大眾汽車在2015年“柴油門”爆發後就開始電氣化轉型,一直在推行大規模的電氣化戰略,而隨後,大眾汽車正在促進自動駕駛技術的處理器和軟件的開發。除了電池的供需外,還有許多任務有待解決,例如能量密度,體積,價格和全固態電池。當這些再解決之後,就是研究電池的使用壽命,軟件和處理器的研發。
據德國媒體Handelsblatt報道,大眾汽車將在未來加快其軟件和處理器的開發和生產。媒體報道説,在與大眾汽車高管的一次內部召回會議上提到了計算機芯片,而首席執行官赫伯特·迪斯已經開始開發汽車芯片。
【1】大眾汽車將自主研發芯片和軟件,作為長遠目標!
當前汽車行業阻礙生產的不是大規模生產產品的製造,而是高性能處理器的設計。更具體地説,芯片的生產也是瓶頸。由於疫情的影響,對PC,家用電器和智能手機的需求激增,因此性能相對較低的汽車芯片供應出現了問題。這種芯片短缺的現象將持續兩到三年。
根據Handelsblatt的説法,大眾汽車公司的赫伯特·迪斯(Herbert Diss)認為,除了集團內部開發半導體和軟件以應對未來的競爭之外,別無他法。眾所周知,技術巨頭蘋果,谷歌,特斯拉以及包括中國百度在內的一些製造商都能實現芯片的自主研發。
赫伯特·迪斯(Herbert Diss)表示,電池電動汽車競爭已經全面展開,新的任務是電子,網絡,最重要的是自動駕駛。為此,不僅必須擁有用於用户界面的軟件,而且開發高性能處理器也是必不可少的。
【2】目前為止,汽車廠商的芯片主要是外包
到目前為止,包括大眾在內的汽車製造商一直將半導體業務外包。作為大眾這樣的汽車巨頭來説,芯片需求量很大,外包的形式很容易被市場供需影響。因此大眾汽車認為,應該自主研發芯片。為此,需要大約200名專家組成的團隊,其中大多數是從外部聘用的。
這可以在特斯拉的例子中得到證實。一輛普通的汽車大約需要30到100個芯片,但是特斯拉將它們集成到3-5箇中,然後將其變成一台中央計算機。該芯片由特斯拉設計,由一家台灣公司使用三星電子的基板生產。
【3】特斯拉集成式芯片打破了英偉達,高通對芯片的控制
如今,汽車行業正在開發包括高性能計算機在內的集中式體系結構。他們中的大多數人都預測它們可以在2025年後付諸實踐。但是,特斯拉在2014年以HW1.0的名義推出了第一代電子平台,然後在2016年在Model 3車型上引入了HW2.0,並在2019年引入了HW3.0。這隻體重不足3公斤的大腦是特斯拉強大的智能系統來源,具有徹底改變汽車零部件供應鏈的作用。
HW 3.0使用三攝像頭,毫米波雷達和超聲傳感器檢測360度影像,並且可以進行無線更新,並且採用了自行開發的AI芯片。這也是對應於L4級和L5級全自動駕駛汽車的水平。雖然5G尚未完全實現,但這可能只是時間問題。
更令人驚訝的是,集成ECU的處理能力為144 TOPS(每秒144萬億次),功耗僅為72W。高通公司的驍龍Snapdragon汽車平台的處理器(在2020CES上推出)為700 TOPS。
但是,行業更加關注特斯拉自己對這種集成式ECU的開發。它是台灣公司根據特斯拉需求的定製產品,沒有通過現有的汽車零件製造商渠道,不是英偉達,高通等公司提供。這可能意味着傳統的大型供應商如果處於目前的狀況,可能會失去對汽車芯片的主導地位。
同時,作為傳感器重要組成部分的攝像頭最初採用了mobileye的EYEQ3,但由於2016年5月Model S的事故,特斯拉終止了與mobileye的合作關係,並通過NVIDIA將其芯片集成到ECU中。目前,採埃孚是唯一一家基於mobileye的EyeQ4開發三攝像頭的公司,但特斯拉已經自行開發並配備了包括三攝像頭在內的9個攝像頭,因此無需使用雷達就能檢測到足夠多的影像。
特別是,自動駕駛需要超高性能,大容量的計算機性能。從ID.3開始,大眾汽車已經轉向具有更少中央計算機和供應商提供的控件的類似系統,並且已經通過Trinity項目宣佈了具有自主功能的純電動汽車。
【4】大眾汽車成立軟件部門,Cariad與特斯拉競爭
Trinity項目是由大眾自己的操作系統vw.OS供電,該操作系統由Audi品牌在2024年開發。 2020年,大眾汽車成立了CarSoftware(software.org),這是位於英戈爾施塔特(Ingolstadt)奧迪總部的子公司。從2021年3月底開始,該公司將其程序化公司名稱更改為Cariad,成為大眾的軟件部門。Kariad已經擁有3,000名員工,目標是到2025年僱用10,000名員工。
未來的汽車軟件不僅必須控制熟悉的任務,駕駛,信息娛樂,舒適和駕駛安全方面,而且還必須控制功能日益強大的駕駛輔助系統,甚至是自動駕駛。 Karid正在與微軟合作開發一個新平台。自動駕駛必須立即處理未知數量的數據。軟件必須功能強大,硬件也應如此。
2020年底,大眾汽車從日本的瑞薩科技(Renesas Technology)選擇了一種芯片,用於集成ECU的半導體。方向與戴姆勒公司選擇NVIDIA的方向不同。這意味着大眾汽車正在逐步集成ECU的功能,而戴姆勒正在採用類似於特斯拉的方法來推動集成化。大眾汽車在ID.3中配備了稱為ICAS1(車內應用服務器1)的集成ECU,該ECU是由大陸集團使用瑞薩電子的片上系統(SoC)R-Car M3開發的,而戴姆勒採用了NVIDIA的SoC Orin。
現在,世界各地的汽車製造商已轉向自行研發和生產具有高能量密度的電池單元,特別是全固態電池,並意識到它將改變汽車行業的遊戲規則。電池電動汽車和氫能汽車(發動機和燃料電池)不可避免地面臨着改變。
另外,各個汽車公司都在努力的解決半導體芯片和軟件的問題。儘管理論上説很簡單,但是要自行研發半導體芯片和電池都需要花費大量的時間和投資。