長城汽車自研芯片點亮!提前佈局下一代架構RISC-V

長城汽車,剛剛做了一件同時震動車圈和半導體產業的事。

掌門人魏建軍親自官宣:

開源RISC-V車規芯片紫荊M100成功點亮。

芯片賽道被形容爲“顛覆性”、“黑馬”的RISC-V架構,長城汽車打響了上車的第一槍。

中國首個。

怎麼做到的?爲什麼之前沒人能實現?

以及關鍵問題,RISC-V上車,有必要嗎?

長城做了什麼

前幾天,魏建軍發了這樣一條微博:

長城汽車,做了一款車規級芯片,嚴格地說是長城發起牽頭,聯合多家合作伙伴共同研發的,“孵化培育”形容更爲恰當。

稍微解釋一下 “點亮”的意思:意味着芯片有正確的信號和供電輸入時,能順利進行自檢和初始化過程,然後開始執行預定的任務。點亮是一個重要的里程碑,說明設計和製造過程已經成功,接下來就是測試和量產階段。

國內車企“造芯”的很多,但長城進入半導體行業選擇的路線和交出的答卷,明顯不同。

長城沒有跟風車圈流行的自研AI計算芯片,紫荊M100系列產品,其實是面向車身應用的MCU芯片。

MCU可以看成是控制車輛某一類別功能的具體芯片,比如行車儀表、發動機、底盤等等。本質就是一個單片機,把CPU的主頻與規格做適當縮減,並將存儲器、定時器、A/D轉換、時鐘、I/O端口及串行通訊等多種功能模塊和接口集成在單個芯片上,實現終端控制的功能,具有性能高、功耗低、可編程、靈活度高等優點。

沒有智駕AI芯片、座艙芯片聽起來那麼前沿與“高端”,成本和售價也遠低於它們,但MCU是任何一輛汽車不可或缺的底層關鍵零部件——經典汽車架構下,少則數十個MCU,多則上百個。

而在車載MCU這個已經高度成熟、並且由海外巨頭供應商壟斷的賽道中,長城在紫荊M系列上做出了多個不同維度的領先。

最基礎的是絕對性能參數。官方透露,紫荊M100 CoreMark高達2.42(CPU性能),相較於競品性能提升38%,對於整機響應速度更快。並且滿足車規ASIL-B等級要求,HSM支持國密SM2/3/4,以及支持ISO21434網絡信息安全標準。

更超前的領先,來自紫荊M系列的可擴展性。比如1MB Flash存儲空間可以覆蓋當前應用場景,也能滿足下一代EE架構需求。以及提供64-144針腳等多種封裝形式,可以提供更加靈活的設計方案,降低成本。

而還在研發中的後續型號,覆蓋安全要求更高,集成度更高,計算量更大的動力、底盤、域控等等需求。

以及魏建軍話裡話外都在強調的最重要一點,也是長城紫荊M100的真正創新突破之處:

沒有采用車規芯片常用的ARM架構,而採用了開源指令集RISC-V架構,是國內第一顆基於開源RISC-V架構設計的車規芯片。

他的原話是:

果真如此嗎?

車芯用RISC-V,這意味着什麼?

我們先來了解一下什麼是指令集架構。

指令集是計算機系統運行的核心,規定了數據類型及格式、指令格式、尋址方式和可訪問地址空間的大小,程序可訪問的寄存器個數、位數和編號,控制寄存器的定義……

好比計算機的《操作指南》,無論要用芯片執行什麼任務,都要遵守指令集的“規範”。

目前,主流的指令集架構有X86和ARM兩大巨頭。X86是英特爾和AMD共同研發,而ARM知識產權就在ARM公司手中。

但X86和ARM也不是完美的,比如X86儘管成熟穩定,但能耗高、處理器體積大、系統複雜……而ARM架構,則是X86的反面。

這就造成X86統治服務器和桌面端,ARM統治移動端的局面。我們比較熟悉的車規芯片,因爲能耗、體積、成本等等制約,不得不選擇ARM架構。

但ARM的特徵,也決定了它性能相對較低、兼容性較差、擴展性不好等等遺憾。

不過最關鍵的,無論X86還是ARM,都屬於私有指令集,你要用,就得給英特爾、ARM“交稅”,而且日後的維護升級,也依賴這些巨頭的技術支持。

但2010年出現的RISC-V,被認爲是顛覆芯片賽道格局的“黑馬”——完全開源,允許任何人設計、製造和銷售RISC-V芯片和軟件。

RISC-V在“繞過私有指令集的壁壘和版稅”優勢之外,開放性和靈活性吸引了全球開發者。它設計更加簡潔,並且可以根據具體應用需求進行定製和擴展。這種輕量級和模塊化的設計使得RISC-V在物聯網、邊緣計算和AI等領域表現尤其出色。

所以,儘管RISC-V不是第一個開源指令集,但根據SHD的數據顯示,RISC-V的採用率將在未來幾年內以40%的年複合增長率增長。到2030年,基於RISC-V架構的芯片出貨量將突破160億顆。尤其是在MCU、5G、工業自動化等主流應用中佔據重要地位。

看到這裡,大家應該也反應過來:開源不受限、定製性強、邊緣計算性能好。

剛好完全迎合車企的智能化轉型的痛點:開源,意味着供應鏈的成本、風險可控,定製強,代表着擴展性好,一套IP可適應不同車型需求,邊緣計算,則契合了AI爲主的智能汽車新浪潮。

前兩點分別對應汽車工業百年不變的抗風險、降本、平臺化訴求,第三點則給未來“一個大腦”的集中式EE架構帶來更多選擇和路徑。

從RISC-V的技術特點來看,智能汽車是完美落地“載體”。

實際上RISC-V上車一直都在學術界、科技公司討論熱烈,包括阿里平頭哥等等都推出過車載產品,但車圈響應的卻不多。

真正向“量產上車”這個目標邁出第一步,長城走在了行業的最前沿。

變化開始於2年前車圈熱議的“芯片荒”。

長城推出車規RSIC-V,有啥影響?

芯片荒發生在2021-2022年,主要供應不足的,就是一直未被車企重視的MCU芯片:需求大、單價低,供應穩定,技術也不是最前沿最頂尖,沒人想到會出問題。

當時有多嚴重呢?海外“七大”之一的博世,幾乎所有亞洲工廠都被迫停產減產,各大車企輪番“轟炸”博世中國高層,以至於當時的CEO直言壓力大到要“跳樓”。

長城透露,2021年被迫減產40.8萬臺,佔全年計劃產量的24.5%,2022年減產21萬臺,佔全年計劃產量的16.5%。

所以今天長城拿出自研的RISC-V,當然在用戶層面有積極意義,因爲供應鏈的垂直整合,必然帶來成本降低、技術下放普及,用車體驗提升。

但更重要的是在產業層面,紫荊M系列MCU背後串聯起來的芯片設計、測試、封裝等等企業,初步構建起了中國自己的車規半導體供應鏈,並且知識產權不再專屬某一家公司,車芯的設計、維護不再受制於人。

和所有車企一樣,長城也在前沿探索智駕、座艙等等技術。但同時又在嘗試解決底層半導體需求的技術、供應、安全問題——而且是爲中國汽車產業,因爲長城森林生態的孵化成果,從來不是隻供自己,而是全行業開放。

後面可以預見,隨着中國汽車在RISC-V架構的領先和出海進程,很可能會對ARM統治車芯的格局產生巨大沖擊。

更深層的技術層面上,因爲一個時代有一個時代的汽車,必然也對應最適合的芯片架構。長城透露的RSIC-V後續產品也能看出來,顯然不僅僅是MCU自主替代這個簡單命題。

包括幾個不同域控的打通、與線控底盤緊密相關的AI車控技術、集中式電子電氣架構…這些都是行業熱烈討論、展望多年,公認會產生巨大變革的技術,長城率先整個行業開始探索佈局。

類似的劇本其實長城反覆上演過,比如10年前就開始佈局智駕,如今在端到端上車競賽中領先。

藍山智駕版登頂6座大型SUV銷冠,連帶長城股價連續上揚。

長城的提前佈局和研發投入,正在轉化成一系列進展,並且獲得直觀的成績、肯定和認可。

RISC-V芯片點亮,其實也只是長城科技成果、智能化成果的一部分,是對智能汽車時代唯一不變“鐵律”的再次驗證和最新實踐:

只有技術纔是匹配業績和撐起銷量的唯一真理。

造車唯有技術纔是硬實力,其他皆爲花拳繡腿,華而不實終歸會有退潮的一天,真硬核真技術才能行穩致遠。