，2019年2月27日，newsroom.aaa.com/2019/02/think-youre-in-your-car-more-youre-right-americans-spend-70-billion-hours-behind-the-wheel/. ³ Faughnder, Ryan.“Z世代将一半的苏醒时间用于观看视频。这对于好莱坞益处和坏处。”《洛杉矶时报》2002年4月12日，ww.latimes.com/entertainment-arts/business/newsletter/2022-04-12/gen-z-spends-half-its-waking-hours-on-screen-time-heres-the-good-and-bad-news-for-hollywood-the-wide-shot. ⁴ “CARIAD 在汽车中配备WebEx”Cariad. technology, cariad.technology/de/en/news/stories/cariad-brings-webex-to-group-application-store.html. Accessed 19 Sept. 2023. ⁵“Cruise 公开将于下个月进行上市测试的可供乘轮椅人士使用的机器人出租车”TechCrunch，2023年9月14日， techcrunch.com/2023/09/14/cruise-reveals-wheelchair-accessible-robotaxi-with-testing-to-begin-next-month/. Accessed 19 Sept. 2023. ⁶ Cruise_安全_报告书_2022_sm-optimized.pdf (ctfassets.net) ⁷ https://twitter.com/cariad_tech/status/1435878845819801603?s=20}