ARM 能否保有車用處理器 IP 市場的獨占地位,端看 RISC-V 陣營發展

作者 | 發布日期 2019 年 07 月 08 日 7:30 | 分類 晶片 , 汽車科技 , 處理器 follow us in feedly


鑑於車用電子需求逐步增加與技術發展速度加快,車用晶片市場的開放程度將逐漸擴展,也使得供應鏈廠商針對此商機積極拓展,市占比最高的 IP 供應商 ARM 將持續引領技術主流。在中美貿易戰加劇發展下,美國對華為的禁令措施導致 ARM IP 暫停使用,也讓其他 IP 授權供應商成為話題,RISC-V 的開源架構引發市場討論,不過在車應用發展仍需時間。

ARM 持續引領車用處理器 IP 技術發展

在車用處理器領域,尤其是 ADAS 與車載資通訊(In-Vehicle Infotainment)方面,不管 MCU 或 SoC,ARM 授權 IP 使用在各樣車用晶片的滲透率極高,包括恩智浦、瑞薩電子(Renesas)、德州儀器(TI)、STMicroelectronics、賽普拉斯(Cypress)、高通、NVIDIA 與特斯拉等大廠,都是 ARM 的授權客戶,也讓 ARM 架構晶片在 ADAS 與車載資通訊市場扮演龍頭角色,占比皆超過六成;目前普遍推廣的 Level 2 自駕車等級應用,ARM 技術採用率更高達 85%。

分析 ARM 的 IP 架構分類,Cortex-A、Cortex-R 與 Cortex-M 均有對應車用的設計,自 2018 年 Cortex-A76 開始衍生的 Cortex-A76 AE(Automotive Enhanced),更是為車用量身打造的 CPU IP,且能對應至 7 奈米製程節點進行最佳化,目前處於車用認證中,是未來非常有競爭力的產品。

▲ ARM IP Portfolio for Automotive Application。(Source:ARM;拓墣產業研究院整理,2019.7)

ARM 看好未來自駕車發展趨勢,將持續集中 CPU、GPU、ISP 的異質運算,著重低功耗技術研發,並針對車用晶片的運算單元,包括 CPU、GPU、NPU 等,依照使用者不同需求進行應用場景評估。COMPUTEX 2019 發表新一代 Cortex-A77,雖在做好最佳的 ROI(Return of Investment)前屬於全面性應用的通用版本,亦有開發車用 Cortex-A77 AE 版本,是 ARM 專門車用領域 AE 系列的第二項產品,目前也處於車用認證,同樣聚焦在自駕車與 ADAS 部分做功能性開發。

在晶片製程節點方面,會持續對應最新製程節點,但不會將車用做首要產品應用,僅先針對製程做最佳化與開發,待其他數位消費電子產品做完測試後,才會移做車用市場。因此面對未來汽車電動化需求增加,而持續推動的車用晶片發展,ARM 在市場需求與技術發展的領先地位將更穩固。

中美貿易戰引發授權 IP 使用限制,有利於開源 RISC-V 架構加速發展

RISC-V 是基於精簡指令的指令集架構(Instruction Set Architecture,ISA),主要有授權開源及可自訂延伸指令兩項優點而受到關注。授權方面,由於 RISC-V 是開放性架構,沒有產權知識的限制,對寄望能有自主管理決策的廠商來說,具有其吸引力;另外,可自訂延伸指令集的設定,可讓使用者配合產品應用增加特定功能,助益開發者在產品競爭力的提升。

RISC-V 架構 IP 主要供應商之一,SiFive 基於 RISC-V 架構的相關產品線,可能會將終端應用範圍包含 MCU 的 E-Cores 當作車用 MCU 切入點,對應 ARM Cortex-R 與 Cortex-M 相關產品;致力於推廣 RISC-V 的台灣廠商晶心科技,過去推出可應用在車用 ADAS 領域的 AndesCore D1088-S DSP Extension 32-bit Processor 架構,由於與 RSIC-V 相似,相信對日後開發 RISC-V 相關車用產品幫助不少。

▲ SiFive’s RISC-V IP Cores Portfolio。(Source:SiFive;拓墣產業研究院整理,2019.7)

然而對車用處理器來說,RISC-V 發展或將面臨些許挑戰。首先在車用認證方面,由於車用產品在環境溫濕度、使用年限、可容忍故障率與供貨年限的考量,對比工業用或數位消費電子產品嚴格許多,要求高且認證時間長,加上整車廠和 Tier 1 廠商與既有供應鏈合作行之有年,起步較晚的 RISC-V 架構要搶占市場份額較有難度。另外,在自訂指令集方面,自由度高的設定可能帶來 IP 版本差異化,日後版本更新或系統相容性方面不易整合為固定標準,也可能成為 RISC-V 在車應用發展的影響因子。

整體而言,RISC-V 在車用領域的開發尚屬起步階段,發展速度目前比不上主流 IP 廠商,但從市場競爭的公平性來看確實有其必要性,待車用認證與相關規格制定完成,或將有不錯的表現,未來發展仍需持續關注。

(首圖來源:shutterstock)

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