چیپ‌های درجه‌ی خودرویی: “مغز” هوش خودروهای انرژی نو

با شتاب‌گیری خودروهای انرژی نو (NEVها) به سوی تحول هوشمند و متصل، تراشه‌های با کیفیت خودرویی به نیروی محرکه اصلی این تحول تبدیل شده‌اند. این تراشه‌ها که به‌عنوان “مغز دیجیتال” خودرو عمل می‌کنند، همه چیز را از تصمیم‌گیری‌های رانندگی خودران و تعامل هوشمند با کابین تا مدیریت توان و کنترل سیستم‌های خودرو مدیریت می‌کنند. عملکرد آن‌ها به‌طور مستقیم سطح هوش خودرو و ایمنی و راحتی تجربه رانندگی را تعیین می‌کند.

چیپ‌های رانندگی خودران، “قلب” هوش خودرو، در حال تجربه یک انقلاب دوگانه در قدرت محاسباتی و قابلیت‌های الگوریتمی هستند. با گذار خودروها از سطح ۲ کمک راننده به خودران شرطی سطح ۳ و ۴، میزان داده‌های محیطی که باید پردازش شوند به طور تصاعدی افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، چیپ FSD تسلا با قدرت محاسباتی ۱۴۴ ترافلاپس، همزمان داده‌های هشت دوربین و دوازده سنسور اولتراسونیک را پردازش می‌کند. چیپ Orin انویدیا از ۲۵۴ TOPS فراتر می‌رود و از ادغام همزمان داده‌های لیدار، نقشه‌های با وضوح بالا و حسگرهای چندمنبع به صورت بلادرنگ پشتیبانی می‌کند. این چیپ‌ها از فرآیندهای پیشرفته ۷ نانومتری و حتی ۵ نانومتری استفاده می‌کنند و با بهره‌گیری از معماری‌های محاسباتی ناهمگون، ماژول‌های CPU، GPU و NPU را ادغام کرده و کارایی پردازش را به شدت بهبود می‌بخشند. در محیط‌های شهری پیچیده، تراشه‌های با عملکرد بالا می‌توانند موانع را شناسایی کرده، مسیرها را برنامه‌ریزی کرده و تصمیم‌گیری را در عرض میلی‌ثانیه‌ها اجرا کنند و بدین ترتیب خطرات تصادف را به طور قابل توجهی کاهش داده و پشتیبانی محکمی برای استقرار ایمن رانندگی خودران فراهم آورند.

چیپ‌های هوشمند کابین خلبان در حال ایجاد انقلابی در تعامل انسان و خودرو هستند. از نمایشگرهای تک‌صفحه به نمایشگرهای چندصفحه‌ای مشارکتی، از فعال‌سازی صوتی تا کنترل با حرکات دست، این چیپ‌ها یک اکوسیستم تعامل هوشمند فراگیر و تمام‌منظره را ایجاد می‌کنند. برای مثال، چیپ کوالکام اسنپدراگون 8295 که با فرآیند 5 نانومتری ساخته شده و 30 ترافلاپس (TOPS) قدرت پردازشی ارائه می‌دهد، می‌تواند نمایشگرهای خمیده 4K فوق‌العاده بزرگ را راه‌اندازی کرده و از تعامل چندحسی پشتیبانی کند. کاربران می‌توانند از طریق حرکات ساده، ناوبری را کنترل یا سیستم تهویه مطبوع را تنظیم کنند، در حالی که دستیارهای صوتی هوش مصنوعی می‌توانند گویش‌های منطقه‌ای را با دقت تشخیص داده و عملیات بین‌وظیفه‌ای را انجام دهند. نکته مهم این است که تراشه‌های کابین خلبان با تراشه‌های رانندگی خودران به صورت هماهنگ کار می‌کنند تا یک زنجیره هوش کامل “ادراک—تصمیم—تعامل” را فعال سازند. هنگامی که سیستم رانندگی خطری احتمالی را تشخیص می‌دهد، تراشه کابین خلبان می‌تواند از طریق لرزش صندلی، هشدارهای صوتی و سایر سیگنال‌های چندبعدی به راننده هشدار دهد و ایمنی را تضمین کند.

چیپ‌های مدیریت توان، اگرچه اغلب نامرئی هستند، به‌عنوان “امین” انرژی خودرو عمل می‌کنند. آن‌ها ولتاژ، جریان و دمای باتری را به‌صورت بلادرنگ پایش می‌کنند و توان را به‌طور پویا توزیع می‌کنند تا عملکرد پایدار باتری، سیستم موتور و الکترونیک‌های داخل خودرو تضمین شود. در حین شارژ سریع، این چیپ‌ها جریان‌های شارژ را هوشمندانه تنظیم می‌کنند تا از داغ شدن بیش از حد و شارژ بیش از حد جلوگیری کنند؛ در هنگام ترمز بازتولیدی، انرژی را به طور کارآمد جذب و ذخیره می‌کنند. با ظهور پلتفرم‌های ولتاژ بالا ۸۰۰ ولتی، چیپ‌ها باید استانداردهای بالاتری را برای تحمل ولتاژ و بازده تبدیل انرژی برآورده کنند. چیپ‌های نسل بعدی که از دستگاه‌های کاربید سیلیکون (SiC) استفاده می‌کنند، بازده تبدیل انرژی بیش از ۹۵۱TP3T را به دست آورده‌اند.

در مواجهه با کمبود جهانی تراشه و محدودیت‌های فناوری، تولیدکنندگان تراشه داخلی در حال تسریع در دستیابی به پیشرفت‌های چشمگیر هستند. تراشه‌های رانندگی خودران هوآوی اسند و هورایزن رابوتیکس در حال حاضر به صورت انبوه تولید و در خودروها نصب می‌شوند، در حالی که تراشه‌های کابین خلبان چیپ‌درایو انحصارهای خارجی را شکسته و در چندین مدل داخلی استفاده می‌شوند. با ادامه بلوغ زنجیره تأمین طراحی، تولید و بسته‌بندی تراشه‌های با کیفیت خودرویی در چین، انتظار می‌رود تراشه‌های داخلی تا سال ۲۰۲۵ بیش از ۳۰ درصد از بازار خودروهای انرژی نو (NEV) را به دست آورند. این انقلاب فناوری تراشه نه تنها عملکرد هر خودرو را بهبود می‌بخشد، بلکه چشم‌انداز رقابتی صنعت جهانی NEV را بازسازی می‌کند و شتاب اصلی را برای عصر خودروهای هوشمند فراهم می‌آورد.