基于 ECU 的傳統(tǒng)架構，汽車行業(yè)形成了多層的供應鏈結構。

汽車行業(yè)的兩大趨勢推動 Zonal 結構的興起，需要汽車半導體采用更現(xiàn)代化的制程技術。

行業(yè)結構的變化，使 OEM 保留汽車品牌差異化和對駕乘體驗的控制。

當下，電動汽車 (Electric Vehicle，即 EV) 行業(yè)的迅速變革令很多公司都措手不及；對于汽車公司而言，他們需要做出很多改變，而這些改變的潛在影響不容忽視。本文將深入討論這些變化——過去幾年，制造汽車的基本架構發(fā)生了很大的變化，而汽車供應鏈的組合方式也隨之改變。

基于 ECU 的傳統(tǒng)架構和汽車供應鏈

如下圖左側所示，長期以來，汽車都是組裝而成的。汽車上的電子控制單元 (Electronic Control units，即ECU) 數(shù)量可高達 100 多個，但是這些 ECU 并不是由福特等汽車制造商設計和制造的。汽車制造商被稱為 OEM，即整車廠/主機廠（Original Equipment Manufacturer），相當于俗稱的代工廠；而汽車行業(yè)的運作并不像代工廠那樣一蹴而就。ECU 以前是（對于依然使用 ECU 的汽車，現(xiàn)在也是）由汽車供應鏈中的下一級公司設計的，即一級供應商。

一級供應商是像博世（Bosch）或電裝（Denso）這樣專門從事 ECU 設計的公司。不同的 OEM 可能會使用相同的 ECU，因此 ECU 可以實現(xiàn)一定程度的規(guī)模經(jīng)濟。例如，前擋風玻璃雨刮器的實施方式大同小異，所以在這一方面，福特沒必要使用與通用汽車不同的 ECU。此外，即使是更復雜的 ECU，如 ABS（Anti-Lock Braking System，防抱死系統(tǒng)），最重要的是確保它們能正常工作，工作方式不同則無足輕重?，F(xiàn)代的 ABS 系統(tǒng)實際上是由菲亞特發(fā)明的，博世從菲亞特購買了專利后將其命名為 ABS，并賣給整車廠；最先應用在高端品牌汽車（如奔馳、寶馬）上，然后逐漸成為標配，如今幾乎所有汽車都有 ABS。

長期以來，博世這樣的一級供應商不會選擇自主設計芯片，而是從二級供應商，如恩智浦（NXP）、英飛凌（Infineon）或瑞薩（Renesas）等半導體公司購買微控制器。

這就形成了如上圖所示的產(chǎn)業(yè)結構。OEM（如梅賽德斯-奔馳）從一級供應商（如博世）購買 ECU，一級供應商從二級供應商（如英飛凌）購買微控制器等部件。OEM 實際上只負責組裝車輛，并且通常會自主生產(chǎn)內(nèi)燃機 （Internal Combustion Engines，即 ICE)。

Zonal 分區(qū)架構

然而，上述產(chǎn)業(yè)結構如今產(chǎn)生了一些問題。隨著汽車中安裝的電子元件越來越多，ECU 的數(shù)量也水漲船高，多得驚人，連接電子元件的線束也愈發(fā)沉重（多數(shù)情況下超過 45 公斤）。同時，令 OEM 頭疼的問題是，駕駛及乘車體驗越來越取決于電子元件，而非他們可控。車輛中集成的電子元件越來越多，超出了 OEM 的控制，這一變化由汽車行業(yè)眼下的兩大趨勢所推動：

傳統(tǒng)車企開始陸續(xù)推出電動汽車車型

市場對高級駕駛員輔助系統(tǒng) (Advanced Diver Assistance System，即ADAS) 的需求不斷增加，自動駕駛技術不斷完善

實際上，這意味著決定汽車駕乘體驗的因素從 ECU 變成了軟件。一輛汽車中可能有 100 個 ECU，但其中大多數(shù)在大部分時間都處于空閑狀態(tài)（例如，座椅不需要一直調(diào)節(jié)）；當然，對于某些 ECU，例如控制安全氣囊的電子元件，所有人都希望它們能終生保持空閑（但要隨時待命）。但如果汽車的駕乘體驗將主要由軟件決定（請參閱微信文章《行業(yè)洞察 I “軟件定義汽車“時代需要應對技術挑戰(zhàn)的同時維護獨有品牌形象》），那么 OEM 就需要開發(fā)自己的軟件。在 2022年德國舉辦的汽車電子大會上，保時捷 CEO 表示：

大多數(shù)保時捷司機使用 iPhone。因此，最大的問題是如何實現(xiàn)無縫連接，同時不把保時捷的駕乘體驗完全交給蘋果。

為此，還需要將車載硬件的數(shù)量從數(shù)百個 ECU 減少到寥寥幾個 。這種理念叫做 zonal 架構（zonal architecture，分區(qū)架構），如下圖右側所示（本圖與文章開頭的圖片相同）。

此外，ADAS 和自動駕駛功能需要處理視頻、雷達和激光雷達信號（特斯拉除外），因此需要使用更多的計算能力。這就是另外一個重大變化——長久以來，車用半導體集成電路都是用10年前的工藝技術打造，因為它們性能很低、通常是模擬器件，且最大的要求就是穩(wěn)定運行。畢竟，如果手機出現(xiàn)故障，我們可以直接重啟，并且可能 3-4 年就會換新。而汽車出現(xiàn)故障則可能會造成人員傷亡，即便在幾年后轉手，這輛車也還會行駛 20 年甚至更久。顯然，車用芯片需要在汽車的生命周期內(nèi)始終保持正常運行。

因此，汽車半導體，至少是 ADAS/自動駕駛元件，已經(jīng)不再使用陳舊的成熟工藝，而是采用更現(xiàn)代化的制程技術，如 16nm、7nm 和（即將到來的）3nm。這些屬于“汽車”工藝，溫度范圍更大、鑒定數(shù)據(jù)更廣泛，不同于智能手機應用處理器的工藝。而由于是先進工藝，它們需要采用高級設計方法。與將一塊 65nm 標準產(chǎn)品微處理器安裝在小小的電路板上相比，設計一塊功能齊全、性能可靠的 7nm 系統(tǒng)級芯片則大有不同。

行業(yè)結構

這導致汽車行業(yè)的供應鏈結構變得非常獨特，需要與嚴格意義上不屬于汽車行業(yè)的公司對接或合作，如云數(shù)據(jù)中心公司或智能手機公司（Apple CarPlay 和 Android Auto）。一些車企仍然與一級供應商合作，但在由誰來供應關鍵部件和軟件這個問題上，OEM 和一級供應商之間的關系則變得緊張。同時，OEM 也在與二級供應商合作，特別是半導體公司。事實上，部分 OEM（例如特斯拉）和部分一級供應商（如博世、自動駕駛公司 Cruise）都在自主設計芯片。

無線更新

汽車行業(yè)的另一個重大變化是，一旦車上安裝了大量軟件，就需要在必要時進行更新，就像在智能手機或筆記本電腦上一樣幾乎無縫進行。畢竟，軟件肯定會有漏洞。在汽車上的 ECU 只有數(shù)百個的時代，汽車軟件在汽車開始生產(chǎn)后，永遠不會更新。

總結

汽車行業(yè)目前面臨兩個層次的變化：

Zonal 分區(qū)架構的變化，高性能的先進工藝芯片，無線更新等等

行業(yè)結構的變化，使 OEM 保留汽車品牌差異化和對駕乘體驗的控制

OEM 需要掌控全局，而不是依賴一級和二級供應商來決定汽車的駕乘體驗和品牌差異化優(yōu)勢。