汽车供应链逻辑，即将颠覆

这几天，有个新闻没引起行业太多人关注。实际上，这则新闻正在释放一个信号，汽车供应链的逻辑要变了。

3月28日，NXP（恩智浦）推出S32 CoreRide开放平台，同时推出S32N系列超高集成度汽车处理器，帮助汽车从特定功能域到区域再到集中式架构过渡。NXP表示采用S32 CoreRide平台功能的量产汽车正在开发中，预计首批量产汽车将于2027年面世。

翻译翻译，就是帮助汽车厂商过渡到大火的Zonal（区域控制）架构，并且2027年正式上车。这释放着一个信号——这几年会是汽车架构转型的关键时刻，芯片产业也将随之而动。

汽车的终极架构

提到Zonal，可能有人会有些陌生，它是一种汽车电子电气架构 (Electrical/Electronic Architecture，简称EEA) 。大家都认为，Zonal架构可能会是汽车E/E的终极架构。

汽车电子电气架构大致分为三代，从分布逐渐向更高集成度靠拢，我们现在主流应用的架构是第二代，Zonal则是第三代。

第一代为分布式架构，或者称为Flat架构。顾名思义，它就像部落一样，每个电子功能都拥有自己的ECU（Electronic Control Unit，电子控制器单元），比如收音机对应一个ECU，雨刷对应一个ECU。

此时期，架构的缺点也很明显，各ECU间基本处于封闭的网络状态，既无法实现功能协同，更无法具备OTA升级条件。与此同时，当汽车越来越豪华，功能越来越丰富，车上就出现了上百个ECU，每个ECU各自为政，想要它们交换信息，每一个ECU都需要一条线束控制和传递，所以这种架构很复杂、很难扩展。

第二代为Domain（域控制）架构。它就像诸侯制，按照功能把车里面计算需求进行归类比如博世将整车架构划分为五个域，即动力域（Power Train）、底盘域（Chassis）、车身域（Body/Comfort）、座舱域（Cockpit/Infotainment）、自动驾驶域（ADAS），而此时负责处理这些工作的核心就是域控制器（Domain Control Unit）。

表面来看，这种分类非常清晰，但在车上的走线却非常复杂，因为每个功能实际所处位置遍布全车身，最终导致线束在车里绕来绕去。

第三代为Zonal（区域控制）架构，虽然也是按照区域分类，不过主要是按照物理位置的方式去归类，更像郡县制。特斯拉的Model 3是最早采取这个架构的汽车，分为前车身、左车身、右车身三个物理的区域，对应布置三个区域控制器ZCU（Zonal Control Unit），所有端侧执行器就近接入ZCU中，变成典型的IT计算架构，线束也更加简洁。

汽车E/E架构演进，图源｜Cadence

更通俗的解释一下Flat、Domain和Zonal的不同，可以将汽车看作是一个房间，ECU就是是聚集在那个房间里讨论不同话题的人，那么域架构（Domain）就相当于混乱地安排这些人，让他们朝着别的房间大喊着交流讨论。区域架构（Zonal）就是根据ECU在车内的位置进行组织，并给他们分别添加三台具有强大处理能力的计算机，记录处理他们要讨论的话题，传递给身处不同房间的人，这个计算机，就是ZCU。

由此，我们不难看出，从分散式架构到Domain再到Zonal，最终目标就是将车载硬件的数量从数百个ECU减少到寥寥几个。

Zonal，有什么好？

那么Zonal到底有什么好，用现在的架构不香吗？

首先，就是缩减了线束使用量。别小看这小小的线束，要知道，Domain架构车线束成本可以达到1000美金，线束长度约为3～5千米，平均占汽车重量的45-55千克（100～120磅），最重可达68千克（150磅）左右，相当于一个成年人的体重。Zonal架构就能大大缩短布线长度（从3千米缩短到1.5千米），并使总体线束重量减轻了85%。

传统电气系统，机修工必须了解各个复杂系统的精细布线，正因线束使用量减少，工人装配理线或是返修的效率都会获得极大提升，电源可靠性和耐用性都随之提升。

其次，通用模块化区域设计方法，使得汽车也更容易保持最新状态，可以通过Wi-Fi或 5G连接等远程通讯部署软件更新。

另外，在Zonal架构中，配电箱被分配，以便每个区域有自己的配电单元，为相应区域的模块供电。Zonal架构的配电模块设计在整个车辆中可以相似，使用智能高侧开关等半导体解决方案代替机械继电器和保险丝，可实现更敏感的电源配电模块设计，将模块放置在更靠近负载的位置，而不是更远的地方，以便更容易更换。

最后，Zonal架构下，以太网就有可能支持所有连接。要知道，CAN、CAN FD也是需要向博世授权的，这也不是一笔小数目。

Zonal让所有数据都转换为以太网帧，并可用于主干网上的所有域控制器。不同的虚拟功能和虚拟机可复用各个功能。还可以根据CPU负载或电源情况转移任务及完善虚拟机 (负载平衡对电动汽车非常重要)。

汽车产业链的新逻辑

你我都知道，过去OEM（汽车制造商）与Tier 1（一级供应商）、Tier 2（二级供应商）、Tier 3（三级供应商）的关系是层层递进的，一般来说，OEM直接接触房是博世（Bosch）或电装（Denso）这种专门从事ECU设计的公司，也是是汽车产业链中最具话语权的供应商。

长期以来，Tier 1不会选择自主设计芯片，而是从Tier 2，如恩智浦（NXP）、英飞凌（Infineon）或瑞萨（Renesas）等半导体公司购买芯片。

Zonal架构的出现则会颠覆整个行业的结构。

根据Cadence一则博客分析，一直令OEM头疼的问题是，驾驶及乘车体验越来越取决于电子元件，而非他们可控，所以有些OEM选择开发自己的软件。

而Zonal架构时代，“软件定义汽车”更会大行其道。最终，一些OEM会选择仍然与Tier 1合作，但在由谁来供应关键部件和软件这个问题上，OEM和Tier 1之间的关系会变得紧张。

OEM会加大与严格意义上不属于汽车行业的公司对接或合作，如云数据中心公司或智能手机公司（Apple CarPlay 和 Android Auto）。也会加大与Tier 2的合作，特别是半导体公司。

不止如此，汽车芯片已经不再使用陈旧的成熟工艺，越来越偏向应用16nm、7nm、5nm甚至是3nm/2nm的先进制程工艺。把一个65nm的成熟工艺芯片放在车上，对比先进工艺，难度显然不是一个量级。

所以，综上所述，翻译一下，就是OEM未来也会和芯片厂商直接合作，芯片厂可以同步触达OEM和Tier 1，二者联系会逐渐密切，芯片厂商也开始有一定话语权。未来，芯片厂与OEM的合作模式也会逐渐从黑盒模式走向IP授权。

而部分OEM和Tier 1也开始自主设计芯片，比如特斯拉、博世、自动驾驶公司Cruise。可以说，Zonal架构时代，对芯片厂商既是机会，也会面临更多的挑战。

芯片厂商，迎接大考

事实上，芯片厂商已经意识到这场变革，并悄然扩大自己的布局。

2023年11月，瑞萨推出第五代R-Car SoC平台，并从2024年起，按照路线图陆续推出新产品，关注“软件定义汽车”，以应对域控制单元（DCU）和区域控制单元（ZCU）的高性能计算与实时处理能力。

2024年3月，英飞凌宣布TC4XX系列正式量产，根据官方介绍，TC4XX系列不仅重点拓展电动汽车、域控制器、智能（辅助）驾驶、雷达、动力底盘等应用，也针对区域控制器。

此外，EEWorld还发现，TI（德州仪器）也在积极拥抱新趋势。其官网的汽车应用中，加上了“区域架构”这一子页面。

国内方面，欧冶半导体是一家聚焦智能汽车第三代E/E架构（Zonal架构）的系统级SoC芯片及解决方案供应商。根据其官网显示，2023年，欧冶半导体发布的龙泉560芯片，有力填补了智能汽车第三代E/E架构智能SoC芯片领域的空白。

目前，比亚迪、蔚来汽车、Stellantis和特斯拉等汽车制造商已经提供了具有区域架构的汽车，也在推动其它厂商的架构进一步改革。

专家表示，尽管目前只有2%的车辆采用Zonal架构，但到2030年行业将会平稳地过渡到Zonal架构，到2034年采用Zonal架构的车辆比例预计将达到38%。

架构演变趋势：从域（Domain）到区域（Zonal），图源｜NXP

随着汽车的终极E/E架构Zonal逐渐上车，芯片大厂们也开启了新一轮的战斗。不难预见，这一次，战斗会更加激烈。