鑒于車用電子需求逐步增加與技術發展速度加快,車用芯片市場的開放程度將逐漸擴展,也使得供應鏈廠商針對此商機積極拓展,市占比最高的IP供應商ARM將持續引領技術主流。RISC-V的開源架構引發市場討論,不過在車應用發展上仍需時間。
ARM持續引領車用處理器IP技術發展
在車用處理器領域,尤其是ADAS與車載資通訊(In-Vehicle Infotainment)方面,不管是MCU或SoC,ARM授權IP使用在各樣車用芯片上的滲透率極高,包括NXP、Renesas、TI、STMicroelectronics、Cypress、Qualcomm、NVIDIA與Tesla等大廠,都是ARM的授權客戶,也讓ARM架構芯片在ADAS與車載資通訊市場扮演龍頭角色,占比皆超過6成;目前普遍推廣的Level 2自駕車等級應用上,ARM技術采用率則高達85%。
分析ARM的IP架構分類,Cortex-A、Cortex-R與Cortex-M均有對應車用的設計,自2018年Cortex-A76開始衍生出的Cortex-A76 AE(Automotive Enhanced),更是為車用量身打造的CPU IP,且能對應至7nm制程節點進行最佳化,目前處于車用認證中,是未來非常有競爭力的產品。
ARM看好未來自駕車發展趨勢,將持續集中CPU、GPU、ISP的異質運算,著重低功耗技術研發,并針對車用芯片上的運算單元,包括CPU、GPU、NPU等,依照使用者不同需求進行應用場景評估。在Computex 2019展上發表新一代Cortex-A77,雖在做好最佳的ROI(Return of Investment)前屬于全面性應用的通用版本,亦有開發車用Cortex-A77 AE版本,是ARM專門車用領域AE系列中的第二項產品,目前也處于車用認證中,同樣聚焦在自駕車與ADAS部份做功能性開發。
在芯片制程節點方面,會持續對應最新制程節點,但不會將車用做首要產品應用,僅先針對制程做最佳化與開發,待其他數位消費電子產品做完測試后,才會移做車用市場。因此面對未來汽車電動化需求增加,而持續推動的車用芯片發展,ARM在市場需求與技術發展上的領先地位將更加穩固。
授權IP使用限制有利于開源的RISC-V架構加速發展
RISC-V是一個基于精簡指令的指令集架構(Instruction Set Architecture,ISA),主要有其授權開源及可自訂延伸指令2項優點而受到關注。在授權方面,由于RISC-V是開放性架構,沒有產權知識的限制,對寄望能有自主管理決策的廠商來說,具有其吸引力;另外,可自訂延伸指令集的設定,可讓使用者配合產品應用增加特定功能,助益開發者在產品競爭力的提升。
RISC-V架構IP的主要供應商之一,SiFive基于RISC-V架構的相關產品線,可能會將終端應用范圍包含MCU的E-Cores作為車用MCU的切入點,對應ARM Cortex-R與Cortex-M相關產品;而致力于推廣RISC-V的臺系廠商晶心科技,過去推出可應用在車用ADAS領域的AndesCore D1088-S DSP Extension 32-bit Processor架構,由于其與RSIC-V相似,相信對日后開發RISC-V的相關車用產品幫助不少。
然而對車用處理器來說,RISC-V發展或將面臨些許挑戰。首先在車用認證方面,由于車用產品在環境溫濕度、使用年限、可容忍故障率與供貨年限的考量上,對比工業用或數位消費電子產品嚴格許多,要求高且認證時間長,加上整車廠和Tier 1廠商與既有供應鏈合作已行之有年,起步較晚的RISC-V架構要搶占市場份額較有難度。
另外,在自訂指令集方面,自由度高的設定可能帶來IP版本差異化,日后版本更新或系統兼容性方面不易整合為固定標準,也可能成為RISC-V在車應用發展的影響因子。
整體而言,RISC-V在車用領域的開發尚屬起步階段,發展速度目前比不上主流IP廠商,但從市場競爭的公平性來看確實有其必要性,待車用認證與相關規格制定完成,或將有不錯的表現,未來發展仍需持續關注。