汽车芯片正在经历一场从“功能手机”到“智能手机”式的架构革命:汽车的电子电气架构正从分布式向域集中式乃至中央计算式演进,主控权也从一颗颗独立的MCU(微控制单元)向性能更强的MCU或算力更高的SoC(系统级芯片)让渡。这场变革的根源在于智能化应用需求复杂化,它驱动着硬件从分立走向集中,并深刻重塑了汽车芯片产业链上下游的分工模式——从过去“一个功能一颗芯片”的简单堆叠,转向以域控制器和中央计算平台为核心的软硬件协同新格局。
从“分立”到“集中”:架构演进的内在逻辑
传统汽车采用分布式电子电气架构,各项功能的控制权分散在众多单一的ECU(电子控制单元)中。每个ECU通常只能完成特定功能,大到发动机控制,小到门窗闭锁,都有对应的ECU。这种模式新增功能主要靠堆叠ECU数量,导致高端汽车上的ECU数量已相当可观,由此催生了资源协同性差、通信总线部署复杂、无法实现整体OTA升级等局限。
智能化趋势对汽车架构提出了新需求,集中化成为必然方向。业内普遍按功能属性将汽车电子电气架构划分为五个域:智能驾驶域、智能座舱域、车身域、底盘域和动力域。每个域由域控制器(DCU)进行计算和控制。域控制器与ECU的底层结构相似,都包含核心处理器芯片、输入/输出接口及电路,但DCU需处理的数据量大幅增加,对算力要求更高,因此需采用性能更强的MCU或直接使用SoC。
从域集中式进一步演进,则是与智能手机类似的中央计算式架构——用一套高算力的车载计算机承载整车功能,并实现整车OTA软件升级。这被官方视为更长期的发展方向。
产业链角色的重构与升级
架构的集中化直接改变了芯片在产业链中的位置与价值分配。在分布式时代,ECU分别来自不同供应商,开发人员无法统一化编程和软件升级;而在域集中架构下,随着DCU的出现,ECU逐渐标准化且数量减少,带来“降本”和“增效”。例如,用一个集成中控、仪表、360环视及其他影音娱乐功能的DCU,替代多个来自不同供应商的传统ECU方案,可为车企带来可观的BOM成本节降。传统功能导向的ECU+传感器方案中的算力被剥离并集中到DCU中,ECU功能被简化,往往只承担执行层面的控制功能。
这一过程中,软件开始独立于硬件,抽象层开始出现,为未来的域融合打下基础。对于芯片厂商而言,计算芯片需相应升级到高性能MCU或算力更高的SoC;对于Tier1(一级供应商)而言,其角色从提供分散的ECU单品,转向提供集成度更高的域控制器解决方案;对于车企而言,智能驾驶与智能座舱两个域被视为未来价值的核心体现,因此车企与芯片厂家在这两个赛道格外发力。
值得注意的是,虽然长期看有相当一部分车载MCU会被SoC取代,但中短期内MCU仍会是车载主流控制芯片,且随着汽车智能化程度提高,单车MCU的数量仍会继续增长——这对理解芯片市场的结构性变化至关重要。
常见问题
域控制器和过去的ECU有什么本质区别?
域控制器(DCU)与ECU的底层结构相似,都包含核心处理器芯片、输入/输出接口和电路,但DCU需要处理的数据量大幅增加,对算力要求更高,因此需采用性能更强的MCU或直接使用SoC,同时接口更多。更重要的是,DCU将原本分散在多个ECU中的算力集中起来,使ECU逐渐简化并标准化,只承担最简单的执行层面控制功能。
汽车五域是如何划分的?哪个域最重要?
业内一般采用博世的划分方式,将汽车电子电气架构分为智能驾驶域、智能座舱域、车身域、底盘域和动力域五个区域。其中,智能驾驶和智能座舱两个领域被视为未来车企价值的体现,甚至可以演绎为“月度收费”的商业模式,因此车企和芯片厂家会格外发力这两个赛道。
架构演进会让MCU芯片被彻底淘汰吗?
不会在短期内发生。虽然从长期看,有相当一部分车载MCU会被SoC取代,但至少三年内,MCU仍会是车载主流控制芯片。而且随着汽车智能化程度不断提高,单车MCU的数量仍会继续增长,因为汽车对主控芯片的总需求在快速增加,MCU的需求量也会相应增加。