
在AI算力需求爆炸式增长的2025年,芯片界的“固定功能派”——不可编程并行芯片,正以独特的姿态占据关键战场。这类芯片在制造时就被“焊死”了电路逻辑,无法通过软件修改功能,却凭借极致的性能和能效比,成为汽车电子、工业控制等领域的“隐形冠军”。以汽车行业为例,2025年上半年全球汽车半导体并购潮中,恩智浦收购TTTech Auto、英飞凌收购Mar🥔vell汽车以太网业务等案例,均指向一个趋势:不可编程芯片正在通过“硬件预定义+软件协同”的模式,重新定义智能汽车的核心架构。

提到不可编程并行芯片,74系列逻辑芯片堪称“活化石”。这类芯片诞生于20世纪70年代,至今仍是工业控制领域的“标配”。以74LS244(8位缓冲器)和74LS373(8位锁存器)为例,它们通过固定的逻辑门电路实现数据缓冲和锁存功能,无需编程即可稳定工作。在2025年的汽车电子中,这类芯片被大量用于传感器信号调理、CAN总线接口等场景。数据显示,一辆智能汽车的全车电子系统中,74系列芯片的用量仍超过50颗,尽(jǐn)管(guǎn)其(qí)单(dān)颗(kē)成(chéng)本(běn)不(bù)足(zú)0.1美(měi)元(yuán),但(dàn)凭(píng)借(jiè)超(chāo)低(dī)功(gōng)耗(hào)(典(diǎn)型(xíng)静(jìng)态(tài)电(diàn)流(liú)仅(jǐn)1μA)和(hé)-40℃~125℃的(de)工(gōng)业(yè)级(jí)温(wēn)宽(kuān),成(chéng)为(wèi)车(chē)规(guī)级(jí)电(diàn)子(zi)的(de)“安(ān)全阀(fá)”。
个(gè)人(rén)经(jīng)验(yàn)来(lái)看(kàn),这(zhè)类(lèi)芯(xīn)片(piàn)的(de)“不(bù)可(kě)编(biān)程(chéng)”特(tè)性(xìng)反(fǎn)而(ér)成(chéng)了(le)优(yōu)势(shì)。在(zài)某(mǒu)新(xīn)能(néng)源(yuán)汽(qì)车(chē)🎺z6尊龙的(de)电(diàn)池(chí)管(guǎn)理(lǐ)系(xì)统(tǒng)(BMS)中(zhōng),74LS373被(bèi)用(yòng)于(yú)锁(suǒ)存(cún)电(diàn)池(chí)电(diàn)压(yā)采样(yàng)数(shù)据(jù),其(qí)固(gù)定(dìng)的(de)时(shí)序(xù)逻(luó)辑(ji)确(què)保(bǎo)了(le)数(shù)据(jù)在(zài)高(gāo)速(sù)采样(yàng)时(shí)的(de)稳(wěn)定(dìng)性(xìng),避(bì)免(miǎn)了(le)可(kě)编(biān)程(chéng)芯(xīn)片(piàn)因(yīn)软(ruǎn)件(jiàn)漏(lòu)洞(dòng)导(dǎo)致(zhì)的(de)采样(yàng)错(cuò)误(wù)。这(zhè)种(zhǒng)“硬(yìng)连(lián)接(jiē)”的(de)可(kě)靠(kào)性(xìng),在(zài)安(ān)全关键系(xì)统(tǒng)中(zhōng)至(zhì)关重(zhòng)要(yào)。
如(rú)果(guǒ)说(shuō)74系(xì)列(liè)是(shì)“通(tōng)用(yòng)工(gōng)具(jù)”,那(nà)么(me)专(zhuān)用(yòng)标(biāo)准(zhǔn)产(chǎn)品(pǐn)(ASSP)就(jiù)是(shì)“定(dìng)制(zhì)手(shǒu)术(shù)刀(dāo)”。这(zhè)类(lèi)芯(xīn)片(piàn)针(zhēn)对(duì)特(tè)定(dìng)应(yīng)用(yòng)场(chǎng)景(jǐng)设(shè)计(jì),功(gōng)能(néng)固(gù)定(dìng)但(dàn)性(xìng)能(néng)极(jí)致(zhì)。以(yǐ)2025年(nián)英(yīng)飞(fēi)凌(líng)收(shōu)购(gòu)Marvell汽(qì)车(chē)以(yǐ)太(tài)网(wǎng)业(yè)务(wu)为(wèi)例(lì),其(qí)核(hé)心(xīn)产(chǎn)品(pǐn)正(zhèng)是(shì)基(jī)于(yú)ASSP架(jià)构(gòu)的(de)千(qiān)兆(zhào)以(yǐ)太(tài)网(wǎng)PHY芯(xīn)片(piàn),支(zhī)持(chí)10Gbps数(shù)据(jù)传(chuán)输(shū)速(sù)率(lǜ),满(mǎn)足(zú)ADAS系(xì)统(tǒng)对(duì)低(dī)延(yán)迟(chí)(<1μs)和(hé)高(gāo)带(dài)宽(kuān)的(de)需(xū)求(qiú)。数(shù)据(jù)显(xiǎn)示(shì),采用(yòng)ASSP架(jià)构(gòu)的(de)汽(qì)车(chē)以(yǐ)太(tài)网(wǎng)交(jiāo)换(huàn)机(jī),相(xiāng)比(bǐ)FPGA方(fāng)案(àn),功(gōng)耗(hào)降(jiàng)低(dī)40%,成(chéng)本(běn)下(xià)降(jiàng)30%,成(chéng)为(wèi)智(zhì)能(néng)座(zuò)舱(cāng)和(hé)自(zì)动(dòng)驾(jià)驶(shǐ)域控(kòng)制(zhì)器(qì)的(de)首(shǒu)选(xuǎn)。
延(yán)展(zhǎn)分(fēn)析(xī)来(lái)看(kàn),ASSP的(de)崛(jué)起(qǐ)与(yǔ)汽(qì)车(chē)行(xíng)业(yè)“软(ruǎn)件(jiàn)定(dìng)义(yì)汽(qì)车(chē)”(SDV)趋(qū)势(shì)密(mì)切(qiè)相(xiāng)关。在(zài)SDV架(jià)构(gòu)中(zhōng),硬(yìng)件(jiàn)需(xū)要(yào)为(wèi)软(ruǎn)件(jiàn)提(tí)供(gōng)稳(wěn)定的“基础设施”,而ASSP通过预定义功能模块(如以太网MAC层、时间敏感网络TSN协议栈),大幅简化了软件层的开发复杂度。例如,恩智浦的S32系列车载计算平台,通过集成ASSP架构的网络和电源管理芯片,将硬件与软件的集成时间从18个月缩短至6个月,加速了智能汽车的迭代速度。
在AI算力领域,不可编程并行芯片的巅峰当属专用集成电路(ASIC)。这类芯片为特定算法(如卷积神经网络CNN)定制电路,性能远超通用芯片。以2025年AMD收购Untether AI为例,其核心产品是一款基于ASIC架构的AI推理芯片,采用独特的内存架构设计,使芯片性能提升3倍,功耗降低50%,适用于自动驾驶、物联网等低功耗边缘场景。数据显示,在ResNet-50图像分类任务中,ASIC芯片的每瓦特性能(TOPS/W)达到100,是GPU的5倍,FP💰z6尊龙GA的(de)3倍(bèi)。
个(gè)人(rén)见(jiàn)解(jiě)认(rèn)为(wèi),ASIC的(de)“不(bù)可(kě)编(biān)程(chéng)”特(tè)性(xìng)恰(qià)恰(qià)是(shì)其(qí)优(yōu)势(shì)所(suǒ)在(zài)。在(zài)AI大(dà)模(mó)型(xíng)训(xun)练(liàn)中(zhōng),通(tōng)用(yòng)芯(xīn)片(piàn)(如(rú)GPU)需(xū)要(yào)通(tōng)过(guò)软(ruǎn)件(jiàn)调(diào)度(dù)实(shí)现(xiàn)并(bìng)行(xíng)计(jì)算(suàn),而(ér)ASIC通(tōng)过(guò)硬(yìng)件(jiàn)预(yù)🆙定(dìng)义(yì)计(jì)算(suàn)路径,消(xiāo)除(chú)了(le)软(ruǎn)件(jiàn)层(céng)的(de)调(diào)度(dù)开(kāi)销(xiāo)。例(lì)如(rú),谷(gǔ)歌(gē)的(de)TPU(张(zhāng)量(liàng)处(chù)理(lǐ)单(dān)元(yuán))通(tōng)过(guò)定(dìng)制(zhì)的(de)脉(mài)动(dòng)阵(zhèn)列(liè)架(jià)构(gòu),将(jiāng)矩(ju)阵(zhèn)乘(chéng)法(fǎ)的(de)并(bìng)行(xíng)效(xiào)率(lǜ)提(tí)升(shēng)至(zhì)99%,远(yuǎn)超(chāo)GPU的(de)85%。这(zhè)种(zhǒng)“硬(yìng)件(jiàn)即(jí)算(suàn)法(fǎ)”的(de)设(shè)计(jì),使(shǐ)得(de)ASIC在(zài)固(gù)定(dìng)场(chǎng)景(jǐng)下(xià)成(chéng)为(wèi)算(suàn)力(lì)性(xìng)价(jià)比(bǐ)的(de)最(zuì)优(yōu)解(jiě)。
在(zài)2025年(nián)的(de)芯(xīn)片(piàn)并(bìng)购(gòu)潮(cháo)中(zhōng),不(bù)可(kě)编(biān)程(chéng)芯(xīn)片(piàn)的(de)“逆(nì)袭(xí)”并(bìng)非(fēi)偶(ǒu)然(rán)。从(cóng)成(chéng)本(běn)角(jiǎo)度(dù)看(kàn),不(bù)可(kě)编(biān)程(chéng)芯(xīn)片(piàn)的(de)制(zhì)造(zào)工(gōng)艺(yì)更(gèng)简(jiǎn)单(dān),良(liáng)率(lǜ)更(gèng)高(gāo)。以(yǐ)28nm制(zhì)程(chéng)为(wèi)例(lì),不(bù)可(kě)编(biān)程(chéng)芯(xīn)片(piàn)的(de)单(dān)位(wèi)成(chéng)本(běn)比(bǐ)FPGA低(dī)60%,比(bǐ)ASIC低(dī)30%,成(chéng)为(wèi)汽(qì)车(chē)、工(gōng)业(yè)等(děng)成(chéng)本(běn)敏(mǐn)感(gǎn)型(xíng)市(shì)场(chǎng)的(de)首(shǒu)选(xuǎn)。从(cóng)安(ān)全角(jiǎo)度(dù)看(kàn),不(bù)可(kě)编(biān)程(chéng)芯(xīn)片(piàn)的(de)固(gù)定(dìng)功(gōng)能(néng)特(tè)性(xìng)使(shǐ)其(qí)难(nán)以(yǐ)被(bèi)黑(hēi)客(kè)攻(gōng)击(jī)。例(lì)如(rú),在(zài)汽(qì)车(chē)电(diàn)子(zi)中,不可编程的CAN总线收发器通过硬件预定义通信协议,避免了软件漏洞导致的总线入侵风险,成为功能安全(ISO 26262)认证的“免检项”。
展望未来,不可编程并行芯片将在“固定功能+软件协同”的模式下持续进化。例如,英飞凌计划将Marvell的汽车以太网业务与自身的车规MCU结合,构建“通信+控制”的全栈解决方案;恩智浦通过收购Kinara的离散NPU,将ASIC架构的AI加速单元集成到S32平台中。这些案例表明,不可编程芯片并非“僵化”的代名词,而是通过与软件的深度融合,成为智能系统中的“稳定基石”。

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