隨著汽車的智能化轉(zhuǎn)型，車規(guī)級芯片已經(jīng)成為汽車的重要核心組件。

車規(guī)級芯片從何而來？

與消費級芯片相比，車規(guī)級芯片有哪些區(qū)別？

消費級芯片對汽車安全的影響？

主流的車規(guī)級芯片有哪些？

車規(guī)級芯片從何而來

在20世紀(jì)（參數(shù)丨圖片）80-90年代，汽車電子化開始普及，主要集中在發(fā)動機(jī)電子控制單元（ECU）、ABS防抱死、氣囊控制等功能。此時的芯片以MCU微控制器為主，典型的是飛思卡爾、英飛凌、瑞薩的16位或32位單片機(jī)。這類芯片的特點是算力有限，從幾十到幾百MHz，但強(qiáng)調(diào)抗干擾能力，只需確?；A(chǔ)的穩(wěn)定性即可。

然而，隨著汽車功能的日益復(fù)雜，尤其是車載娛樂系統(tǒng)、導(dǎo)航、倒車影像等應(yīng)用的普及，傳統(tǒng)MCU逐漸無法滿足需求。消費級芯片開始進(jìn)入車載領(lǐng)域，2000年以后，基于ARM架構(gòu)的處理器出現(xiàn)，這些芯片的算力和性能優(yōu)于MCU，能夠支持復(fù)雜的圖像處理和多媒體功能，如德州儀器OMAP、英偉達(dá)Tegra等。這些處理器與智能手機(jī)芯片結(jié)構(gòu)相似，具備較強(qiáng)的處理能力，能支持安卓等操作系統(tǒng)。然而，隨著車載環(huán)境的逐漸惡劣，這些消費級芯片開始暴露出穩(wěn)定性不足的問題，專門為車輛開發(fā)的車規(guī)級芯片就此誕生。

車規(guī)級芯片與消費級芯片的根本差異

芯片廠商開始在消費級芯片的基礎(chǔ)上進(jìn)行車規(guī)化設(shè)計，核心是穩(wěn)定性、更長的壽命，并通過更嚴(yán)格的測試標(biāo)準(zhǔn)。車規(guī)級芯片的缺陷率標(biāo)準(zhǔn)為0-10PPM，即每百萬個產(chǎn)品中最多允許10個次品，而消費級芯片只要低于500PPM即可。這意味著消費級芯片的故障率是車規(guī)級的50倍。放到實際場景中，相當(dāng)于賣出20萬輛車，就有100輛很可能出問題。

車規(guī)級芯片必須應(yīng)對汽車環(huán)境中常見的極端溫差、高濕、震動等惡劣因素，而消費級芯片則更多關(guān)注日常溫度范圍內(nèi)的表現(xiàn)。車規(guī)級芯片的工作溫度范圍為 -40℃～125℃，以確保在極寒和酷熱的環(huán)境下都能穩(wěn)定運行。例如，東北冬天的零下40℃，或者夏季停在炙熱的太陽下，車規(guī)級芯片仍需保持穩(wěn)定工作。

相比之下，消費級芯片的工作溫度范圍通常為 0℃～70℃**，這意味著它們并不適應(yīng)汽車所需的嚴(yán)苛環(huán)境，容易在極端天氣下發(fā)生性能下降或故障。車規(guī)級芯片在設(shè)計時會進(jìn)行溫度循環(huán)測試，確保穩(wěn)定工作。

車規(guī)級芯片的設(shè)計壽命可以達(dá)到15年，而消費級芯片的生命周期一般為3到5年。車規(guī)級芯片必須能夠承受長期的工作負(fù)荷，確保在整車生命周期內(nèi)不會出現(xiàn)故障。畢竟手機(jī)可能兩三年就換，車不會短時間內(nèi)淘汰。

此外，車規(guī)級芯片必須具備冗余設(shè)計來保證功能的持續(xù)性。例如，鎖步技術(shù)在車規(guī)級芯片中得到廣泛應(yīng)用，這種技術(shù)要求兩顆核心并行執(zhí)行相同的指令，并實時對比輸出結(jié)果，發(fā)現(xiàn)異常時立刻觸發(fā)警告或進(jìn)入安全模式。消費級芯片并不需要考慮冗余設(shè)計，它們的設(shè)計目標(biāo)是追求短期內(nèi)的性能和效率，故障容忍度較低，比如手機(jī)玩游戲等。

以高通驍龍8155為例，基于2019年旗艦手機(jī)的高通855打造而來，4+4的大小核設(shè)計取代了1+3+4的八核設(shè)計，優(yōu)化后，更注重多屏顯示、圖像處理能力，加上更高效的AI引擎，支持語音識別、面部識別等智能功能，安全層面則通過了AEC-Q100認(rèn)證，以及ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)，確保長時間高負(fù)荷運行而不出故障。

消費級芯片對汽車安全的影響

消費級芯片在汽車中應(yīng)用可降低成本、加快迭代，但其可靠性與耐久性往往不足以滿足車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)。在極端溫度、電磁干擾和長期負(fù)載下，故障概率增加，可能導(dǎo)致安全隱患。若缺乏冗余與功能安全設(shè)計，關(guān)鍵系統(tǒng)失效風(fēng)險上升。可能出現(xiàn)開著開著車機(jī)黑屏，導(dǎo)航突然死機(jī)甚至駕駛輔助失靈，在高速或復(fù)雜路況下極易引發(fā)安全隱患。

目前主流的車規(guī)級芯片

目前主流的車規(guī)級芯片數(shù)量眾多，比如高通8155，算力約為8TOPS，而新一代芯片為高通8295，從7nm工藝升級到5nm工藝，AI算力達(dá)到30TOPS，支持更加復(fù)雜的車載應(yīng)用，如增強(qiáng)現(xiàn)實HUD、AI語音助手等，中低端車型大多采用聯(lián)發(fā)科Dimensity Auto，成本更低。

除了座艙，車規(guī)級的自動駕駛芯片發(fā)展迅速，算力需求比智能座艙更為苛刻。主流的比如英偉達(dá)Orin-X，算力達(dá)254TOPS。Mobileye EyeQ6H算力100+TOPS，注重低功耗和高安全性。造車新勢力包括蔚來的神璣NX9031、小鵬的圖靈芯片，以及華為昇騰610/710，算力約400TOPS。

除了座艙和智駕，還有控制類MCU，確保整車關(guān)鍵系統(tǒng)的正常運作。比如英飛凌AURIX TC4xx廣泛應(yīng)用于制動、電驅(qū)和車身控制等。恩智浦S32G應(yīng)用于車載網(wǎng)關(guān)和域控制。瑞薩RH850應(yīng)用于日系車企，強(qiáng)調(diào)高集成度和長供貨周期。

選車偵探觀點：從消費級芯片到車規(guī)級芯片，不僅僅是性能的提升，更是對可靠性、安全性、長期可維護(hù)性等方面的全面考量，大家還知道哪些車規(guī)級芯片？歡迎討論。