每經(jīng)記者｜段思瑤    每經(jīng)編輯｜裴健如

“消費級和車規(guī)級芯片差別很大，汽車不是快消品……”日前，一條由一汽奧迪銷售有限責(zé)任公司執(zhí)行副總經(jīng)理李鳳剛出鏡的視頻，將“消費級芯片和車規(guī)級芯片差別”這個隱秘的知識點推向了公眾視野。

在這條視頻中，李鳳剛以消費級芯片和車規(guī)級芯片的安全余量舉例稱，“汽車在高速行駛中一旦發(fā)生問題，后果往往是致命的。消費級芯片的缺陷率允許達到500PPM（即每100萬件中允許有500件出現(xiàn)故障），而車規(guī)級芯片的缺陷率通常要求低于百萬分之一”。

兩廂對比之下，消費級芯片“上車”的安全隱患顯而易見。那么，到底誰在用消費級芯片，誰又在用車規(guī)級芯片？消費級芯片又會導(dǎo)致哪些產(chǎn)品質(zhì)量問題？記者近期針對上述問題展開調(diào)查。

消費級芯片安全性不如車規(guī)級芯片

“車規(guī)級芯片是需要通過第三方認證機構(gòu)認證的汽車芯片。與消費級芯片相比，車規(guī)級芯片需要面對更為苛刻的應(yīng)用環(huán)境，其可靠性、安全性的要求也極其嚴格。”某芯片企業(yè)研發(fā)人員告訴《每日經(jīng)濟新聞》記者。

一般來說，車規(guī)級芯片需要通過AEC-Q系列、功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262的認定。其中，AEC-Q系列認證是車規(guī)級芯片的基本門檻，雖然不是強制性的認證制度，但目前已成為公認的車規(guī)元器件的通用測試標(biāo)準(zhǔn)。ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)則是汽車供應(yīng)鏈廠商的準(zhǔn)入“門票”，為汽車電子電氣系統(tǒng)的整個生命周期中與功能安全相關(guān)的工作流程和管理流程提供指導(dǎo)。

圖片來源：視覺中國

據(jù)某主機廠研發(fā)人員透露：“除了AEC-Q系列等認證，目前部分芯片企業(yè)和整車企業(yè)還會對車規(guī)級芯片進行更為嚴格的ASIL等級評估，共有A、B、C、D四個等級，其中ASIL D是安全保障的最嚴苛等級，比如安全氣囊、防抱死制動系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都要求必須達到ASIL D等級。”

相較車規(guī)級芯片的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴要求，消費級芯片的準(zhǔn)入門檻要低得多。“目前消費級芯片還沒有強制的安全認證要求。”上述某芯片企業(yè)研發(fā)人員告訴記者，消費級芯片主要以性能與成本優(yōu)先，缺陷率允許≤500 DPPM。

另外，在工作適應(yīng)環(huán)境方面，消費級芯片一般工作在室內(nèi)舒適環(huán)境，工作溫度范圍通常為0℃到70℃，而車規(guī)級芯片則需適應(yīng)汽車所處的復(fù)雜環(huán)境，其工作溫度要求更為寬泛，一般為-40℃到150℃。

“從安全性等方面綜合考慮，消費級芯片的確不如車規(guī)級芯片。”上述某芯片企業(yè)研發(fā)人員認為，應(yīng)用在智能座艙和智能駕駛等領(lǐng)域的關(guān)鍵芯片，必須采用車規(guī)級芯片，以確保車輛安全。

消費級芯片“上車”仍有問題待解決

消費級芯片“上車”，其實并不少見。比如，當(dāng)前熱度較高的某款新車座艙SoC芯片來自第三代驍龍®8移動平臺，即驍龍8 Gen 3芯片，主要搭載于手機等電子產(chǎn)品上。

圖片來源：小米汽車官網(wǎng)

特斯拉也曾使用過英偉達Tegra 3、AMD Ryzen等消費級芯片，但由于在2022至2023年間遭遇大量用戶投訴，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）針對特斯拉車機死機問題啟動調(diào)查，特斯拉不得不轉(zhuǎn)而采用工業(yè)級與車規(guī)級芯片。

“車企使用手機等消費級芯片可能還是從成本角度來考慮。”上述某芯片企業(yè)研發(fā)人員告訴記者，以消費級芯片中的手機芯片為例，應(yīng)用在汽車上，其成本能比車規(guī)芯片便宜三分之一到二分之一。

上述某主機廠研發(fā)人員也向記者表示：“高的ASIL等級評估也會增加相應(yīng)開發(fā)成本，延長開發(fā)周期，這也是只有少數(shù)車企和供應(yīng)商愿意去做這項評估的原因。”

在上述某芯片企業(yè)研發(fā)人員看來，消費級芯片“上車”最大的問題就是安全性如何保障。比如在極端天氣條件或者碰撞等意外情況下，汽車會出現(xiàn)黑屏、死機等情況。車規(guī)芯片要求即便有緊急情況，也要保證儀表盤正常顯示，方便司機做出決策。

從當(dāng)前來看，目前在汽車上使用消費級芯片的車企中，僅有特斯拉旗下車型因芯片過熱實施過大面積的召回，其他采用消費級芯片的產(chǎn)品可靠性還有待驗證。“消費級芯片‘上車’或許可以稱之為一種替代車規(guī)級芯片的方案，但安全、標(biāo)準(zhǔn)問題都需要解決。”上述某芯片企業(yè)研發(fā)人員告訴記者。

搭載車規(guī)級芯片是趨勢

就目前在售車輛而言，大部分車輛座艙搭載的都是車規(guī)級芯片，用消費級芯片的只是少數(shù)。上述某主機廠研發(fā)人員表示：“從安全性、可靠性方面考慮，在整車上使用高算力、強適應(yīng)性和嚴格安全認證的車規(guī)級芯片是趨勢。”

記者注意到，東風(fēng)集團、比亞迪、小鵬汽車、長城、吉利、蔚來等車企相繼開啟了車規(guī)級芯片的自研。比如，蔚來已對外宣布其自研的首顆車規(guī)級5納米智駕芯片神璣NX9031流片成功；小鵬自研的圖靈AI芯片也已實現(xiàn)量產(chǎn)搭載。

圖片來源：小鵬汽車官網(wǎng)

不過，受限于車規(guī)級芯片自研的高成本，多數(shù)車企仍選擇外采。日前，零跑汽車董事長朱江明公開表示：“車企做智能駕駛芯片，賬是算不過來的?，F(xiàn)在有了合適的選擇，零跑就不做了。”

“盡管市場對性能的需求日益提升，但競爭越來越激烈，對成本愈發(fā)敏感。高通支持車企將其基于同一平臺打造的汽車架構(gòu)，覆蓋從豪華、高端層級到入門層級的所有車型需求。”高通技術(shù)公司汽車、工業(yè)及嵌入式物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)群總經(jīng)理Nakul Duggal表示，其已構(gòu)建起了一套具備高度可擴展性和高度模塊化的架構(gòu)，能夠?qū)⑿酒ㄎ粸榇蛟鞌?shù)字座艙的專用芯片、ADAS專用芯片，以及能夠同時支持數(shù)字座艙和ADAS系統(tǒng)的Flex芯片。

除了高通這樣的跨國芯片供應(yīng)商，芯擎科技、黑芝麻、地平線等芯片企業(yè)，也在車規(guī)級芯片領(lǐng)域奮起直追，力求能夠滿足當(dāng)下的市場需求。以芯擎科技為例，其在智能座艙系列解決方案中，基于全面的芯片矩陣，提供從入門級智能座艙到高階智能座艙，從“艙行泊一體”到高階艙駕融合的多種芯片組合，基于同樣的車規(guī)級SoC芯片架構(gòu)，采用同源軟件架構(gòu)，適配算力需求。

中國電動汽車百人會最新的一份調(diào)研報告顯示，當(dāng)前我國汽車芯片行業(yè)的生態(tài)體系已初步形成，自主編譯器/調(diào)試器等工具鏈加速完善，自主可控的汽車操作系統(tǒng)、中間件和基礎(chǔ)軟件已與國產(chǎn)芯片開展適配。但高功能安全、高軟件生態(tài)的汽車芯片仍處驗證狀態(tài)，同時存在設(shè)計工具缺失、先進工藝尚未突破、特殊工藝覆蓋不足等問題。