观点 | 电动汽车变革进行时,芯片IP供应商扮演着怎样的角色?

导语:电动汽车正经历着天翻地覆的变化。智能化、自动化、移动计算平台……这些关键词承载着我们对未来汽车的想象。汽车制造行业的所有参与者正推动着这场变革,Imagination便是其中之一。在这篇文章中,Imagination内容经理Benny Har-Even与Imagination的高管们从技术改进、市场趋势等多个维度讨论了电动汽车的未来。

作者:Benny Har-Even

第二次电动汽车(EV)革命几乎要发生了。如果你想知道,第一次革命是在20世纪60年代,你可能会惊讶,在英国道路上的电池电动汽车据称比世界其它地方的总和还要多。有印象吗?它是典型的英国低调风格,最高时速为15英里每小时——为什么?它们是牛奶车。

相比起来,今天的电动汽车更像是移动的船。2016年,特斯拉S车型曾被称为“全球跑速最快的量产汽车”。尽管新冠疫情爆发,2020年特斯拉3车型依旧在世界各地的销售排行榜上占据主导地位。汽车行业对手当然不希望特斯拉一枝独秀,到2021年,电动汽车市场竞争将更加激烈,大多数主要汽车制造商,从福特、大众到捷豹、梅赛德斯奔驰都将推出纯电动汽车。

那么,对于半导体电子知识产权(IP)的公司来说,这场即将到来的革命意味着什么呢?Imagination Technologies 为汽车行业提供知识产权(IP)设计服务超过15 年,在此期间,前三大汽车 SoC 供应商中有两家是Imagination Technologies的客户,在应用处理器 GPU市场份额方面名列前茅。凭借最新的XS GPU系列产品,Imagination 专注于为高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)提供下一代应用案例所需算力,以及支持驾驶舱中需求越来越强的图形显示功能。

根据Imagination公司首席功能安全工程师大卫·怀亚姆(David Higham)的说法,“从个人角度来看,我认为电动汽车(EV)激动人心,”怀亚姆说,“从环境角度来看,我们越能够摆脱燃烧化石燃料,对我们所有人来说都更好;从技术角度来看,如果你考虑将电动传动系统与自动驾驶集成,这将是Imagination的重要机会。

Imagination公司汽车业务高级总监杰米·布鲁姆(Jamie Broome)对此表示赞同。“你不需要电动传动系统来自动驾驶——优步/沃尔沃的合作证明了这一点,”他说。“EV是变革的催化剂。这就是它对我们至关重要的原因。它使我们远离汽车系统效率低下的时代。电动汽车在使用燃料方面效率更高,我们之所以继续使用化石燃料,仅因为它们仍然相对易于从地面提取。

事实上,特斯拉的使命宣言只谈到从化石燃料转向清洁能源,没有提到自动驾驶技术。电力确实是一种本质上比汽油、天然气更高效的推进方式。根据美国环境保护署的数据,EV将电网中超过77%的电力转化为车轮驱动力,相比之下,汽油车只能将燃料中储存能量的12%-30%转化为车轮驱动力。

布鲁姆指出,内燃机已经调整及优化了100多年,但现在该技术接近天花板。“宝马的口号是‘终极驾驶机器’,字面上它说得对。其内燃机被广泛认为是世界上最好的,但其‘终极’在某种意义上来说是指最后一个——它是汽油之路的终点,所以所有研发现在已无关紧要。”

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科斯沃思V12为戈登·默里(Gordon Murray)的新款超级赛车提供动力,可能是同类车中的最后一款。

但是,目前最大的问题,也就是消费者最关注的电动续航里程进展如何?“是的,今天还是个问题。”布鲁姆说。“我最近租借了一辆宝马i3,电量较低,我知道支撑上班行程会很紧张,所以我把所有能关的东西都关掉了:收音机,空调,显示屏——唯一运行的就是引擎——而这也确实管用。但事情就是这样——你试图榨取性能,如果打开收音机,将失去一英里续航。但是,电池每年都在进步,正如电动机比内燃机表现更好一样,其续航能力很快就会超过它们。”

提高效率的驱动力

效率是汽车新的重要指标,特别是当增加自动驾驶能力,同时也需要大量传感器时,这些增加了汽车重量以及直接拉升了功率需求,这两者都对续航里程产生了负面影响。

Imagination 高级产品营销总监安德鲁·格兰特(AndrewGrant)表示:“在电动汽车领域,(对于自动驾驶)您将使用大量的计算能力,因此您需要从电池中获得最佳充电周期。”他指出,在E级方程式电动赛车系列中,一些工作已经完成,如优化管理电池的算法,而这些算法正在转化用于实用的日用电动汽车中。而且,汽车电子产品数量大增的趋势与Imagination关注的节能设计之间,存在协同效应。

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E级方程式电动赛车成果为公路汽车电池设计提供有效参考信息

汽车中需要使用大量电子控制单元(ECU),而ECU数量是需要解决的一个关键问题。一辆典型的汽车可能包含 100 多个不同的 ECU,以用于电动车窗、车内娱乐、燃油系统、环绕视图系统、卫星导航、EV 传动系统等。这意味着汽车中有很多冗余处理,它不仅是一个成本问题,当你试图尽可能多地获得电力时也是一个消极因素。

布鲁姆说,现在的机会是尽可能合乎逻辑地整合ECU,鼓励处理器重用(使用虚拟化等技术),并采用面向高能效的技术。

从引擎到屏幕

当谈到何时能改变“发动机是区分汽车的关键参数”这一固化想法时,格兰特呼应了布鲁姆的看法。“如果你审视那些大型美商汽车、宝马和底特律汽车,他们都与发动机密切相关,但我们会发现,当每辆汽车都装配相同的电动机时,我们对发动机的兴奋将被其它东西所取代。”

而这些别的东西就是功能——你可以在汽车中做些什么,它可以是面向司机的ADAS,亦或是为乘客提供看电影的功能(一旦完全自动驾驶成熟,乘客最终成为“司机”)。从这个意义上说,汽车将变得更像智能手机:移动计算平台。

为印证这个,怀亚姆提到了他最近"试驾"新本田 E 的经历,该车仪表板有一个大型显示屏。他说,“让我吃惊的是,我宁愿做一个乘客,坐在里边看电影,而不是开车!”

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电动汽车的显示屏是一个关注焦点

当然,电动汽车通常由大屏幕控制,要么中央放置(最明显的是特斯拉),要么水平放置。当然,这种基于屏幕的体验可以出现在传统内燃机传动系统的车辆内,但在“柴油门”之后,很明显,这不是汽车行业的发展方向。为了节省化石燃料和降低运行成本,电力是走向绿色未来的唯一出路。

正如Imagination公司首席营销官大卫·哈罗德(DavidHarold)所观察到的:“汽车制造商在审视世界、化石燃料和气候时,他们意识到他们面临成为下一个菲利普·莫里斯的风险;即没有人愿意与落后行业联系在一起。”

电动汽车是新的智能手机吗?

哈罗德在Imagination 工作超过 20 年,他见证了公司从专注于桌面图形转向移动图形领域,也看到了智能手机行业和电动汽车的成功。

“用户拥有智能手机,他们进入自己的车,看到这个初级的、更新缓慢的,爬行式导航在旧式显示屏上显示。他们会问,‘为什么我的智能手机如此惊艳,而汽车却如此糟糕,而且这辆车还花了我35,000英镑,’或者其它类似的场景。这就是期望差距。”

归根结底,电动汽车对于它所代表的东西非常重要——即,一个新的可能性世界,远离化石燃料和机械复杂性,转向流线型、简单易用、强大的智能设备。这些智能设备实际上围绕在我们周围,不管是手动还是自动,它们智能地、安静地、高效地将我们带向目的地。

英文链接:https://www.imgtec.com/blog/why-electric-cars-matter-for-the-ip-electron...

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