探索软件定义汽车开发新赛道白皮书 依托从芯片到系统的设计解决方案 加速汽车行业创新进程-新思

起点线汽车行业的价值转型01软件定义竞赛已然打响02芯片与系统的融合03整车技术栈的虚拟化04SDV盈利进阶之路终点线赋能SDV盈利征程软件定义竞赛软件定义竞赛车企应对成本曲线攀升的01整车技术栈的整车技术栈的虚拟化缩短SOP延迟0302芯片与系统的加速创新进程04进阶之路起点线|汽车行业的价值转型以软件为核心的开发已成新常态车辆不再仅仅是机械装置，而是迅速演变为高性能、智能化的计算系统。随着汽车制造商竞相推出软件定义汽车（SDV），整个汽车产业链正因一系列新诉求而被重塑：成本优化、加快创0103可持续化0103可持续化02软件定义汽车软件定义的整车架构到2030年，市场规模将达1.6万亿美元到2030年，市场规模将达1.6万亿美元3起点线|汽车行业的价值转型作，以管理设计复杂度、降低研发成本并缩短产品与创新成果的上市周期。”SassineGhazi总裁兼首席执行官455起点线起点线|汽车行业的价值转型软件研发效率的提升，取决于芯片与系统架构在早期阶段的协同优化。车企不仅要确定研发何为制胜之道何为制胜之道从芯片到系统的协同设计：以需求驱动芯片开发，而非由芯片反向制大规模自动化：通过持续集成/持续部署（CI/CD）及可复现的虚拟测试，管控所有变更；在云端维护单芯片战略：是选择商用成品芯片、定制化芯片还是混合型方案，以及公司内部应保留多少芯合作伙伴模式：何时直接对接知识产权（IP）、电子设计自动化（EDA）及软件领域的合作伙平台技术方向：域控/中央计算架构、人工智能投资时机：需识别早期资本支出（CAPEX）的投入节点，以降低后续运营成本（OPEX）、返这些选择可有效降低返工成本、确保量产启动（SOP）新思科技可助力推进这一转型进――凭借各类工具、IP及工作流，依托下一代设计方法论、软硬件协同设计、技术栈虚拟化及品控自动化等能力，实现芯片与系统的协同统一。56601|软件定义竞赛已然打响传统车企正被迫重塑工程研发模式。研发周期缩短、资本支出持续车企应对行业压力的举措提升中央ECU的算力，以应对日益增长的AI需求，因为大语言模型打造可扩展的SoC设计方案，适配持续迭代的AITransformer和LLM车企正积极推动开放式芯粒标准的落地，实现SoC的模块化设计，规避供应商锁定风险，构建可扩展的车企期望掌控混合关键性的高级驾驶辅助系统（ADAS）与车载信息娱乐系统（IVI）解决方案，车企期望掌控混合关键性的高级驾驶辅助系统（ADAS）与车载信息娱乐系统（IVI）解决方案，临近量产阶段，通过软件在环（SiL）与云端测试强化硬件在环（HiL）能力，推动验证环节的在SoC可用之前，借助芯片虚拟通过在整车、传感器及算法模型间优化标定参数来提升碰撞测试――实现芯片战略与软件架构的协同匹配；选择在功耗、性能和面积（PPA）及成本方面均经过优化的SoC，确保产品竞时间――必须摒弃“大爆炸式”方法，701|01|软件定义竞赛已然打响软件的研发范围与迭代速度已远超传统研发方法的承载能力。工具链碎片化、集成环节滞后、硬件资源紧缺，正不断引发项目交付延期集成瓶颈交付延期集成瓶颈研发成本产品召回882025年第一季度，车企的EBIT利润率降至5.4%，较2021年的峰值下降40%以上。（贝恩）01|软件定义竞赛已然打响CASE时代的成本结构转型不仅研发超支呈爆发式增长，产品全生命周期成本的绝大部分也已转向SOP后的运维阶段。软件研发超支成本成本分布25%25%开发阶段超支成本驱动转型的01020304CASE：网联化（Connected）、自动化动化（Electric）――持续扩大软件研发范中国车企崛起与中国制造2025：研发速度与模块化重塑了竞争格局与价值法规要求日趋严苛：以更快的发布周期，完成更严格的验证、文档编制及可而工程研发效率停滞不前，加剧成本结资料来源：Berylls9021002|芯片与系统的融合硬件与软件必须同步定义，硬件与软件必须同步定义，交接环尽早基于工作任务模型设定PPA指标、安全标准及AI目标，并通过虚化）可减少更新设计次数，提高一尽早确定芯片方案能降低返工成本，减少对硬件的依赖，并保障芯片决策更精准，量产启动更快速，后期故障商用成品芯片会限制产品性能与管控能力，而定制化芯片和混合型芯片方案，能为车企打造全新的竞争力抓手一实现更高的算力、更深度的系统集成和更具差异化的功能特性。芯片选型不再是孤纵观各行业，价值重心正从“机械优先”转向“芯片与软件定义”，而汽车行业正是这场技术融合从芯片到系统半导体公司从芯片到系统半导体公司“传统”系统公司系统公司1102|02|芯片与系统的融合低成本低成本高成本芯片战略中的控制权与成本不同芯片战略下车企控制权与成本的对比半定制厂商ASIC车企RTL车企GDSII完全掌控车企：知识产权自主、内部技术积淀、必要的非经常性工程投入最终的量产启动物料清单竞争差异化仅为示意说明，不代表实际比例企需明确自主掌控的范围及外包的垂直整合：定制化SoC可最大化技术控制权与物料清单（BOM）成本优势，但需承担最高额的非经常性工程（NRE）混合模式：组合使用定制化芯片与商用合作伙伴主导：这一路径的研发速度最12车企对技术控制权的诉求越高，所需承担的资金投入与研发风险就越大。业内领军企业大多选择混合模式――在AI、安全、用户体验等核心领域掌握自主控制权，其余环节则依1202|芯片与系统的融合单向的供应模式正逐步被联合责任模式取代，单向的供应模式正逐步被联合责任模式取代，芯片、软件和）：1302|芯片与系统的融合软件定义汽车正在重塑供应链随着技术供应商向产业链上游延伸，车企正逐步拓展自身制造>制造>AI与硬件/EMS*传统的供应链重塑的供应链原有的一级供应商金字塔结构正趋于扁平化。车企如今已直接对接芯片、软件及工具领域的合作伙伴――14缩短SOP延迟1503|整车技术栈的虚拟化应用软件是漏洞的主要来源应用软件是漏洞的主要来源这种分阶段、硬件优先的研发模式，在规划文档中看似高效，但实际落地时会导致问题发现环节严重滞后。这种分阶段、硬件优先的研发模式，在规划文档中看似高效，但实际落地时会导致问题发现环节严重滞后。一旦缺陷暴露，相应的修复措施会引硬件资源紧缺：在需求达到峰值时，测试车辆与硬件在环测试台架的反馈周期漫长：从方案变更到获得洞见需耗时数周，严重扰乱项目进45%发现的80%发现的应用软件基础软件用户体验领域VL-UX硬件资料来源：新思科技1603|03|整车技术栈的虚拟化虚拟化技术使团队能够在硬件就绪之前，在完整的系统环境中执行任务。硬件在环（HiL）技术不会被淘汰，但应不再成为研发瓶颈。软件在环（SiL）技术可实现日常验证工作的高效化与可》相同的二进制文件：在虚拟平台上运行应用与中间件，无需进行代码》一次性完成驱动程序适配：将操作系统/驱动程序一次性移植到虚拟》虚拟硬件：借助目标硬件或SoC的虚拟原型，对未修改的软件二进制》系统上下文：结合SoC模型与传感器/环境仿真，提前发现集成问题。》减少台架依赖，加速迭代循环：跨团队复用模型，打通关键路径的阻》将HiL置于增值环节：聚焦最终确认和硬件特有行为，而非基础缺陷虚拟环境虚拟环境SoC/操作系统/驱动程序虚拟化速览：软件在环（SiL）采用目标环境同源代码，执行各类车辆功能（如制动控通过目标环境同源代码，实现应用与操作系统、硬件之操作系统/驱动程序适配驱动程序以支持虚拟系统运行；同时负责任务、内存及硬件访问的管理在虚拟环境中执行代码，并依托云端实现扩展，支持全球范围内24/7随时访问虚拟环境需完成一次性搭建工作并开展持续维护；实现全栈测试的规模化落地与前期验证17被测系统/开发阶段需支持高频次变更1703|整车技术栈的虚拟化拓展测试场景，拓展测试场景，缩减硬件投入从少量测试台架转向全年无休（7×24小时）规模化应用的优势并行运行：同时执行数千测试场景，大幅缩短云端虚拟化助力全球化研发从“当下”（实体项目中心和测试车辆）到“未来”（虚拟项目中心和云端事实来源）的实体项目中心实体项目中心单一事实来源：共享虚拟软件制品（模型、使安全性、OTA及边缘场景测试的成效具备可硬件投入缩减：以更少的原型样机与测试台品牌1供应商1品牌2供应商2供应商1供应商2供应商3硬件在环……1803|整车技术栈的虚拟化03|整车技术栈的虚拟化向虚拟平台的转型不只是技术层面的升级，更是财务层面的优化。通过将研发工作从紧缺、仅能顺序开展的硬件测试，转移至可扩展、并行处理的软件虚拟化环境，返工：缺陷可被提前发现，集成阶段反复整改随之质量：在研发周期更早实现更广的覆盖范围，且测采用虚拟化技术之前采用虚拟化技术之后前后对比柱状图显示，项目整体成本可实现最高50%的降幅（从约20亿美元降至约10亿美元其中SOP延迟损失、硬件投入及专项工作组开支均实现大幅缩减。虚拟化技术可将研发成本降低一半约20亿美元总成本约10亿美元总成本18亿美元以上1000万美元以上1亿美元以上9亿美元以上200万美元以上9000万美元以上降低50%降低80%降低10%SDV盈利2004|SDV盈利进阶之路混合型方案的实际应用标准计算+定制化加速器/IP。混合型方案的实际应用标准计算+定制化加速器/IP。打造一款基础SoC，在不同车量产规模较小、预算有限或车型功能模块已趋成熟，可通过软件何时选择定制化芯片掌控混合关键性平台：采用可扩展的SoC，基于芯粒的Multi-Die架构，同时运差异化至关重要（AI/AV工作任务、安全量产规模足以摊薄NRE成本，规模化交付对PPA（功耗/性能/面积）指标或热管理新思科技的赋能之道新思科技的赋能之道探索架构和工作任务之间的快速开展包含AI与安全性的PPA构建投资回报率（ROI）评估框架：NRE、BOM成本节省与方协调代工厂/合作伙伴推进方案212104|SDV盈利进阶之路拓展测试场景，缩减硬件投入将概念转化为实际芯片需要深厚的专业知识。新思科技的系统解决方案设计服务，可助力企业从概念阶段到量产阶段，实现架构、软件及封装方案的协同对齐――既可缩短产品上市时间，又能提升芯片的性能、可靠性与能效。在以下任一阶段引入设计专家支持：概念、规格、IP选择、流程与方法、RTL、IP集成、物理实现、封装设计、晶圆厂管理等；或者选择这种模式使芯片公司能够将内部资源聚焦于核心增值环节，同时将其他设计环节外包给相关架构探索汽车芯片研发之旅芯片前端软件芯片后端架构探索汽车芯片研发之旅芯片前端软件芯片后端封装GDSII测试芯片ISO26262ISO214342204|SDV盈利进阶之路如果这个阶段出现决策失误，将会导致成本上升、如果这个阶段出现决策失误，将会导致成本上升、性能瓶颈及上市周期延长。而采取战略性方法可以从一开始确保芯片能效汽车软件工作任务对架构探索提出了系统级方案的要求，开发者需针对性能、01010203最佳CPU、总线带宽、互连技术和内存配置是工作任务扩展对Multi-Die架构和互连性能有何影响？延迟、吞吐量与能效之间存在哪些权衡取舍？2304|SDV盈利进阶之路PlatformArchitect可为汽车芯片设计项目节省最多3-6个月的研发周期其为何物需求定义SoC实现布局布线晶圆制造新思科技PlatformArchitect™是一款基于SystemC™标准的性能与功耗分析工具，适用于早期SoC和Multi-Die需求定义SoC实现布局布线晶圆制造核心要素《《2404|04|SDV盈利进阶之路“我们通过率先提出软件定义汽车理念，为汽车行业带来变革性技术突破。与新思科技的合作，正是我们践行这一愿景的关键支撑。新思科技的车规级IP产品组合与AI驱动的EDA工具，助力我们打造具备差异化优势、安全且可靠的SoC。另外，新思科技的硬件加速及虚拟原型解决方案，大幅降低了数字孪生技术的研发与验证投入。新思科技为我了设计周期，又降低了从芯片到系统全链路的风险。”PeterBannon低电压与芯片工程副总裁252504|SDV盈利进阶之路电子数字孪生可镜像复刻整车E/E系统及运行环境，助力研发团队04|SDV盈利进阶之路电子数字孪生可镜像复刻整车E/E系统及运行环境，助力研发团队在硬件就绪前，就完成端到端》在共享虚拟环境中，于硬件到位前开展系统》可复现的测试流程，支持高效且一致的分流》基于场景库的测试模式，实现可衡量的覆盖》优先通过虚拟环境解决问题，减少原型样机26新思科技合作伙伴传感器与环境嵌入式软件工具软件IP04|04|SDV盈利进阶之路以软件作为里程碑，硬件仅用于提前交付vECU、系统模型、测试场景和测试》云端集成：共享虚拟平台=可复现、可追踪》工具链无关性，接口标准化：兼容多种建模》以测试通过为准入门槛：仅当虚拟版本构建及测试通过后，方可进入集成环节；缺陷会》利用测试台架进行确认：物理测试台架仅用于验证边缘场景及合规性检查，不承担基础发循环周期缩短、SOP节点可预测一即便应对多区域车型版本也能》若要深入了解软件如何重塑汽车研发流程，可查阅我们 电子/电气网络系统（HCP/ECU）软件集成软件组件软件单元电子/电气网络系统（HCP/ECU）软件集成软件组件软件单元电子/电气网络系统（HCP/ECU）软件集成软件组件软件单元27资料来源：新思科技2704|SDV盈利进阶之路自动化测试保障SOP当每项变更在提交时即完成验证，“爆炸式测试阶段精准匹配：单元、部件、集成及场景级测试与研发阶段虚拟化技术助力缺陷提前检测净漏洞总量调试专项小组模式无虚拟化技术虚拟化技术提前开展复合测试=尽早检测漏洞后期检测漏洞净漏洞总量调试专项小组模式无虚拟化技术虚拟化技术提前开展复合测试=尽早检测漏洞后期检测漏洞SOP风险复合测试