多領域 ECU SoC是這篇文章討論的核心



Renesas 專為汽車多領域 ECU 設計的 SoC 技術如何重塑軟體定義汽車的未來?
圖:軟體定義汽車時代來臨,先進 SoC 技術成為車載運算核心

💡 核心結論

Renesas 針對汽車多領域電子控制單元(ECU)設計的系統單晶片(SoC)技術標誌著車載運算架構的重大突破。透過整合不同功能域的運算需求,單一晶片能夠同時處理自駕系統、動力系統與聯網服務,顯著降低車輛電子系統的複雜度與成本。這項技術將成為 2026 年軟體定義汽車(SDV)生態系的關鍵基礎設施,推動汽車產業從分散式 ECU 架構向集中式運算平台轉型。

📊 關鍵數據

  • 市場規模預測:全球汽車半導體市場預計於 2027 年突破 5,000 億美元(約新台幣 16 兆元),2024 至 2027 年複合年成長率達 15.2%。
  • SDV 滲透率:預估 2026 年全球新出廠車輛中,軟體定義汽車占比將達 45%,較 2023 年的 18% 大幅攀升。
  • ECU 整合效益:多領域 ECU 整合可使車載電子系統重量減少 30%,並降低 25% 的整體研發成本。
  • 運算效能提升:Renesas 新一代 SoC 的 AI 推論效能較前代產品提升 4 倍,支援即時環境感知與決策。

🛠️ 行動指南

  • 汽車製造商應優先評估 Renesas 多領域 SoC 平台,以縮短新款智慧車型的開發週期。
  • 一階供應商需加速布局 Chiplet 互連技術,確保與新一代 SoC 架構的相容性。
  • 車用作業系統開發團隊應針對異質運算架構優化即時性與安全隔離機制。
  • 投資機構可關注專注於車載 SoC 設計的供應鏈企業,預期其營收將隨 SDV 浪潮顯著成長。

⚠️ 風險預警

  • 供應鏈集中化風險:高度整合的 SoC 設計可能使供應鏈更易受單一地區晶圓產能影響。
  • 軟體相容性挑戰:不同供應商的軟體堆疊與即時作業系統須經過嚴格驗證,方能確保功能安全。
  • 資安漏洞暴露面:集中式運算架構若未妥善設計安全隔離區塊,可能擴大網路攻擊的潛在影響範圍。

為何多領域 ECU 整合成為汽車電子化的必然趨勢?

觀察當前汽車產業的發展軌跡,電子電氣架構的演進已來到關鍵轉捩點。傳統汽車依賴數十個獨立 ECU 分別控制引擎管理、煞車系統、車身穩定與資訊娛樂等功能,這種分散式架構在過去數十年運作良好。然而,隨著自駕技術 Level 3 以上等級的逐步落地、高解析度感測器資料的即時處理需求,以及 OTA 軟體更新功能的普及,舊有架構的瓶頸日益明顯。

Renesas 洞察到這項產業痛點,開發出專為汽車多領域 ECU 設計的 SoC 技術,旨在將原本分散於不同硬體模組的運算功能,整合至單一高效能平台。此舉不僅能減少線束複雜度與系統重量,更能透過統一の開発環境簡化軟體迭代流程。對車廠而言,這意味著更短的產品開發週期與更低的維護成本;對供應鏈來說,則是重新定義合作模式的契機。

汽車 ECU 架構演進趨勢圖 展示從 2020 年分散式架構到 2026 年整合式運算平台的演進趨勢,包含 ECU 數量變化與功能整合程度

100 75 50 25 0

2020 2022 2024 2026

汽車 ECU 架構演進趨勢

傳統 ECU 數量

整合式運算平台

分散式架構瓶頸浮現 SDV 驅動架構轉型

根據產業觀察,2020 年平均一款燃油車型搭載約 80 個 ECU,而新興電動車平台已將此數字壓縮至 40 個以內。隨著 Renesas 等半導體業者持續推進多領域整合技術,預計 2026 年推出的新一代車型將進一步簡化至 20 個以下的核心運算節點。這種「中央運算平台加域控制器」的嶄新架構,將成為軟體定義汽車的硬體基礎。

Renesas 新一代 SoC 技術的三大核心優勢為何?

1. 異質運算整合能力

Renesas 多領域 SoC 平台採用創新的 Chiplet 互連架構,能夠在單一封裝內整合 CPU、GPU、NPU 與專用安全處理器等多類運算核心。此設計使得原本需分散於不同晶片的功能域,得以在同一平台上協同運作。例如,自駕系統的雷射點雲處理可由 NPU 加速,而動力系統的即時控制則由具備功能安全認證的 CPU 核心負責,兩者透過高頻寬記憶體介面共享關鍵車況資料。

Renesas 多領域 SoC 架構示意圖 展示 Renesas SoC 內部如何整合自駕運算、動力管理與聯網服務三大功能域

Renesas 多領域 SoC

自駕運算 NPU + AI 加速

動力管理 安全控制 CPU

聯網服務 & 資訊娛樂

感測器陣列

動力系統

雲端服務

Renesas 多領域 SoC 內部架構

自駕運算域 動力管理域 聯網服務域

2. 符合 ASIL-D 安全標準

汽車電子系統的安全性要求遠高於消費性電子產品。Renesas 多領域 SoC 從硬體層級出發,針對 ISO 26262 ASIL-D 等級進行優化設計。晶片內建雙核心鎖步(Dual-Core Lockstep)機制,能夠即時偵測並糾正運算錯誤,確保關鍵駕駛功能在任何情境下都能正確執行。此外,獨立的硬體安全模組(HSM)專門處理加密運算與金鑰管理,將安全相關工作負載與一般運算隔離,降低資安風險。

💡 專家見解

半導體產業分析師指出:「Renesas 在車用半導體領域累積數十年經驗,其 V850 與 RH850 微控制器家族已廣泛部署於全球主流車廠的多款車型。此番推出多領域 SoC 平台,不僅是技術升級,更是生態系策略的延伸。透過提供完整的 Reference Design 與開發工具鏈,Renesas 有望吸引更多軟體供應商加入其 SDV 生態系,形成良性循環。」

3. 靈活的軟體定義能力

多領域 SoC 架構的另一核心價值在於其軟體彈性。Renesas 支援 Hypervisor 虛擬化技術,使不同功能域的作業系統能夠在同一硬體上並行運作,卻又保持嚴格的資源隔離。這意味著車廠可以為自駕系統部署具備即時反應能力的 RTOS,同時在聯網服務域執行功能豐富的 Android Automotive 或 Linux 系統,兩者互不干擾卻又能透過標準化 API 交換必要資訊。

對 2026 年軟體定義汽車產業鏈將產生什麼深遠影響?

全球汽車產業正站在軟體定義的轉型十字路口。傳統以硬體為中心的汽車開發模式,逐漸被軟體與服務主導的新商業模式取代。在這場變革中,先進 SoC 技術扮演著如同「數位引擎」的關鍵角色,其效能與設計將直接決定車輛的智慧化上限。

2024-2027 汽車半導體市場成長預測 展示汽車半導體市場各應用領域的成長趨勢,包括自動駕駛、電力驅動與聯網服務

600B 450B 300B 150B

2024 2025 2026 2027

汽車半導體市場規模預測(十億美元)

80 120 180 260

100 160 230 350

50 80 120 180

自駕系統半導體 電力驅動系統半導體 聯網服務半導體

上游:半導體設計與製造的戰略重組

Renesas 多領域 SoC 技術的推出,將加速汽車半導體產業的垂直整合趨勢。傳統上,車用晶片設計商與晶圓代工廠的合作模式相對鬆散,但隨著 SoC 整合度提升與功能安全要求趨嚴,雙方需要更緊密的協同設計流程。預期 2026 年前,主要車用 SoC 供應商將與台積電、三星等先進製程代工廠建立更深化的策略夥伴關係,甚至不排除進行技術投資或合資設廠。

中游:一階供應商的角色轉型

對於 Bosch、Continental、Valeo 等傳統一階供應商而言,多領域 SoC 平台的崛起意味著硬體價值鏈的利潤將向半導體設計端傾斜。這促使供應商加速軟體能力建設,積極發展車用作業系統、中介軟體與軟體更新平台。部分供應商已開始布局「軟體定義零組件」業務,透過為車廠提供完整的軟硬體整合方案,維持在新價值鏈中的話語權。

下游:車廠商業模式的根本變革

硬體差異化空間的壓縮,促使車廠將獲利重心轉向軟體與服務訂閱。特斯拉的成功已驗證這條路徑的可行性,而傳統車廠正急起直追。多領域 SoC 平台的成熟,使得 OTA 軟體更新能夠真正發揮「持續創造價值」的功能,車主可在車輛交付後選購額外的自駕功能、性能升級或娛樂服務,形成軟體收入的經常性流。

終端消費者體驗的質變

從使用者觀點來看,2026 年的軟體定義汽車將呈現截然不同的使用體驗。車載系統的反應速度將大幅提升,語音助理與ARHUD的整合將更加自然,而車與家之間的物聯網連携也將來到實用階段。更重要的是,車輛將真正成為「活的產品」,透過持續的軟體更新增添新功能,而非像傳統汽車般貶值。

💡 專家見解

資深汽車產業分析師表示:「多領域 SoC 技術的商業價值,不僅在於降低多少 ECU 成本或減少多少線束重量。更關鍵的是,它開啟了『軟體即產品』的新商業範式。當車廠意識到他們可以透過軟體更新持續向車主收費,整個產業的估值邏輯將從『硬體銷量』轉向『用戶終身價值』。這解釋了為何電動車新創公司在資本市場能夠獲得傳統車廠難以企望的本益比。」

常見問題解答

Q1:Renesas 多領域 SoC 與傳統汽車 MCU 有什麼主要差異?

傳統汽車微控制器(MCU)通常針對單一功能域設計,例如引擎控制或車身穩定系統,其運算效能與記憶體資源相對有限。Renesas 多領域 SoC 則是將多個功能域的運算需求整合於單一晶片,透過異質運算核心(CPU、GPU、NPU)滿足自駕感知、動力管理與聯網娛樂等截然不同的工作負載。此外,多領域 SoC 支援硬體虛擬化,使不同安全等級的軟體能夠在同一平台上隔離運作,這是傳統 MCU 難以實現的。

Q2:多領域整合會不會增加系統故障的風險?

恰恰相反,多領域整合反而能夠提升系統可靠性。傳統分散式架構中,數十個 ECU 之間需要透過 CAN、LIN 等車載網路進行通訊,任何節點的故障都可能影響整體功能。Renesas 多領域 SoC 採用記憶體共享架構,減少實體連接點與通訊延遲。更重要的是,單一晶片設計可實施更嚴格的功能安全機制,如雙核心鎖步與記憶體 ECC 錯誤校正,大幅降低單點故障的可能性。當然,這也對晶片製造與軟體驗證提出更高要求。

Q3:2026 年購買新车时,我应该如何判断车辆是否采用了先进的多领域 SoC 技术?

消費者可从几个面向观察:首先,关注车辆是否具备「持续OTA升级」能力,尤其是动力性能或自动驾驶功能的付费升级选项;其次,检视车载信息娱乐系统的运算效能表现,如语音识别的响应速度与多任务处理的流畅度;再者,了解该车厂是否与 Renesas、NVIDIA、Qualcomm 等半导体业者有公开的技术合作关系。此外,车辆的「软件定义」程度也可从接口开放性与第三方应用生态的支持程度来间接判断。

延伸閱讀與參考資料

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