若論及Z世代心中兼具理想主義底色與商業(yè)破圈能力的企業(yè)家圖騰，小米科技創(chuàng)始人雷軍堪稱現(xiàn)象級(jí)存在，僅憑借小米SU7和小米SU7 Ultra兩款神車，雷布斯就后發(fā)制人，在極度內(nèi)卷的新能源汽車殺出重圍，趕上行業(yè)的末班車。
小米的兩款神車有多受粉絲喜愛(ài)大家打開(kāi)社交媒體就能刷到，風(fēng)云君今天準(zhǔn)備聊點(diǎn)不一樣的，一個(gè)大家關(guān)注不是特別多的點(diǎn)，小米汽車所采用、業(yè)內(nèi)逐漸達(dá)成共識(shí)的新一代電子電氣架構(gòu)（E/E架構(gòu)）所蘊(yùn)含的產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)會(huì)。
一、架構(gòu)演進(jìn)：從分布式到集中式，中央域控芯片國(guó)產(chǎn)替代勢(shì)在必行
如果把汽車比作人，電子電氣架構(gòu)就是它的“神經(jīng)系統(tǒng)”和“大腦系統(tǒng)”——用來(lái)控制全車所有電子設(shè)備（比如車燈、屏幕、雷達(dá)、電池、電機(jī)）如何連接、溝通和協(xié)同工作。
傳統(tǒng)E/E架構(gòu)采用分布式架構(gòu)，一個(gè)ECU（電子控制器）負(fù)責(zé)某個(gè)特定功能，每個(gè)ECU帶有嵌入式軟件，ECU與ECU之間通過(guò)總線進(jìn)行通信，有點(diǎn)像用10部諾基亞手機(jī)拼成一臺(tái)車，每個(gè)手機(jī)管一個(gè)功能，互相打電話溝通。
更形象點(diǎn)說(shuō)，由于功能相對(duì)單一，傳統(tǒng)E/E架構(gòu)的“大腦系統(tǒng)”并沒(méi)有發(fā)育完成，全靠駕駛員的人腦賦能。
隨著車輛智能化提速，ECU數(shù)量快速增長(zhǎng)，車輛需要實(shí)時(shí)互動(dòng)、溝通和處理的信息量完全上升了一個(gè)幾何級(jí)，是先剎車還是先關(guān)閉空調(diào)，先打開(kāi)音樂(lè)還是全息影像，都需要一個(gè)超級(jí)的“中央大腦”來(lái)實(shí)時(shí)裁決處理。
新一代E/E架構(gòu)有點(diǎn)像智能手機(jī)，是一種集中式的信息處理架構(gòu)，所有功能都連接到“中央大腦”（高性能電腦），通過(guò)一套精簡(jiǎn)的“神經(jīng)系統(tǒng)”（高速網(wǎng)絡(luò)）傳遞指令，靈活高效，且全車功能可像手機(jī)一樣OTA遠(yuǎn)程升級(jí)。
基于上述邏輯，車輛E/E架構(gòu)由分布式向域控制器方向演進(jìn)，并最終邁向整車中央E/E架構(gòu)。現(xiàn)階段，走在前沿探索的車企普遍都在嘗試“中央計(jì)算+區(qū)域控制架構(gòu)”的域集中方向。
特斯拉是新一代E/E架構(gòu)的鼻祖，通過(guò)“區(qū)域控制器+中央計(jì)算單元”，特斯拉Model 3的全車ECU數(shù)量?jī)H20-30個(gè)，而傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)需要100+個(gè)ECU。
降本和減重是新一代E/E架構(gòu)的最大優(yōu)勢(shì)，全球知汽車零部件廠商安波福對(duì)某車企的一項(xiàng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，除了減少ECU使用，其款車型少用了數(shù)百根單獨(dú)電線，最終減重8.5kg。
廣汽是國(guó)內(nèi)首家采用“中央計(jì)算式“架構(gòu)的車企，據(jù)報(bào)道，其星靈架構(gòu)（EEA3.0）在算力上提升50倍，數(shù)據(jù)傳輸速率提升10倍，線束回路減少約40%。小鵬的X-EEA電子電氣架構(gòu)也將小鵬的整車綜合研發(fā)成本降低50%，智能體驗(yàn)迭代周期縮短30%，OTA速率提升300%。
在巨大的經(jīng)濟(jì)效益及操控體驗(yàn)驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)車企也紛紛布局新一代E/E架構(gòu)，其他各主流頭部車企也均在緊鑼密鼓的規(guī)劃量產(chǎn)。
在新一代E/E架構(gòu)下，汽車的“大腦系統(tǒng)”初步發(fā)育完成，與大腦相匹配的，承載中央計(jì)算功能的、在智能座艙和智能駕駛之外的第三顆車規(guī)級(jí)SoC大芯片中央域控制器芯片也應(yīng)運(yùn)而生。
中央域控制器芯片是智能汽車的核心計(jì)算平臺(tái)，承擔(dān)數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)控制、通信協(xié)調(diào)等任務(wù)，在自動(dòng)駕駛、智能座艙、車載網(wǎng)絡(luò)通信等場(chǎng)景中至關(guān)重要。
不過(guò)，與智能座艙和智能駕駛領(lǐng)域的芯片都存在國(guó)產(chǎn)替代不同，中央域控制器芯片目前尚無(wú)國(guó)產(chǎn)量產(chǎn)替代方案，恩智浦的NXP S32G幾乎壟斷全球中央域控芯片市場(chǎng)，小米汽車的整車控制器使用的就是恩智浦的NXP S32G。
一句話概括，中央域控制器芯片核心技術(shù)攻堅(jiān)刻不容緩，破繭突圍只待彎弓。
二、藍(lán)海掘金：500億市場(chǎng)潛力與三重系統(tǒng)性挑戰(zhàn)
盡管半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局重構(gòu)與供應(yīng)鏈安全訴求已成共識(shí)，但中央域控制器芯片的自主化進(jìn)程仍需直面多重系統(tǒng)性挑戰(zhàn)。
首要挑戰(zhàn)在于高端人才的供給缺口。作為全球汽車芯片領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，恩智浦的核心研發(fā)資源長(zhǎng)期集中于海外，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)在高門檻車規(guī)芯片領(lǐng)域難以形成系統(tǒng)化、成規(guī)模的高端研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
其次，芯片在研發(fā)設(shè)計(jì)階段主要依賴研發(fā)人員對(duì)其具體應(yīng)用場(chǎng)景的產(chǎn)品定義，同下游客戶的實(shí)際需求并不能完全對(duì)齊，這導(dǎo)致芯片研發(fā)后無(wú)法滿足整車適配從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的量產(chǎn)上車。
廣汽是新一代E/E架構(gòu)集中化轉(zhuǎn)型的先行者，其2023年上市的昊鉑車型即采用了恩智浦S32G的中央域控解決方案，該項(xiàng)目歷經(jīng)幾年攻堅(jiān)，組建過(guò)百人專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行跨部門協(xié)同后適配，最終在2023年完成量產(chǎn)落地。
該說(shuō)不說(shuō)，這幸好是2023年之前的事，按照目前新能源汽車的迭代速度，以這個(gè)效率，極有可能車型還沒(méi)落地，設(shè)計(jì)理念就已經(jīng)落伍。
最后，芯片研發(fā)專家不一定是企業(yè)管理專家。
遠(yuǎn)的不說(shuō)，前段時(shí)間剛剛起死回生的國(guó)產(chǎn)GPU獨(dú)角獸象帝當(dāng)初也是頭頂明星光環(huán)，其創(chuàng)始人是帶隊(duì)研發(fā)出龍芯1號(hào)、2號(hào)芯片的唐志敏，公司累計(jì)融資25億，估值高達(dá)150億，但此前因經(jīng)營(yíng)管理不善一度被傳言解散。
雖然道阻且長(zhǎng)，中央域控制器+區(qū)域控制器卻是個(gè)不折不扣的新興藍(lán)海市場(chǎng)。
根據(jù)佐思汽研的統(tǒng)計(jì)，2024年上半年，“準(zhǔn)中央+區(qū)域架構(gòu)”的乘用車銷量占比3.4%，“中央+區(qū)域架構(gòu)”乘用車銷量更是僅占比0.7%，基于“中央+區(qū)域”架構(gòu)帶來(lái)的巨大成本優(yōu)勢(shì)，以及整車空間設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，未來(lái)滲透率有很大的提升空間。
根據(jù)西部證券的估計(jì)，預(yù)計(jì)到2027年，“準(zhǔn)中央+區(qū)域”架構(gòu)滲透率將達(dá)到16.3%，“中央+區(qū)域架構(gòu)滲透率將達(dá)到14.3%”。屆時(shí)，我國(guó)區(qū)域控制+車身域控市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到476億。
三、天時(shí)地利，一顆芯片新星已頭角崢嶸
碰巧，風(fēng)云君最近參加線下活動(dòng)時(shí)恰好接觸到一家從事中央域控芯片研發(fā)設(shè)計(jì)的初創(chuàng)公司——北京市辰至半導(dǎo)體科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“辰至半導(dǎo)體”）。
辰至半導(dǎo)體由一批先后在Marvell、NXP、哲庫(kù)等知名國(guó)內(nèi)外大廠任職的數(shù)十年的芯片專家創(chuàng)辦，公司核心團(tuán)隊(duì)過(guò)往主導(dǎo)完成了多款車規(guī)和手機(jī)大芯片的研發(fā)設(shè)計(jì)，剛好屬于國(guó)內(nèi)稀缺的具有成熟落地經(jīng)驗(yàn)的高端車規(guī)芯片成建制研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
2023年5月，哲庫(kù)芯片團(tuán)隊(duì)的解散給這個(gè)初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)補(bǔ)足了最后一塊短板，成建制的國(guó)內(nèi)擁有手機(jī)SoC芯片開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的硬件系統(tǒng)和軟件團(tuán)隊(duì)被補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，使得辰至形成了完整的芯片設(shè)計(jì)-硬件系統(tǒng)-軟件開(kāi)發(fā)-產(chǎn)品測(cè)試的全流程研發(fā)體系。
有了具備豐富研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)以及部分下游種子客戶最新的產(chǎn)品定義輸入，新三板掛牌公司金證互通（838334.NQ）也適時(shí)切入進(jìn)來(lái)，承擔(dān)了資本和橋梁的角色金證互通成為核心股東，研發(fā)團(tuán)隊(duì)則更專注芯片研發(fā)本身。
據(jù)金證互通公告顯示，此次投資將有助于公司對(duì)于汽車生態(tài)、芯片及人工智能領(lǐng)域的深度理解，有利于促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)中信息、業(yè)務(wù)、資源等有效對(duì)接及高效利用。
據(jù)了解，辰至半導(dǎo)體首款中央域控制器芯片C1已流片完成。該芯片為ASIL-D級(jí)車規(guī)芯片，同時(shí)兼具硬件加密、多核異構(gòu)架構(gòu)的差異化優(yōu)勢(shì)，能夠滿足整車對(duì)多通道數(shù)據(jù)傳輸分發(fā)、功能安全的嚴(yán)格要求。
按照車規(guī)芯片一般的驗(yàn)證測(cè)試時(shí)間，辰至半導(dǎo)體的中央域控芯片有望在2026年達(dá)到量產(chǎn)要求并上車，這對(duì)其拓展其他車企業(yè)務(wù)也將產(chǎn)生積極影響。
值得一提的是，辰至半導(dǎo)體中央域控芯片為車規(guī)最高安全等級(jí)ASIL-D級(jí)，這個(gè)安全等級(jí)意味著，芯片故障概率比被雷劈還低，而且就算真出故障了，備用系統(tǒng)也會(huì)迅速切換，人根本察覺(jué)不到。
四、生態(tài)延展：從車規(guī)到工控，國(guó)產(chǎn)替代的星辰大海
除了應(yīng)用在智能汽車，辰至半導(dǎo)體的域控芯片還可以拓展至中高端工控、信息安全、低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，在成功應(yīng)對(duì)了智能汽車領(lǐng)域的復(fù)雜信息和高并發(fā)數(shù)據(jù)處理挑戰(zhàn)后，在其他領(lǐng)域也就輕松拿捏。
在這些領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)替代同樣大有可為。以工控（PLC）領(lǐng)域?yàn)槔?，根?jù)上市公司合川科技(688320.SH)可轉(zhuǎn)債募集書(shū)，2022年我國(guó)PLC市場(chǎng)規(guī)模為170億，其中大中型PLC和小型PLC市場(chǎng)份額各占一半左右。
西門子、歐姆龍和三菱三大巨頭聯(lián)手瓜分了2022年國(guó)內(nèi)工控市場(chǎng)72.00%的市場(chǎng)，而我國(guó)的匯川、信捷、禾川，再加上中國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)達(dá)，才合計(jì)拿下僅14%的市場(chǎng)。
另一方面，即便國(guó)內(nèi)目前最能打的匯川技術(shù)（300124.SZ），競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)也主要體現(xiàn)在小型PLC領(lǐng)域，在中大型高端PLC市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)很少染指，這都是辰至半導(dǎo)體未來(lái)的用武之地。
道阻且長(zhǎng)，行則將至。
從車規(guī)級(jí)芯片研發(fā)本身極高的底層技術(shù)壁壘，到芯片-操作系統(tǒng)-應(yīng)用生態(tài)的垂直整合難題，再到國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí)晶圓制造與封測(cè)代際差距的傳導(dǎo)制約，國(guó)產(chǎn)中央域控芯片的自主化之路注定是一場(chǎng)跨學(xué)科、跨產(chǎn)業(yè)鏈的長(zhǎng)期攻堅(jiān)。
盡管前路荊棘密布，但產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新、中國(guó)新能源車企的迫切需求以及資本與技術(shù)的深度融合，已為這場(chǎng)硬仗點(diǎn)燃星火。
熱門跟貼