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中國和亞太地區Stefan Mandl

隨著汽車制造業新勢力的崛起和近期疫情的影響，汽車設計和制造業正逐步采用更具創新性和敏捷性的發展流程。2021-2022年，全球半導體行業面臨諸多挑戰，這也給汽車制造業帶來了發展Citizen代理限制。新的敏捷過程可以幫助汽車公司更好地應對這一挑戰。

近日，西部數據聯合Coughlin Associates為了分析敏捷工作流程在汽車行業的應用，發布了白皮書[1]。數據存儲分析師Tom Coughlin在白皮書中，采用更快、更好、更有效敏捷流程的汽車企業將具有明顯、可衡量的競爭優勢，原因如下：1） 這些企業使用的部件更符合主流半導體產品；2) 工作速度更快，可實現多線程同步運行；3) 早期執行可以降低成本，提高盈利能力。

此外，實現先進的駕駛功能和信息娛樂需要更多的汽車電子設備。與此同時，電動汽車的產量繼續增長，對數據存儲和內存的需求也在增加。事實上，汽車中使用的軟件代碼已經超過了戰斗機、筆記本電腦和社交媒體網站，預計將繼續顯著增長。

對比軟件代碼量

存儲器和內存在實現更靈活的汽車設計和制造方面發揮著越來越重要的作用。

Tom Coughlin在白皮書中，討論了汽車制造商在優化和促進未來生產力時需要考慮的四個快速變化因素，包括：

1. 開發和認證過程 – 加快上市速度，快速過渡到更新技術

2. 硬件技術 – 采用最新的半導體技術，實現競爭優勢和先發優勢，節約成本

3. 平臺 – 創建可升級、無依賴、快速實施的硬件和軟件平臺，實現持續增量改進

4. 協作 – 利用反饋閉環，確保未來需求可預測，盡量避免干擾需求

開發和認證過程

多年來，傳統汽車公司一直在努力縮短新車型的開發周期。隨著越來越多的競爭對手在汽車開發過程中采用尖端半導體企業的快速開發模式，傳統汽車公司需要縮短開發時間，在汽車行業采用創新技術。

此外，在新冠肺炎疫情期間，汽車公司利用人工智能技術實現制造過程中的自動化發展，進一步加快響應速度。在2021年4月的一次行業活動中，寶馬介紹了如何利用數字雙胞胎技術實時優化汽車裝配廠的運營，包括多個機器人功能[2]。

數字雙胞胎是實體設備或系統的計算機模型，可以準確模擬建模實體的屬性和操作。這些計算機模型可以用來優化和測試建模實體，實際操作速度比設備或系統快。數字雙胞胎技術的不斷改進將加快汽車設計和制造創新的發展。

數字孿生技術 – 加快物理和機械設計過程的優化和測試

汽車研究中心 (CAR) 的Brett Smith在很大程度上，汽車公司是由其制造工藝驅動的。利用技術提高工廠質量、產量和產量對行業創新至關重要。

硬件技術

半導體已成為現代汽車中最重要的組成部分之一，汽車原始設備制造商將半導體采購作為首要任務。原始設備制造商正轉向半導體供應商（包括OEM）直接采購，而不是將半導體視為二級組件，從分包商處采購。

2021年11月，福特汽車及芯片供應商Global Foundries開展合作，增加公司短期和長期半導體芯片供應[3]。越來越多的半導體原始設備制造商將高通等芯片供應商視為一流的組件供應商和關鍵合作伙伴， 賦予下一代汽車更多新功能。

在2022年CES會上，高通指出，隨著行業向電動汽車發展，(EV)[4]發展方向，公司用于互聯網和智能車輛Snapdragon數字底盤的許多新功能將發揮越來越高的價值。數字底盤中值得特別注意的功能包括車輛數字雙胞胎系統，它可以管理車輛的整個生命周期，并允許測試最新的軟件，然后將其推到邊緣和車輛。此外，軟件定義的車輛方法可以在云托管和基于微服務的架構中運行一些與底層硬件架構無關的應用。

這一理念為車輛的設計、開發、測試、診斷和更新提供了新的機遇。該架構考慮了需要嚴格匹配硬件和嵌入式軟件的功能，以確保安全性和低延遲，提高靈活性，以微服務的形式更好地運行各種功能。

電動汽車需要達到傳統汽車的預期壽命，遠遠超過許多大眾消費設備。因此，通過升級硬件，可能需要使用模塊化、刀片或盒子的新硬件架構來延長車輛的整體壽命。

將車輛的某些功能從嚴格的硬件控制轉變為軟件控制將是保持車輛功能并更換硬件（包括半導體）的重要因素。它有助于更靈活地購買組件，以避免未來汽車半導體的短缺。模塊化的硬件升級方法也將有助于車輛在整個生命周期中保持最新狀態。

除了這些芯片和軟件定義架構外，新的產品設計方法還可以幫助降低光刻節點（大眾市場半導體）產品通過汽車公司認證，包括數字雙胞胎技術，減少對物理測試的依賴，并轉向與軟件定義架構相關的平行汽車系統設計方法，從而設計科技行業常用的敏捷設計過程。

平臺

許多因素促使車輛使用更多的半導體設備，包括內存和存儲器。半導體用于高級駕駛員輔助系統 (ADAS) (包括嵌入式AI系統)、車輛通信、信息娛樂和遠程信息處理、動力傳動系統控制，甚至用于車身和提供方便的功能。此外，電動汽車的增長將進一步促進對汽車電子產品需求的增加。

根據S&P Global Mobility（前身為IHS Markit在美國輕型汽車生產領域，存儲集成電路的數據 (IC) 而且傳感器將成為銷量最高的七大類汽車半導體產品之一，到2030年，年使用量預計將超過10億件。據估計，2020年，內存和存儲器占汽車半導體設備的7%[6]。

S&P Global Mobility據估計，到2031年，45-110納米半導體產量感器的巨大需求，到2031年，45-110納米半導體產量的累計年增長率 (CAGR) 42.9%。

據S&P Global Mobility預測10-18納米內存，用于人工智能分析，以存儲來自這些傳感器和其他電子功能的信息IC（LPDDR、DRAM和NAND閃存)復合年增長率將達到28.4%。到2031年，美國輕型汽車生產所需的內存IC5億元將達到12億元。

電動汽車(包括混合動力)的銷量持續增長。例如，在美國，電動汽車的市場份額從2019年的4.3%上升到2021年的9.5%[7]。未來，政策支持將促進這一需求的持續增長。例如，拜登總統呼吁到2030年，無排放汽車銷量達到50%，許多汽車制造商宣布在電動汽車領域投入大量資金——福特宣布5年內投資300億美元[9]；通用汽車表示，到2025年，公司將投資350億美元；梅賽德斯-奔馳表示，到2026年，公司將投資600億歐元；大眾將在五年內投資1000億美元[12]。許多汽車公司宣布，到2030年及以后，他們銷售的大部分汽車都將是電動汽車。

電動汽車將需要更多的電子產品ADAS（包括AI）、信息娛樂、云通信、動力系統控制和方便功能將促進汽車半導體需求的激增，包括固態存儲和內存數量的增長，這與汽車的功能無關。

協作

隨著汽車開發了更多的獨立功能，產生了多樣化的海量數據，管理所有這些應用程序都需要戰略規劃、精心協調和智能執行能力。半導體供應商、主要供應商和原始設備制造商必須采用并遵循與軟件定義相關的結構和基于并行設計方法的敏捷工作流程。這是整個行業成功的核心。

敏捷意味著保持積極的反饋閉環。反饋閉環對電子元件制造商、主要供應商和汽車制造商非常重要，因為新功能的實現要求元件供應商改進其產品，可以協調未來新功能的設計。同樣，處理器、傳感器和數據存儲技術的進步也需要及時傳達給汽車制造商和主要供應商，以便他們能夠使用最新的功能。這種強大的反饋機制就像一個結締組織，可以更有效地協調整個行業和電子元件供應商。” 中國和亞太地區Stefan Mandl 談道。

作為全球存儲架構提供商，西部數據的一個重要反饋閉環是與汽車系統設計師合作，幫助他們準確計算汽車的潛在數據工作負載。如果在設計車輛系統時沒有提前計劃，則在使用壽命結束前，ADAS、eCockpit或者信息娛樂系統中的存儲空間可能會耗盡。

Stefan Mandl因為已經知道存儲設備的耐久性取決于寫入的數據TB為單位)，這將根據存儲容量而變化。每個設備都有一個限制，因此根據車輛生命周期內的實際系統工作負載來確定數據寫入要求是非常重要的。

對于硬件工程師來說，了解基于軟件的車輛未來的工作負荷正成為一個更困難的挑戰。他們應該根據大容量軟件更新的潛在事故場景，以及如何讀取和寫入存儲設備來提前計劃。

西方數據還認為，企業可以通過組建更多的跨職能團隊來實現更高的敏捷性，這些團隊將繼續合作以實現共同的目標。對于傳統的工作結構，獨立的團隊將爭奪資源，并可能經常出現交接、溝通錯誤、重復工作和延遲。

Stefan Mandl新一代汽車系統需要管理大量的傳感器、攝像頭數據和豐富而復雜的車載應用程序，這對車載存儲系統提出了更高的挑戰。西部數據有閃存和HDD這兩個核心技術優勢可以提供高性能、大容量、高可靠性的存儲解決方案，以支持汽車邊-云新數據架構在汽車領域的應用。同時，西部數據公司在全球跨職能項目、制造和營銷團隊中實施了嚴格的管理體系，以更有效的方式將新車推向市場，并利用創新成果幫助行業取得更大的成功。”

[1]汽車行業敏捷工作流的用例https://tomcoughlin.com/wp-content/uploads/2022/04/The-Case-for-Agile-Workflows-in-the-Auto-Industry-0422pdf.pdf

[2] 寶馬集團和NVIDIA2021年4月13日，寶馬新聞稿將虛擬工廠計劃提升到一個新的高度。

[3] GlobalFoundries2021年11月18日，福特新聞稿與福特合作，應對汽車芯片供應短缺，滿足日益增長的需求。

[4] CES 2022: Snapdragon2022年1月4日，高通博客如何推動汽車行業轉型？

[5] IHS Markit美國輕型車半導體定制2021年6月，需求預測

[6] 2019年5月，美國國際貿易委員會貿易行政簡報。

[7] 半導體和汽車有什么好處？CAR Bernard Swiecki在SEMICON West 2021上的演講

[8] 2021年8月5日，1年8月5日，拜登推動逐步淘汰汽油車，推出更嚴格的污染法規。

[9] 2021年5月26日，福特宣布向電動汽車投資300億美元，讓投資者驚嘆于底特律新聞

[10] 2021年6月16日，通用汽車宣布將對電動汽車和自動駕駛汽車的投資增加到350億美元。

[11] 2021年12月2日，監事會確認商業計劃：梅賽德斯-奔馳未來將投資600億歐元，梅賽德斯-奔馳新聞稿

[12] 大眾將電動汽車投資增加到1000億美元，CNN，2021年12月9日。