ARM 能否保有车用处理器 IP 市场的独占地位,端看 RISC-V 阵营发展

文章   2020-06-06  阅读 796 次
ARM 能否保有车用处理器 IP 市场的独占地位,端看 RISC-V 阵营发展

鉴于车用电子需求逐步增加与技术发展速度加快,车用晶片市场的开放程度将逐渐扩展,也使得供应链厂商针对此商机积极拓展,市占比最高的 IP 供应商 ARM 将持续引领技术主流。在中美贸易战加剧发展下,美国对华为的禁令措施导致 ARM IP 暂停使用,也让其他 IP 授权供应商成为话题,RISC-V 的开源架构引发市场讨论,不过在车应用发展仍需时间。

ARM 持续引领车用处理器 IP 技术发展

在车用处理器领域,尤其是 ADAS 与车载资通讯(In-Vehicle Infotainment)方面,不管 MCU 或 SoC,ARM 授权 IP 使用在各样车用晶片的渗透率极高,包括恩智浦、瑞萨电子(Renesas)、德州仪器(TI)、STMicroelectronics、赛普拉斯(Cypress)、高通、NVIDIA 与特斯拉等大厂,都是 ARM 的授权客户,也让 ARM 架构晶片在 ADAS 与车载资通讯市场扮演龙头角色,占比皆超过六成;目前普遍推广的 Level 2 自驾车等级应用,ARM 技术採用率更高达 85%。

分析 ARM 的 IP 架构分类,Cortex-A、Cortex-R 与 Cortex-M 均有对应车用的设计,自 2018 年 Cortex-A76 开始衍生的 Cortex-A76 AE(Automotive Enhanced),更是为车用量身打造的 CPU IP,且能对应至 7 奈米製程节点进行最佳化,目前处于车用认证中,是未来非常有竞争力的产品。

ARM 能否保有车用处理器 IP 市场的独占地位,端看 RISC-V 阵营发展

 ARM IP Portfolio for Automotive Application。

ARM 看好未来自驾车发展趋势,将持续集中 CPU、GPU、ISP 的异质运算,着重低功耗技术研发,并针对车用晶片的运算单元,包括 CPU、GPU、NPU 等,依照使用者不同需求进行应用场景评估。COMPUTEX 2019 发表新一代 Cortex-A77,虽在做好最佳的 ROI(Return of Investment)前属于全面性应用的通用版本,亦有开发车用 Cortex-A77 AE 版本,是 ARM 专门车用领域 AE 系列的第二项产品,目前也处于车用认证,同样聚焦在自驾车与 ADAS 部分做功能性开发。

在晶片製程节点方面,会持续对应最新製程节点,但不会将车用做首要产品应用,仅先针对製程做最佳化与开发,待其他数位消费电子产品做完测试后,才会移做车用市场。因此面对未来汽车电动化需求增加,而持续推动的车用晶片发展,ARM 在市场需求与技术发展的领先地位将更稳固。

中美贸易战引发授权 IP 使用限制,有利于开源 RISC-V 架构加速发展

RISC-V 是基于精简指令的指令集架构(Instruction Set Architecture,ISA),主要有授权开源及可自订延伸指令两项优点而受到关注。授权方面,由于 RISC-V 是开放性架构,没有产权知识的限制,对寄望能有自主管理决策的厂商来说,具有其吸引力;另外,可自订延伸指令集的设定,可让使用者配合产品应用增加特定功能,助益开发者在产品竞争力的提升。

RISC-V 架构 IP 主要供应商之一,SiFive 基于 RISC-V 架构的相关产品线,可能会将终端应用範围包含 MCU 的 E-Cores 当作车用 MCU 切入点,对应 ARM Cortex-R 与 Cortex-M 相关产品;致力于推广 RISC-V 的台湾厂商晶心科技,过去推出可应用在车用 ADAS 领域的 AndesCore D1088-S DSP Extension 32-bit Processor 架构,由于与 RSIC-V 相似,相信对日后开发 RISC-V 相关车用产品帮助不少。

ARM 能否保有车用处理器 IP 市场的独占地位,端看 RISC-V 阵营发展

 SiFive’s RISC-V IP Cores Portfolio。

然而对车用处理器来说,RISC-V 发展或将面临些许挑战。首先在车用认证方面,由于车用产品在环境温湿度、使用年限、可容忍故障率与供货年限的考量,对比工业用或数位消费电子产品严格许多,要求高且认证时间长,加上整车厂和 Tier 1 厂商与既有供应链合作行之有年,起步较晚的 RISC-V 架构要抢占市场份额较有难度。另外,在自订指令集方面,自由度高的设定可能带来 IP 版本差异化,日后版本更新或系统相容性方面不易整合为固定标準,也可能成为 RISC-V 在车应用发展的影响因子。

整体而言,RISC-V 在车用领域的开发尚属起步阶段,发展速度目前比不上主流 IP 厂商,但从市场竞争的公平性来看确实有其必要性,待车用认证与相关规格制定完成,或将有不错的表现,未来发展仍需持续关注。