導讀：“全系標配8155芯片！”“免費升級8155！”繼寧德時代的電芯后，高通的8155芯片，已經成為車型宣傳的新亮點，似乎沒有8155，不足以談智能座艙。
目前看，主要新勢力企業——蔚來、小鵬、理想、哪吒、威馬、零跑，傳統車企——長城、吉利、上汽、廣汽、嵐圖、長安等車企，都已搭載高通車規級芯片——SA 8155P。不用8155芯片，是有翻車先例的，長城吃過虧，極氪吃過虧。究其原因，無非8155是目前量產車規級車機芯片中性能最好的。但是，不用高通8155芯片，也可以賣得很好。特斯拉不用8155，比亞迪也不用8155，但也沒耽誤賣車，它們兩家還是全球新能源汽車銷量的老大和老二。特斯拉采用AMD的x86芯片，比亞迪采用高通驍龍芯片，都不是專門為汽車設計的車規級芯片，銷量這么大，問題也沒有預想的多。那么，8155是不是必需的？車規級是不是必需的？
一、8155雖好，但算力落后
高通8155在ARM指令集的車機芯片里是算力最強的芯片之一。7nm工藝打造、8個計算核心、最高頻率2.84GHz是高通8155芯片的基礎實力，能帶來105K DIMPS的CPU算力，1142 GFLOPS的GPU算力，分別是上代820A處理器性能的2倍和4倍。此外，8155芯片還新加入NPU神經網絡計算單元，最高能帶來的8TOPS的AI算力。功能上，最多支持6個攝像頭，可以連接4塊2K屏幕或者3塊4K屏幕，并且還支持WiFi6、 5G、藍牙5.0。這意味著車企可以在車內放置更多的屏幕，布置更多的攝像頭，帶來更快的網速。不過，雖然高通8155是車規級車機芯片的“天花板”，但在消費電子領域只是入門級。8155是4年前智能手機平臺上驍龍855芯片的“魔改”版。8155針對汽車使用場景，降低了CPU的頻率，提高了GPU和NPU的頻率，進一步強化視頻、圖像等數據的處理能力。根據今年8月份最新的手機CPU性能天梯圖上，驍龍855芯片也只能排到中等水平。
與特斯拉搭載的AMD Ryzen芯片也是差距頗遠。特斯拉采用的非車規級芯片，AMD Ryzen綜合性能要遠遠領先于高通的8155。這顆芯片來自于桌面級芯片，即臺式電腦、服務器或者工作站上用的芯片。它采用AMD Zen+架構設計，12nm制程工藝，CPU采用4核8線程，而GPU還帶有獨立的8GB顯存。按照官方說法，這塊芯片CPU性能是8155兩倍，GPU是8155的1.5倍。可以看到，從芯片性能上來看，高通8155不是最好的。高通8155既然不是最快、最新的計算芯片，為什么車企還要選擇它呢？原因就是——車規級。
二、車規級芯片更靠譜，但非必需
車規級芯片通常指AEC-Q測試認證的芯片，是汽車業通行標準。通過AEC-Q測試認證，就像是拿到一份“大學文憑”，是一般配件商進入車企配套的門檻。但是AEC-Q不是強制性認證，車企認不認，“各憑心意”。例如特斯拉、比亞迪就對AEC-Q測試并不苛求。不過作為基本門檻，在溝通過程中，我們可以感受到供應商對這個標準的看中。從事芯片研發的芯馳科技和杰發科技，就非常看中這一標準。尤其芯馳科技將功能安全一并納入其中。芯馳科技功能安全經理魏斌認為，要將AEC-Q100和ISO 26262一并考慮才是最嚴謹的。
魏斌表示，AEC-Q100作為可靠性測試標準，是芯片上車的最基本要求。功能安全的等級確定要結合應用場景通過HARA分析（危害分析與風險評估）導出安全目標，進而得到ASIL等級。
“對于座艙來說，一般是ASIL B的要求，因為座艙芯片最重要的功能之一是儀表顯示，儀表匯集了車內各個系統的報警信息，直接關乎人的生命安全。”魏斌說，“手機死機重啟一下問題不大，但如果在高速公路上汽車儀表突然黑屏影響就很大了。”
杰發科技產品市場總監李清廬持類似觀點，他認為，AEC-Q100是公認的車規元器件的通用測試標準，通過AEC-Q100是進入汽車領域的必經之路，杰發科技研發設計的芯片，均滿足AEC-Q100認證。
既然關乎可靠性和安全，這套車規級的標準涵蓋的測試非常多。李清廬告訴《電動汽車觀察家》，包含晶圓可靠性測試、電氣特性測試、封裝瑕疵測試等等，一共有七大類40多項的測試標準。不過，在某智能網聯汽車頭部供應商相關技術負責人張先生看來，AEC-Q100測試是相對較低的標準，基本可算作是60分及格，大車企自己的測試標準遠高于行業標準。既然車企有自己的標準，行業標準也不強制，有車企繞過去也并不稀奇。耳聽為虛，眼見為實。為了驗證比亞迪車機芯片，《電動汽車觀察家》特意購買了比亞迪唐DM2021款的原裝車機控制器進行拆解，發現其確實采用的是高通驍龍625——一款消費級芯片。
比亞迪使用的高通驍龍625芯片
比亞迪的車機主計算芯片雖然是消費級，但比亞迪為車機系統單獨布置了一顆安全芯片，以保證車機系統功能安全。
安全芯片
《電動汽車觀察家》查閱這顆安全芯片廠家的官網發現，該芯片的作用就是保證車機系統在功能上的安全性，用于確保智能網聯汽車遠程控制、智能駕駛的安全。這說明，即使采用消費級芯片作為主計算芯片，也是有方法從系統層面對整體車機系統進行更高維度的安全保障的。在張先生看來，在系統層面確實能做到一定彌補，例如加強對高溫、高寒情況下的保護設計，通過散熱設計、對元器件進行特殊制程設計等，也能提升系統的可靠性、穩定性和耐久性。消費級芯片用在車機系統上，最終還是要看整個車機系統出故障的概率。如果采用消費級芯片的車機系統故障率能降到和車規級芯片系統一樣，那么影響也不大。因為即使出現問題，也就是導航不能使用或者顯示屏死機，并不會直接影響到駕駛安全。可見，車規級車機主算芯片是更靠譜的選擇，但絕非必需的選擇。各個車企之所以宣傳8155芯片，多是商業角度的考量，有和高通商業互捧的意味。部分車企之所以不采用車規級車機主算芯片，或許與測試時間和成本有直接關系。李清廬告訴《電動汽車觀察家》，芯片要通過車規級測試，時間成本著實不低。最快最順利也要3個月，時間跨度超過一年也很常見。車規芯片的原材料、IP、封裝測試相對于消費類芯片來說也更貴。魏斌以封裝測試舉例，由于車規特有的三溫等極限場景的測試，光測試費用就是消費類芯片的5倍左右。車規芯片在安全、可靠和長效方面的要求遠高于消費級芯片。魏斌表示，高溫和低溫這兩個環境極為嚴苛，設計上要比消費類電子做更多的考量，還有為了實現功能安全要求，芯片設計時會考慮各種安全機制，這會帶來芯片面積增加，從而帶來芯片顯性成本的增加。此外，還有功能安全人員培訓、流程搭建以及產品認證等費用帶來的隱形成本。
李清廬也舉了兩個例子，例如在熱仿真85度環境溫度下，如果要保證芯片正常工作，就需要采用更貴或散熱性更好的材質，成本又要上升。以模擬老化測試為例，車規的模擬老化通常要10-15年。
從一些數據上看，車規級芯片比消費級芯片成本高出20%-30%是正常情況。當然，這和企業需求量也息息相關。
三、服務器芯片上車或是新趨勢
車規級芯片的弊病，是迭代速度太慢。目前智能座艙領域，各家車企依然是在拼大屏，拼UI交互，還沒有廣泛進入到更高階的AR加護或3D立體交互階段，但這一定是未來的發展方向，蔚來、理想在2022年上的新車ET7和L9已經搭載相關功能。蔚來ET7，將支持AR體驗交互，其核心是攝像頭傳感器。理想L9則裝配3D ToF傳感器來感知人體的運動姿態。傳感器越多，對算力的需求越大。因此，蔚來直接把英偉達Orin芯片用于AR功能；理想在L9上布置了2顆高通8155車機芯片。兩家都是為了滿足智能座艙軟件的算力需求。在智能座艙軟件的算力需求暴漲的情況下，更多車企開始考慮在智能座艙領域采用更高算力的芯片。8月5日，AMD宣布與智能汽車產業公司ECARX億咖通科技達成合作，后者將使用AMD銳龍系列處理器以及RX 6000顯卡打造數字駕駛艙。AMD和高通的差別在于芯片核心架構的差異。高通采用的是ARM架構，主要用于手機芯片領域，而英特爾和AMD的x86架構主要用于PC領域。x86架構下的CPU在運算的需求量上很大，因此算力超強，核心頻率相對較高，對散熱有較高要求。ARM架構下CPU相對來說在性能上沒有那么出色，核心頻率比較低，但勝在體積小，僅僅是x86架構下CPU的1%，而且可以和GPU組成一起，變成SoC塞到手機里使用。張先生認為，隨著車輛智能化的不斷提升，來自消費電子領域的主算芯片可能已經支持不了車機智能化的發展。特斯拉用AMD是因為它的服務器能力強，汽車已經超越手機成為一個智能化的最佳載體了，它對運算和電力的消費能力會更高。因為車上有空間、大電池，特別對電動車而言，還有對這種算力的需求，所以未來車機的芯片應該是從服務器搬，而不是從手機搬了。
四、車規級是大趨勢
回顧汽車座艙的演變可以發現一個趨勢，功能從分散走到集中，控制從獨立走到整合。上世紀，博世聯合英特爾開發CAN總線系統，用于車內ECU數據通信。此后，車載嵌入式電子產品種類逐漸豐富，車載操作系統得到應用。2001年，寶馬引入中央顯示屏，標志著液晶屏正式進入汽車座艙；2018年，偉世通在CES上發布智能座艙系統SmartCore，代表主流域控制器方案開始向市場推廣；2020年，智能座艙方案陸續面市，主機廠、供應商及科技互聯網公司紛紛進軍智能座艙領域。從產品形態上來看，中控和儀表實現一體式的多屏聯動；手機端的應用生態也逐漸被移植到座艙內。
資料來源：羅蘭貝格《智能座艙發展趨勢白皮書》
在底層技術層面，軟件走向軟硬件解耦；硬件各個電子控制單元（ECU）從傳統的分離式走向域內集中，再走向跨域的中央集中。
資料來源：布谷鳥科技
在跨域整合的趨勢下，駕駛域未來有逐步整合座艙域、車身域等功能域的趨勢。以駕駛域控制器為主導的全車計算平臺CCU可能會在不久的將來得以實現。當娛樂系統與安全息息相關的智駕系統融合后，主控芯片的安全、可靠性要求將進一步提升，符合車規等級和功能安全標準的芯片便成為必需。其中道理很簡單：多個功能集于一身后，任何一項功能要求必須滿足最嚴苛的車規級標準時，主控芯片就必然要按照車規級標準打造，通過AEC-Q100和ASIL-D將成為標配功能。如此一來，其他即使要求不嚴苛的部件，也就能同享到車規級安全。因此，只要智能汽車電子電氣架構向集中式發展的趨勢不變，那么全車所有芯片達到車規級標準的大趨勢就不會改變。目前來看，如果不涉及安全，單純只用在娛樂上，車規級芯片確實有噱頭之嫌。但是長期來看，隨著跨域融合的發展，智能座艙芯片涉及安全、輔助駕駛等功能時，失效率更低、安全性更高的車規級芯片確屬必要。智能座艙主算芯片，高通8155算是拔得頭籌，被消費者公認為現階段的最優選擇，但智能座艙主算芯片的競爭，實際才剛剛開始。誰能夠在算力和車規級方面做到兩全其美，就能在下一階段競爭中取得優勢。
來源：電動汽車觀察家 作者：王凌方 田輝
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