千兆以太网与CAN在车载通信中分工明确,汽车芯片供需节奏正随电子电气架构从分布式向域集中式、乃至中央计算式演进,呈现出短期以太网相关芯片需求快速增长、至少三年内MCU仍是车载主流控制芯片且单车用量继续增长的阶段性特征。在传统分布式架构中,汽车功能依赖众多单一ECU实现,每新增一项功能至少增加一个ECU;而在域集中式架构下,不同域之间通过千兆以太网连接,域内子系统之间仍以CAN及百兆以太网通信,通信芯片的需求结构随之发生分化。

架构演进重塑通信与主控芯片需求

传统分布式架构下,汽车各项功能的控制权分散在众多ECU手中,ECU的核心是MCU芯片。随着功能增加,ECU数量持续堆叠——目前普通汽车上的ECU数量已达50至70个,高端汽车上更是超过100个。这种模式带来资源协同性不高、通信总线部署复杂、无法实现整体OTA等问题,推动架构向集中化演进。

域集中式架构下,汽车按功能划分为智能驾驶、智能座舱、车身、底盘和动力五个域,每个域由域控制器DCU进行计算和控制。不同域之间通过千兆以太网连接以解决实时性与传导问题,每个域与其分管的子系统之间则继续通过CAN以及百兆以太网连接通信。DCU的底层结构与ECU相似,但因处理数据量大增,处理器需要升级为性能更强的MCU或直接使用SoC。

主控芯片供需的阶段性特征

架构阶段通信方式主控芯片需求特征
分布式大量通信总线ECU数量堆叠,MCU需求分散且量大
域集中式域间千兆以太网,域内CAN/百兆以太网DCU算力需求提升,高性能MCU或SoC上量
中央计算式高算力车载计算机统一控制部分MCU被SoC取代,长期趋势明确

域控制器的出现使ECU逐渐标准化且数量减少,传统ECU+传感器方案中的算力被剥离并集中到DCU中,ECU往往只承担最简单的执行层面控制功能。因此长期来看,有相当一部分车载MCU会被SoC取代。但从中期视角看,汽车对主控芯片的总需求在快速增长,至少在三年内MCU仍会是车载主流控制芯片,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。

常见问题

千兆以太网会完全取代CAN总线吗?

不会。在域集中式架构中,千兆以太网主要用于不同域控制器之间的高速连接,而每个域与自己分管的子系统之间仍通过CAN以及百兆以太网通信。两种通信方式分工明确,CAN在车身控制等场景中依然保有稳定需求。

域控制器对芯片算力的要求有何变化?

DCU需要处理的数据量相比ECU大幅增加,对处理器算力要求更高,因此需要用到性能更强的MCU或直接使用SoC,同时接口数量也更多。算力向DCU集中的过程中,ECU功能被简化,往往只承担执行层面的控制功能。

汽车芯片的供需节奏未来如何演变?

短期来看,域集中式架构的落地推动高性能MCU和SoC需求快速增长;中期至少三年内,MCU仍是车载主流控制芯片,且单车MCU数量继续增长;长期随着向中央计算式架构演进,相当一部分车载MCU将被SoC取代,但整体主控芯片需求总量仍在上升通道中。