一、汽車芯片設計工具的重要性
隨著汽車智能化的飛速發展，芯片在汽車中的作用愈發關鍵。汽車芯片如同汽車的 “大腦” 和 “神經中樞”，控制著汽車的各個系統和功能。從發動機控制、電池管理到車載信息娛樂、自動駕駛輔助系統，芯片無處不在。
而設計工具則是實現高性能汽車芯片的基礎。在汽車芯片的設計過程中，需要用到多種專業的設計工具。例如，EDA（電子設計自動化）工具在芯片設計中起著至關重要的作用。它能夠幫助設計師提高設計效率、降低成本、提高芯片的性能和可靠性。
融入 AI 和 ML 算法的 EDA 工具正給汽車電子芯片帶來設計的革新。預計到 2027 年，先進輔助駕駛系統、自動駕駛汽車、數字座艙等市場規模將達到 700 億美元。AI 在電子設計自動化工具研發中的應用，使得汽車正變得更加智能與自主。通過部署 Verisium 平臺等具有 AI 功能的 EDA 工具，所有驗證數據被整合到 JedAI 平臺，建立 ML 模型，顯著提高驗證效率。
基于模型設計的方法也能提高車規級芯片功能安全設計效率。MATLAB 基于模型設計的方法學，能夠幫助工程師快速地自動化地實踐 ISO 26262 標準。建立芯片最終客戶關心的應用級功能模型，可仿真的模型不僅有助于提升公司內部芯片的設計開發驗證、下一代產品的迭代優化效率，也可以虛擬處理器的方式服務早期客戶，搶占市場先機。
總之，汽車芯片設計工具在汽車智能化發展中起著舉足輕重的作用，是實現高性能、高可靠性汽車芯片的關鍵。
二、常見的汽車芯片設計工具
（一）EDA 大廠的領先優勢
新思科技作為 EDA 大廠，在汽車芯片設計領域表現突出。早在 2016 年就獲得了驗證工具的 ISO26262 TCL1 等級認證，包括 VCS、Certitude、Verdi 等產品，為設計者提供完備的工具和 IP 解決方案。其 ARC 處理器、PCIe 3.1 到 5.0 的控制器 & PHY 等針對 ISO26262 ASIL - B 和 D 級隨機硬件故障進行開發和評估。新思科技高速 NPU 助力智能汽車芯片設計，可提供業界最高性能并支持最新、最復雜的神經網絡模型。此外，新思科技的 DSO.ai 助力瑞薩電子實現汽車芯片設計效率新突破，借助 DSO.ai 的強化學習技術，瑞薩電子可提升其搜索巨大設計空間的能力，以實現更好 PPA 解決方案。
Cadence 同樣早早獲得車規標準認證。2016 年，Cadence 宣布獲得了 TCL1 的預先認證。其模擬與混合信號、數字前端與驗證、數字物理實現與簽核等由近 40 個工具組成的設計流程，都適用于從 ASIL A 到 ASIL D 的車規設計項目。Cadence 推出的新一代 Cadence? Palladium? Z2 Enterprise Emulation 企業級硬件仿真加速系統和 Protium? X2 Enterprise Prototyping 企業級原型驗證系統，為數十億門規模的片上系統（SoC）設計提供最佳的硅前硬件糾錯效率和最高的軟件調試吞吐率。Cadence Integrity 3D - IC 是業界首個可實現大規模系統 3D 設計規劃、實現及全系統分析的統一平臺，為汽車芯片設計提供強大支持。
（二）國內初創企業的突破
以芯思維為例，作為成立于 2020 年的初創企業，其創始人和核心團隊均來自國內知名學府以及新思、Cadence 等頭部 EDA 廠商。芯思維的 SSIM 工具在 2021 年獲得了國內首張 ISO26262 TCL3 和 IEC61508 T2 的產品認證。SSIM 作為一款專注于汽車電動功能安全測試的 EDA 工具，最高支持到 ASIL - D 等級的故障注入測試，RTL 階段以及 Gate Level 網表仿真。生成的安全故障分析診斷報告也提供故障分類信息、自動生成功能安全度量矩陣，從而幫助設計者驗證 FMEDA 架構合理性，以及是否能夠滿足 ASIL - A 到 D 等級的功能安全定義。近期，芯思維的 XSIM 邏輯仿真系列產品獲得德國萊茵 TüV 大中華區針對其頒發的國內第二張 EDA 工具功能安全 ISO26262 TCL3 和 IEC61508 T2 產品認證證書。XSIM 是數字電路邏輯功能仿真系列工具，在邏輯仿真平臺中綜合多種技術手段和算法，提升功能仿真效率，尋找設計潛在缺陷和優化空間，提升芯片設計質量。芯思維已服務多家行業客戶和商業客戶，包括多家國內芯片設計頭部企業，幫助多家客戶成功獲得車規級芯片產品認證。
三、汽車芯片設計工具面臨的挑戰
（一）對外依賴問題
目前，國內在芯片設計必備工具 EDA 軟件方面對外依賴性極高。數據顯示，國內車規芯片產業基礎薄弱，與歐美日等汽車芯片大國相比，在 EDA 軟件領域的差距尤為明顯。國內已有近 300 家公司開發汽車芯片產品，但在智能汽車大算力芯片方面，2022 年超過 80% 的自動駕駛芯片都來自于英偉達等國外企業，國內芯片企業中地平線占比 6.7%，黑芝麻智能占比 5.2%，華為海思占比僅為 0.7%。這表明國內在芯片設計的核心工具 EDA 軟件上過度依賴國外，使得國內汽車芯片設計產業在發展過程中面臨諸多不確定性和風險。一旦國外對 EDA 軟件進行限制，國內汽車芯片設計將陷入困境，嚴重影響國產車規芯片的研發和生產進度。
（二）標準體系缺失
當前，國內車規芯片測試標準尚未形成自己的體系，主要以國外標準為主。車規級芯片有著更為嚴苛的測試環境以及標準，在設計、生產、可靠性認證等階段都有各自對應的檢測標準，如 ISO26262、AEC-Q001 等。然而，這些標準基本都是以國外為主導，國內缺乏符合自身國情的標準。例如，在智能汽車發展迅速的當下，對于到底什么樣的車才是智能車，從芯片角度出發什么是可靠的，國內還沒有明確的標準定義。這不僅使得國內芯片企業在測試環節需要花費更多的成本和時間去適應國外標準，而且也不利于國內汽車芯片產業的長遠發展。隨著中國汽車出海趨勢的加強，芯片測試標準不僅要滿足國內要求，同時還要滿足國際要求，建立國內自己的車規芯片測試標準體系迫在眉睫。目前行業對這個標準體系的需求非常迫切，車規芯片分為十大類，包括控制的、通訊的、計算的、模擬的、感知的、電源的以及其他類的，形成了一個矩陣式的標準體系架構，這個架構覆蓋了芯片端、器件端和應用端，需要芯片設計方、產業鏈上下游、整車廠、甚至消費者、測評機構、研究機構共同參與制訂。
四、未來發展方向與展望
（一）國內廠商的努力
國內各大芯片廠商正在積極采取措施，努力提升車規級芯片的設計能力和市場競爭力。例如，紫光同芯作為紫光集團汽車電子與智能芯片板塊的核心企業，未來將重點關注汽車電子與安全芯片領域，加快技術研發和成果轉化。發布的車規級控制芯片 THA6412 支持軟解碼和硬解碼兩種旋變解碼方式，展現了其在車規芯片領域的創新能力。
愛芯元速在車規級芯片產業也表現出色。其第一顆芯片 M55H 已在零跑、廣汽埃安多款車型上量產搭載，出貨已超數十萬片，在國產智駕芯片出貨量排行第二。第二顆芯片 M76H 也已通過車規認證，支持高速 NOA、單芯片行泊一體。愛芯元速秉持做車載行業長期價值提供者的發展目標，為車規級芯片市場注入新活力。
芯思維等初創企業也在不斷突破。其獲得多項產品認證，服務多家行業客戶和商業客戶，幫助客戶成功獲得車規級芯片產品認證，為國內車規芯片產業的發展貢獻力量。
（二）政府的支持舉措
政府在推動車規級芯片發展方面也發揮著重要作用。國家陸續出臺多項指導文件，推動我國汽車自主芯片行業不斷創新發展、國產汽車芯片批量上車應用。
例如，全國人大代表、廣汽集團總經理馮興亞針對國產車規級芯片產業面臨的相關問題，提出了促進國產關鍵車規級芯片產業鏈健康發展的建議。包括集中攻克關鍵設計短板，優化調整結構失衡問題；加強制造技術政策引導，全面提升核心制造能力；強化國產芯片需求拉動，促進應用生態良性發展等。
各地政府也積極行動。無錫市市長、市集成電路產業鏈 “鏈長” 趙建軍帶隊深入汽車芯片重點企業專題調研，并召開座談會研究推進特色產業園區建設。全力做強做大車規級芯片創新圈，推動產業強鏈聚勢、增創優勢。
（三）未來前景展望
隨著全球新一輪科技革命和產業變革的蓬勃發展，汽車芯片的需求將持續增長。國內廠商在技術研發、產品創新和市場拓展方面的不斷努力，以及政府的大力支持，將為國內車規級芯片產業帶來廣闊的發展前景。
未來，國內有望在車規級芯片設計工具領域取得更大的突破，減少對國外的依賴。同時，隨著國內車規芯片測試標準體系的逐步建立，將為國內汽車芯片產業的長遠發展奠定堅實基礎。在產業鏈上下游協同合作、人才培養、技術創新等方面的不斷推進下，國內車規級芯片產業將迎來更加繁榮的發展局面。