手机芯片方案升级到车规？高通双管齐下

一开始为智能手机设计的应用程序处理器现在已经被许多数字电视所采用，这已经不是秘密；随着智能手机应用处理器越来越普遍且性能强大，原产自智能手机的技术也不可避免地涉足至其他不同市场领域，包括机器对机器通讯(M2M)、医疗甚至汽车。

随着全世界开始把联网汽车形容为“四个轮子的智能手机”大肆吹捧(其实也就是为车用信息娱乐系统打造的调制解调器芯片与应用处理器)，车用领域也为芯片供货商带来了独特的挑战。笔者先前有一篇文章提到了高通(Qualcomm)开始供应车规LTE芯片，指出因为越来越多汽车厂商开始关注消费性电子技术，也让各家芯片厂商竞相将主要针对消费性电子设备开发的方案，升级成车规。

高通身为全球最大智能手机芯片供货商，应该是最适合回答我称之为“车规难题”的人选；为何说是“难题”？因为要将原本为智能手机所设计的技术移植到汽车应用，确实是很大的挑战，特别对那些没有车规芯片设计经验的公司(包括高通)来说。这家智能手机芯片大厂想进军汽车应用，需要先克服三个挑战：1. 确保自家芯片的可靠性(符合汽车应用需求)；2. 采用先进(且具备某种程度的成熟度)技术；3. 为汽车业者寻找最经济的解决方案。

高通的“双管齐下”策略

高通产品管理副总裁Nakul Duggal稍早前接受《电子工程专辑》美国版编辑电话采访时强调，该公司正针对汽车应用市场采取“双管齐下”的策略，一边进行车规骁龙(Snapdragon)应用处理器的设计，一边与第三方合作伙伴连手打造采用高通消费性调制解调器芯片的车规等级车用信息娱乐系统(telematic)模块。

针对进军汽车中控台(也就是车用信息娱乐系统应用)的芯片，高通致力于将自己的地位由第三线汽车零组件供货商，升级为第二线。在1月的国际消费性电子展(CES)上，高通宣布将在今年底推出该公司首款车规Snapdragon应用处理器，且将进驻2016年上市的新款汽车。

Duggal表示，这些日子以来，市面上的应用处理器在“面积仅10x10mm大小的单芯片上整合了大量技术”；为了成为第二线的汽车应用处理器供货商，高通的任务重点是控管每一个进驻该单芯片的技术，确保各个功能区块是可靠的、且符合车规。

应用处理器设计业者已经采用先进制程节点，因此芯片的功耗较低；此外这些业者也寻求采用先进内存技术，以支持更高带宽、更高速度以及更高组件性能。但Duggal指出：“以LPDDR4为例，这种最先进的移动内存技术在智能手机上也是刚刚才开始应用。”所以LPDDR4能用在今日的车规应用处理器吗？他的回答是“还不可行”。

智能手机应用处理器的生命周期比汽车短得多，并以非常先进的技术为基础茁壮成长；要将之移植到汽车上，高通需要衡量可靠性因素。汽车产业希望尽可能跟上智能手机内的先进技术演进步伐，但包括高通在内的芯片业者要确认的是，应用在智能手机内的最先进、最强大技术，是否在良率可靠度上“够成熟”，可做为车规解决方案。

至于车用信息娱乐系统应用的调制解调器芯片，Duggal指出，模块化解决方案是一条可行之路；他坦承：“我们已经在内部广泛讨论过这个问题。”也就是到底高通该不该自己设计车规LTE芯片，而不是仰赖第三方合作伙伴将高通的芯片应用包模块里、再取得车规。

要打造车规LTE芯片(不是模块)，会面临两个问题：第一，调制解调器芯片必须能支持复杂的品牌以及蜂巢式网络的持续变动，以因应全球电信营运商的需求；Duggal表示：“六或七年前，只有CDMA与GSM网络，我们只需要支持两种或三种不同频段；当全世界进入3G时代，我们需要处理6~10个频段。”而演进至今日的4G LTE (还需要考虑向后兼容)网络：“我们正在讨论的是对51个频段的支持。”

另一个问题是“网络验证”，调制解调器芯片除了要通过车规认证，还需要接受各家电信营运商所设定的严苛验证程序。因此假设你已经有一款车规调制解调器芯片，你该如何确保已经内建该款车规芯片的车辆通过某家电信营运商的网络验证测试？是把整辆车子都送交营运商吗？显然这是一个比营运商对验证手机的要求，更具困难度的后勤支持能力考验。

比较合乎逻辑的是打造一个调制解调器模块──内含基频芯片、电源管理芯片、射频芯片、内存、天线等所有零件──然后让该模块取得车规并接受电信营运商验证；不过这样高通仍是第三线汽车零组件供货商，而且必须仰仗模块供货商如LG、Sierra Wireless与Gemalto等，接受繁重的蜂巢式网络验证与车规认证。Duggal表示，让一个调制解调器模块和营运商网络“与时俱进”的最佳方式，仍是依赖模块产业生态系统，才能确保长期可靠性。

为了成为二线车规芯片供货商，高通一直很努力，其工作包括为车规芯片选择合适的制程技术；Duggal指出：“这是一个非常严谨的行动。”不过高通并不是把同样的Snapdragon应用处理器做两种设计，一种给智能手机用、另一种给汽车用；“因为我们的消费性电子等级Snapdragon系列应用处理器产品种类很多，远超出汽车厂商所需要的。”

Duggal进一步表示：“我们的任务是确认汽车产业需求，关注能符合车规的技术性能，并针对能运用汽车市场解决方案做适当的抉择。”但最棘手的部分仍是在对先进技术的强烈需求，以及汽车市场严苛的可靠性规格之间取得平衡点。