NXP在汽车电气化方面的领导力，从何处构建？

近日NXP在中国再次加大投资力度，建立了“恩智浦中国电气化应用实验室”，该实验室由电池以及电源管理芯片新产品验证和系统应用实验室、门级驱动验证实验室和测功机房、电磁兼容实验室、解决方案展示室四个部分组成，配备了全球最先进的实验和测试设备。同时NXP公司多位高管来华，专门召开了“汽车领导力”媒体开放日活动，分享了电子电气架构、UWB、电气化方面的整体战略以及最新的技术产品。

既然主题是“汽车领导力”，那么这种领导力从何而来？在此次活动上，我们听到几位高管都在强调的关键词是“生态系统”、“软件”、“平台化”，这也是NXP在基于高性能的硬件产品基础上，能够为汽车电子客户提供的更深层次价值和其电气化竞争优势所在。

“恩智浦每年有52%以上的收入来自于汽车业务，我们在汽车领域中的MCU/MPU和非功率模拟器件都是全球第一。”恩智浦全球资深副总裁、大中华区主席李廷伟博士在近日的“汽车领导力”媒体开放日活动分享到。“电气化才刚刚开始，而中国在这一领域中走在了全球的领先位置。”

图：恩智浦全球资深副总裁、大中华区主席李廷伟博士

“自疫情爆发以来，我们都深刻地感受到了变化。这种“变化”不仅仅影响了产品、技术和认知，且已经演化为一场突破性的、颠覆性的范式变革。这一范式变革对于整个行业造成了巨大的冲击，重新定义了这个行业的参与者、竞争模式，甚至是对该行业全新的理解。因此，每个个体、每个产业链的参与者，甚至包括资本方在内都必须重新思考这一新局面。”恩智浦市场及销售副总裁、大中华区汽车电子业务总经理刘芳表示，“尽管我们是一家芯片制造公司，但是除产品本身以外，恩智浦还能提供的是全球范围内汇聚的智慧。”

图：恩智浦市场及销售副总裁、大中华区汽车电子业务总经理刘芳

汽车行业中国OEM面临的五大挑战

在软件定义汽车的发展中，汽车的电子电气架构正在发生变化。当前中国在电气化领域走在前列，也必然遇到了一系列的挑战。这些挑战是当下中国OEM所面临的，也同样会是接下来全球汽车OEM可能都会遇到的困难。如何帮助中国OEM迎战这些挑战，加速行业创新，是恩智浦矢志不渝的方向。

图：恩智浦资深副总裁、汽车微控制器总经理Manuel Alves Mendes

据恩智浦资深副总裁、汽车微控制器总经理Manuel Alves Mendes表示，在与客户的沟通中，发现中国客户面临着五大挑战。第一个挑战即愈发复杂的汽车架构。这种复杂性问题带来技术和制造方面的挑战，OEM需要思考采用何种域控设计来使得整车从设计到制造以及未来都具有更好的灵活性和成本优势。第二个挑战来自产品上市速度。当前智能汽车的迭代速度正在不断加快。第三个挑战来自对电气化解决方案效率的追求。新能源汽车只有实现更高的电气化效率，才能够实现更长的续航里程。第四个挑战即成本，在当前激烈的市场环境中，OEM们需要在提供差异化产品特色的同时，尽可能降低成本，从而获得更好的竞争力。最后一个挑战即全球竞争力。中国智能电动汽车正在开拓海外市场，为实现这一宏愿，需要面向全球不同市场和地区的客户提供符合当地法规和用户需求的产品。要具备快速的响应能力，全球化的生产运输和销售网络。

那么如何帮助中国OEM构建合适的E/E架构，满足速度、效率、成本和区域定制等各方面的需求？答案就是一个可拓展的硬件计算平台，覆盖从简单到高性能的控制、连接和计算需求，同时还要实现软件的可迁移性。S32系列计算平台就是NXP给OEM客户提供的，用于迎战软件定义汽车变革的利器。

S32：一个计算平台，应对全面挑战

虽然各家的汽车区域设计尚未有统一，但从计算需求的角度来看，可以大致分为几类。首先底层的各种终端的节点的基础控制功能，需要各种低功耗高可靠的MCU来参与；然后更高一层的区域控制器层面，需要更高性能SoC/MCU来实现功率管理、网关通信等更为复杂的功能；最顶层的“大脑”，也就是汽车高性能的计算部分，需要更高算力的SoC来承载；而像ADAS、IVI等应用，也都需要专门的SoC来进行计算，为了成本和设计考量，也有跨域融合用一个SoC来实现的设计方案。

恩智浦的S32系列产品组合，构建了从终端节点、到区域控制器、再到车载计算机三个层次全面覆盖的软硬件计算解决方案。S32平台提供了从高端的5nm层级的高性能计算产品，一直到底层90nm的控制类MCU的全面的产品组合。硬件方面，这个解决方案还包括了电源管理（PMIC）、不同协议的物理连接（PHY），以太网的切换（SWITCH）来提供计算解决方案。通过对于不同需求，可以选择最佳的功能取舍来获得最优化的系统即将方案。

据Manuel介绍，S32平台的对于行业而言是独一无二的，因为该平台能够涵盖多个技术节点。“一个真正的平台是可以涵盖各代技术来进行扩展的，这是我们多年来一直孜孜以求的目标。”

所谓“平台化”的基础要素在于软件和开发流程的多个功能的可复用性，因为S32平台基于Arm架构来构建，因此实现了软件的完全可重复利用；而在功能安全等方面，整个S32系列支持同样的安全标准。因此S32可以帮助客户节约更多的开发时间成本。

因为S32是一个可拓展的平台，支持软件的可复用性，因此也就支持“向左转”、“向右延伸”的开发趋势，能够加速整个产品的研发。“向左转”指的是在硬件产品ready之前，软件团队就可以更早地进行软件的开发。而“向右延伸”即在芯片硬件完成后，仍可以持续地通过云上虚拟环境来进行合成，持续地改善和部署软件，在车辆制造的过程中，就进行软件的同步研发，从而加速整个汽车的上市进程。

据Manuel分享，虽然恩智浦是一家芯片公司，但软件工程师的人数已经超过了硬件工程师的人数。基于S32平台，围绕着一系列汽车应用而开发的软件，将会是汽车OEM打造差异化用户体验的关键。

恩智浦能够帮助客户重新定义汽车，这来自硬件和软件方面的努力。硬件方面，要简化重新配置计算，使汽车更加高性能，从而达到功能安全和信息安全。软件方面，要具备宏大的思维，支持云上虚拟开发。“持续地进行软件的部署，扩展到汽车的整个生命周期，同时优化软件和硬件的配合。”Manuel总结到。

UWB：连接更大的全新生态

在2017年的时候，超宽带（UWB）技术开始在手机上实现应用。凭借着更好的定位精度（～10cm）、更好的鲁棒性、更长的探测距离（～100米）、更高的安全性和实时性（小于10ns），UWB开始在防丢神器、数字车钥匙、无感支付和无感门禁等应用上大显身手，目前已经有超过10亿的UWB器件在使用中。

然而UWB技术的应用方向，远不止于。尤其是在汽车上，恩智浦通过将UWB技术和毫米波雷达集成，提供了在智驾座舱内更为精准的定位，从而实现了更丰富的场景。通过一个超宽带IC，可以实现极为丰富的功能。

据恩智浦半导体资深副总裁、高级模拟业务部安全汽车门禁总经理Markus Staeblein分享，UWB技术提供了到某一物体的精准锚点定位，例如将其应用在测量车内儿童的距离上，就可以实现儿童车内遗留监测（CPD，Child Presence Detection）应用。

图：恩智浦半导体资深副总裁、高级模拟业务部安全汽车门禁总经理Markus Staeblein

恩智浦最新发布的完全集成的汽车单芯片超宽带（UWB）系列TRIMENSION NCJ29D6，结合了下一代安全精确的实时定位功能和短程雷达功能，是新一代的汽车超宽带IC，可通过单个系统解决多个用例。据Markus介绍，该器件具备四大关键要素。

第一，能够提升测距的性能。更高的射频灵敏度和两个同时运行的接收链支持天线分集和到达角概念，能够检测其他支持UWB的设备的距离或移动方向的微小变化。第二，一个IC将安全测距和短程雷达相结合，使得OEM能够将基于UWB的单一汽车门禁系统转变为完全灵活的多用途平台，使用相同的硬件即可实现多个用例。第三，节约系统成本。通过单芯片解决方案，把超宽带、微控制器还有电源等等都集成在新的芯片中，能够提供更大的内存、更高的计算能力、CAN和安全性。第四，融入对安全性的考虑。该器件在设计之初就融入了恩智浦对于安全的考虑，配备了非常安全的传感器，从而抵御汽车在物理和网络安全两方面可能受到的攻击。

手机从单纯的通讯工具变成智能手机之后，已经成为了整个智能互联的中心。而汽车变成大号的智能设备之后，又会构建出一个怎么样的新的智能生态？这将会是行业内共同摸索的方向。UWB技术将会是构建一个更大的、全新的生态的技术纽带。

在未来，可以通过UWB技术实现拖车和车辆的自动连接；也可以通过UWB技术来实现电动汽车的精准充电，提高充电效率；当您回到家中时，自动判断车库的位置进行泊车入库；用户离开停车场时，车辆自动完成停车费支付；将车辆与各种基础设施之间进行连接。超宽带技术，让上面的一切成为可能。

恩智浦电气化系统级解决方案，布局更大的全新生态系统

电气化是来自新能源汽车，但在恩智浦看来又不仅仅止步于新能源汽车，而是一个电气连接的更大的全新生态。“电气化并非局限于某一个方面，例如家具或者汽车等设备实际上都是互相连接的，比如我们可以使用汽车的电池为家中的设备反向充电。”恩智浦高级模拟业务部垂直市场及系统解决方案资深总监Clara Otero Perez分享到，“所以，电气化如今已然成为一个全球化议题。人们希望各种设备都能更具自我管理和自治的能力，拥有能实现思考和行动的系统。与此同时，不同的系统之间也需要能够进行相互的沟通与连接，从而更好地管理端到端的能源使用。”

当前电气化市场中，传统的供应链仍然存在，但在整个市场所占的比重已经相对较小。供应链更趋向右侧，强调的是各方协作。电动汽车供应商的设备，如何管理家庭内部的电动汽车？如何与储能行业、能源配送以及能源电表等进行连接？这将会是一个全新的生态。恩智浦希望成为这一生态中关键技术供应商，不仅提供芯片和零部件，还可以通过构建系统、提供预先集成系统的解决方案，将不同行业中的供应商汇聚起来，来帮助到客户。

图：恩智浦高级模拟业务部垂直市场及系统解决方案资深总监Clara Otero Perez

具体到器件层面，Clara介绍了恩智浦全新的PMIC——MC33774。该器件提供了更高的精确性、ASIL-D级功能安全、多电芯平衡能力以及更高鲁棒性，适用于高压电池管理系统。

而在系统方案层面，恩智浦还提供了完整的电源逆变器的系统方案，可以实现高效的电机驱动。一个方案就可以驱动6到12个不同相位的电机。

最后扩大到整个电气化生态的方方面面，包括触电基础设施的器件、方案，以及大大小小的储能系统，恩智浦也是全面覆盖：恩智浦提供了充电基础设施，其中涉及到一个关键的差异化因素，即精准的能源管理。而除了模拟部分，恩智浦还提供电表、处理器和安全性功能，包括安全支付等。此外，在充电桩应用上，恩智浦还提供可扩展的产品组合，范围包括小型充电桩到大型充电桩不等。储能系统同样也是电气化生态的重要组成部分，当前，恩智浦也已拥有大型储能系统的管理能力，提供了几千甚至几万瓦电压级别的储能系统的系统解决方案。

构建电气化的领导力，敢为人先

随着汽车电气化智能化的逐步发展，一个更大的全新的智能生态正在蓬勃生长。如何抓住这一波新的机遇，是行业内每一位参与者都应该深入思考的课题。而恩智浦将自己定位为是电气化方面的领导者，希望成为这一生态的关键技术供应商。此次位于天津的“恩智浦中国电气化应用实验室”启动，便是恩智浦在构建领导力方面的一个侧影。而其实恩智浦已经在领导力的构建方面耕耘已久，不仅在产品上，更在行业的推动上，敢为人先。据刘芳介绍，去年（2022年）恩智浦就在行业内推动了一个被称之为新能源客户赋能中心（ECEC）的项目。“恩智浦在内部对该项目展开过诸多探讨，因为其受益者可能不仅是恩智浦的客户或行业的参与者，还有可能是我们的潜在竞争对手。但即便如此，我们依然推出了这项服务。”

要具备电气化方面的领导力，除了扎实的高性能软件硬件基础供应，实现商业化的成功外，还要在商业化的成功之上，探寻更高层次的行业价值、社会价值。恩智浦正在努力中。