今天小编分享的科技经验：出货量将突破800亿颗，汽车芯片寻找Plan B，欢迎阅读。
图片来源：视觉中国
在汽车电子领網域，RISC-V（第五代精简指令集）开始受到业界关注。
长期以来，占据世界芯片主要市场份额的 CPU 只有 X86 和 ARM 两种架构，而由美国加州大学伯克利分校的教授大卫 ·帕特森（DavidPatterson）设计的新指令集 RISC-V，让厂商们看到了更多的可能性。
今年 8 月份，博世、高通、英飞凌、Nordic 半导体以及恩智浦等五家头部汽车电子芯片公司共同宣布，将投资成立一家基于开源 RISC-V 架构的合资公司。该公司最初的应用重点将是汽车领網域，随后将逐步扩展到移动和物联网等更广泛的市场。
然而，RISC-V 有望成为改变芯片设计的新技术的同时，想要大规模 " 上车 "，难度同样不可小觑。
出货量将破 800 亿颗
在新能源汽车快速发展的过程中，对芯片的需求也在不断增加。
博世中国执行副总裁徐大全在日前举办的 2023 国际汽车电子与軟體大会上透露过一个数字：过去 10 年间，传统燃油车芯片用量从 400 多片增至 900 多片，新能源汽车用量从 500 多片增至 1500 多片，预计到 2030 年会发展到单车近 3000 片芯片的用量。
在汽车芯片中，中央处理器 CPU 是解释计算机指令以及处理计算机軟體中的数据，是运算和控制的核心，通俗来讲就是 " 大腦 "。
CPU 产品研制主要包含四大环节：芯片设计、生产制造、封装测试、下游应用。其中，设计环节是决定芯片功能、性能最为关键的研发环节。
在设计中，设计师要根据指令集进行微架构和核心设计，而指令集的先进与否，也关系到 CPU 的性能发挥。
在 2023 国际汽车电子与軟體大会上，倪光南院士指出，CPU 架构在产业链上差不多相当于 " 龙头 " 的位置，有引领的作用，会影响到产业链上的各个环节，包括下游应用。
目前市场上的四大主流指令集为 X86、MIPS、ARM、RISC－V。其中，X86 指令集在 PC 和伺服器领網域占据主导地位，而 ARM 指令集则在移动终端领網域具有绝对优势。
RISC-V 架构由美国加州大学伯克利分校计算机科学部门于 2010 年发布，中文名称为第五代精简指令集 ( Reduced Instruction Set Computing ) ，是一种基于精简指令集原则的开源指令集架构。
到底有多精简？长城汽车总工程师曹常锋在 2023 汽车芯片产业大会上分享过，"X86 的手册大概有 5000 页，ARM 的手册有 2700 多页，RISC-V 的手册大概只有 200 页。"
除了精简的特点之外，大部分 RISC-V 都是免费开源的。
" 开源降低了芯片的门槛，举个例子，以前设计一个 14 纳米的芯片要花费上亿美元的研发，而现在用开源的方式，则会大大降低研发费用。这样的结果就是以前只有大公司才有能力有资源去做，但现在大量中小企业也可以参与进来。" 倪光南院士解释道。
与此同时，在他看来，哪怕传统的 X86、ARM 架构起步更早，在其他领網域应用很成熟，但新的 AI、物联网、智能网联车等领網域，它们也不适应，所以这种情况 RISC-V 这种开源架构有它的优势。
不过，行业内也有一种看法是，一旦涉及自动驾驶、智能座舱等高性能、高算力的 SOC 芯片，利用 RISC-V 架构就较为困难。
对于高性能 RISC-V 能不能与传统 X86 和 ARM 比，倪光南院士十分乐观。" 很多相关部門正在研发一些高性能芯片，最新的芯片完全不输人家，甚至超过人家，但是还没有做出来，所以这个时间可能是两三年。"
目前，从 RISC-V 在国际发展的情况来看，全球已经有 70 多个国家和 3800 多个会员在使用。截至 2022 年底，全球基于 RISC-V 的处理器已超过 100 亿颗。据 RISC-V 基金会发布的数据预测，到 2025 年 RISC-V 芯片出货量将突破 800 亿颗。
" 过去的 100 亿颗，其中 50% 左右来自中国，这个比重我们觉得很不错，像过去 X86、ARM，中国也有不少，但我们要买授权，没有自己的产权，没有自己品牌，但 RISC-V 部分，从设计到制造，我们都可以起到主要作用。" 倪光南院士说道。
两个难处
新 CPU 架构虽然具有广阔的应用前景，但想要 " 上车 "，也面临不少技术和市场上的挑战。
第一个便是 " 车规 " 问题，而这也是做芯片绕不过去的话题。
从认证体系来讲，首先要通过 16949 的认证，芯片要有 ACQ-100 的认证，模组要有 ACQ-104 的认证，同时要过功能安全 26262 的认证。
这个认证周期不仅漫长，而且曹常锋从过往实践中也发现，不少厂商缺乏完整的车规认证流程和能力。
" 因为 AEC-Q100 是可以自认证的标准规范，芯片公司可以自己出一套认证报告来提交给车企，也有一部分可以委托第三方。但是在应用情况下我们也发现了好多厂商的测试中有不完整、不规范的地方，并没有把完整的项目都做到，所以在应用上就会带来很大的困难。"
比如湿敏的等级、上电的循环，上电循环要求是要在 105 度工作环境下测试一千次；加速老化测试需要在 110 度的温度和 85% 的湿度环境下进行 264 小时的测试；高温存储测试是要在 125 度下放一千个小时；高温工作寿命测试也要求在 125 度环境中工作一千个小时；封装的完整性需要大于 95%；跌落测试需要做保证。
另一个 RISC-V" 上车 " 时被广泛讨论的难点和要点是軟體生态。
芯片的发展离不开生态，过去 X86 最重要的生态是 Windows 作業系統加上英特尔架构 X86 芯片，而 ARM 架构则是与安卓生态密切相关。
而从汽车行业来看，本身就是一个强生态的行业，生态的不健全则是 RISC-V 当下面临的最大问题。
曹常锋继续解释说，一般来讲，汽车行业是传统的制造型企业，而传统的企业有工程师的思维，不太喜欢特别新的地方、新的芯片，之所以不喜欢，一个很重要的原因就在于，RISC-V 整体的架构和軟體方面有很多不完整的地方，" 軟體的生态恰恰是 RISC-V 真正的短板，整个生态并不是特别的完整，包含工具链、编译器这方面我们应用起来都有一定的困难。"
那么如何建设 RISC-V 的生态呢？倪光南院士认为，未来 RISC-V 将会发展出一个新的生态，这个生态将基于 RISC-V 加上基础軟體和应用来构成，叫 "RV++"。
RISC-V 架构凭借开源带来的开放灵活性，成为了芯片行业不容忽视的新计算架构选择方案。然而，机遇总是与挑战相伴。前景虽好，但 RISC-V 能否慢慢补齐短板，并在汽车行业里面铺开，还有更长的路要走。
（本文首发钛媒体 App，作者｜韩敬娴，编辑｜张敏）
