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【芯智驾】座舱内的算力竞赛升级:国产高算力SoC芯片“上车”能打吗?

来源:爱集微

#芯智驾#

#座舱芯片#

08-01 10:34

编者按:芯智驾──集萃产学研企名家观点,全面剖析AI芯片、第三代半导体等在汽车“大变形”时代的机会与挑战!

集微网报道,从驾驶座舱到智能空间,在“软件定义汽车”的大背景下,汽车座舱成为全球芯片厂商竞逐的下一个战场。最近两年每一款上市的智能电动汽车车型,无一不不把各自在智能座舱、自动辅助驾驶系统、人机交互、车机流畅度等方面的性能作为重要卖点。近期热度很高的理想L9新车发布会上,更是用三分之一的时间来着重介绍其“智能空间”。

上述这一些列产品体验的优劣很大程度上取决于一颗小小的芯片。于此同时,汽车座舱内的应用正和手机越来越像,高算力SoC芯片正成为新一代智能汽车的刚需。而随着高通等消费电子芯片厂商的入局,以及国内汽车芯片厂商的崛起,这一颗车载芯片市场竞争格局也在悄然发生变化。

座舱内的算力竞赛

在当前“软件定义汽车”的浪潮下,海量的数据处理正在如今的汽车智能座舱内发生——多显示器接入、音频处理、图像处理(GPU)、车载蓝牙/WiFi连接,以及近年来越来越多的多摄像头接入、AI处理(比如,语音、视觉交互等),这诸多功能的背后驱动力,就在于这颗座舱SoC。这意味着,它不仅仅需要更强大的计算能力、集成能力,还需要更强大的人工智能处理能力。

从终端车企最直观的需求来看,比如,小鹏汽车对于智能汽车的核心理解就是“加减法”,即在驾驶上做减法,让驾驶更简单;在座舱空间体验上做加法,让体验更愉悦。

随着更多更丰富的互联网生态内容及服务的接入,响应速度、启动时间、连接速度等开始成为座舱系统重点强调的用户体验指标,对于对性能和计算能力的要求也随之越来越高。

“汽车座舱芯片为什么对算力要求越来越高,原因很简单,就是想要把手机里面的性能搬到车上去,使车载应用的各项性能达到手机的水平。那么就需要芯片算力的显著提高。”芯擎科技董事兼CEO汪凯博士对集微网指出,汽车智能化发展使汽车本身越来越具备智能手机的功能,支持高算力的软、硬件和零部件需求将爆发式增长,其中主控高算力处理器会成为智能汽车上的标配,并将成为汽车上单体价值最大的细分赛道。

据集微网了解,智能座舱的集成主要呈现“一芯多系统”的特点,即将液晶仪表、HUD、车载信息娱乐系统、DMS&OMS、语音识别以及ADAS功能融合在一起,为用户带来更直观、更个性化的驾乘体验。

但在技术层面,智能芯片座舱与消费级芯片的要求相似,其特殊性主要体现在使用寿命、适应车载温度和湿度环境等安全层面的要求,出错率及验证标准要求更为严苛。罗兰贝格预计,未来5年内,高端手机芯片的算力仍能支持下一代座舱电子算力需求。这也是为什么消费电子芯片厂商切入智能座舱领域具备一定的先天优势。例如,高通上一代座舱芯片骁龙820A脱胎自消费级芯片骁龙820,最新一代SA8155P基于骁龙855设计。再加上消费芯片厂商在手机等消费电子领域已形成规模优势,能够实现低成本开发。因此消费级芯片在满足车规级要求后移植入座舱领域具有天然优势。

座舱的智能化革命打开了车载芯片的巨大潜在空间,在消费电子步入下行周期的同时,汽车芯片有望成为继智能手机之后,下一个半导体行业最大的细分市场。这将开启消费电子和汽车两大工业的大融合。眼下造车的入局造手机,造手机的则纷纷下场造车,这种双向流动也反应了这一态势。

对此,亿咖通科技董事长兼CEO、芯擎科技董事长、魅族科技董事长沈子瑜道出背后的产业技术逻辑:“一切智能化终端的背后,运算一定是关键。这需要要把软件做好,同时更需要硬件的配合——就是那颗芯片。目前做终端做得非常优秀的,比如苹果、华为等厂商都是非常深度地定义这颗关键的主控SOC芯片,这也是智能化应用的底层逻辑,即‘人机交互+OS+芯片’。”

座舱芯片市场格局生变

在很长一段时间里,汽车座舱芯片市场由几家传统汽车电子厂商主导。2015年前,车载系统的运算和控制主要由MCU和低算力的SoC为主,主要供应商有瑞萨、恩智浦、德州仪器。这三家在智能座舱发展的初期阶段也曾一度占据大量份额。此后,英特尔收购Mobileye后增强了智能驾驶的实力,而高通则更是是一击勃发,它在第二代座舱产品之后市占稳步上升,成为现阶段出货量最多的厂商,用几年的时间在行业竞争中做到了第一。

智能座舱体现在ADAS和车载娱乐系统的升级,智能化、数字化造车的要求前提下,车厂需要扩容并合并单个ECU。因此,包含CPU、GPU、ISP、DSP的SoC主控成为主流选择。

从当前供给结构来看,目前上述传统厂商座舱芯片主要覆盖中端及低端市场。而高通、英伟达、三星、英特尔、联发科等消费电子芯片厂商凭借性能及迭代优势在中高端芯片市场快速发展。近几年随着对算力要求的不断提高,这些消费电子芯片厂商在汽车中高端座舱SoC芯片芯片的市场份额持续增长。

大致梳理一下过去一两年里上市的智能汽车就会发现,近年来大部分新上市的智能车型中,高算力智能座舱芯片的提供方多来自于一家手机芯片大厂——高通。据亿欧EqualOcean统计,包括奔驰、奥迪、本田、吉利、长城、比亚迪、小鹏、理想等在内的国内外主流车企中的约30款车型均已宣布搭载骁龙汽车数字座舱平台。

高通2019年1月发布的骁龙SA8155P芯片(下称“8155),不仅是当时全球首个7nm及以下制程的汽车芯片,也是目前高通应用最为广泛的汽车芯片。自2021年年初长城摩卡于首发搭载8155以来,该芯片在一年半的时间里几乎横扫了除比亚迪之外的智能汽车车型,包括蔚来ET7、2022款蔚来ES8、2022款蔚来ES6、2022款EC6、小鹏P5、理想L9、威马W6、长城WEY拿铁、广汽AionLX、吉利星越L、智己L7等国产热门车型。截止目前,高通已发布四代智能座舱芯片,分别为第一代平台28nm制程的骁龙620A、第二代平台14nm制程的骁龙820A、第三代平台7nm制程的骁龙SA8155P、第四代平台5nm制程的骁龙SA8295P。

另外,还有三星电子也在近两年加入了智能座舱SoC芯片的市场。据了解,目前三星的智能座舱SoC主要有Exynos 8890及ExynosAuto V9,相关机构表示ExynosAuto V9整体性能与高通的8155可以打平手。

此外,中国的厂商也在不断深入智能座舱领域。比如华为的智能座舱芯片麒麟系列,包括其2020年发布的710A 和去年4月发布的麒麟 990A。990A目前已经用在北极狐阿尔法S以及比亚迪部分车型中。

智能座舱芯片的竞争格局已经随着消费电子芯片厂商的争相入局而发生改变。于此同时,还有受到资本青睐、正在崛起中的本土汽车芯片初创企业也将是一大变量。过去两年,本土厂商芯擎、芯驰、四维图新(杰发)、瑞芯微等相继推出了面向中高端市场的智能座舱芯片。其中芯擎的7nm座舱芯片芯片“龙鹰一号”则剑指8155,也是首款国产车规级7nm智能座舱芯片。目前该芯片在量产车型的测试和验证的各项工作已陆续完成,并预计今年下半年实现量产。

中国市场的突围赛

高工智能汽车研究院监测数据显示,2021年度中国市场交付乘用车搭载信息娱乐的占比已经超过80%,其中,NXP、TI、全志、杰发等传统低算力芯片占比超过50%。这意味着,高性能座舱SoC替代市场巨大。可以预见,伴随着整车电子电气架构加速由分布式向集中式演进,接下来的一段时间内,传统低算力芯片将加速被高性能座舱SoC替代。

产业人士指出,短期来看,座舱内将由多SoC芯片组成,分别负责不同模块的运算任务。而长期来看,智能座舱作为人车交互的直接触点,功能将进一步进化。随着流媒体后视镜、HUD功能的渗透以及显示分辨率的提升,将对芯片的算力提出更高要求,促进运算类芯片从简单的MCU 向更高算力的SoC 演变。

同时,从全球范围来看,座舱智能化的渗透速度上,目前中国市场快于全球。IHS的数据显示,2020年中国市场智能座舱渗透率为48.8%,到2025 年渗透率有望达到75%以上(届时全球渗透率为59.4%),呈快速增长态势。瑞银也预计,在政策支持、市场逐步成熟和技术进步的推动下,汽车座舱将加速智能化进程,到2025年国内座舱电子市场规模有望达到近1500亿元,2020至2025年市场规模CAGR可达15%。瑞银指出,自动驾驶向更高级别发展的过程中,可带来单车增量硬件/软件价值量的显著提升,技术成熟后L4/L5级别的单车硬件/软件价值量或为L1/L2级别的8倍/4倍。

那么国产厂商的机会几何?

中金公司梳理国内厂商在智能座舱芯片的发展指出,从时间上看,国内座舱芯片市场发展处于初期阶段。以地平线2020年发布征程2为起点来算,至今仅两年有余,与海外市场至少存在5年左右差距(接近一轮车载智能芯片开发周期);从入局厂商看,国内市场聚集了汽车AI企业、消费芯片厂商、初创汽车芯片厂商,大多成立时间不长、营收规模较小。其中,汽车AI企业如地平线、黑芝麻智能等,它们产品可同时用于驾驶和座舱领域;消费芯片厂商如华为、全志科技等,在手机、电脑、智能家居、通信等领域广泛布局。另外还有芯驰科技、芯擎科技等一批车规芯片初创团队。

整体而言,现阶段国内座舱芯片的竞争格局尚未定型。国产厂商中,仅有几款芯片有落地场景,

如华为麒麟990A搭载于北汽极狐αS;地平线征程2已经在长安UNI-K中落地;芯擎科技绑定吉利汽车,尚未出现市占率特别高的国产座舱芯片厂商,主流座舱域控制器仍主要采用海外的品牌。

国内座舱芯片主要供应商

资料来源:各公司官网,中金公司研究部

不过在经历了过去两年的汽车芯片供应紧缺的困境,有望倒逼自主品牌车厂在核心芯片环节发展多供应商策略,积极推进国产供应商的测试与定点。这是国内厂商难得的“上车”机会。

但是向更高算力、更先进工艺的高性能智能座舱SOC迈进基本已经是确定的方向。集微咨询总经理韩晓敏对此指出,随着汽车智能化深入,对芯片的算力和性能需求越来越高是必然的,“上一代14nm工艺的座舱芯片现在从直观上来看,已经难以支持了。就像智能手机堆跑分、堆参数一样,算力是一定要提上去的。”他指出,此外,芯片厂商产品的时间节点和车厂需求的配合程度是接下去竞争的关键。(校对/杜莎)

责编: 刘燚

干晔

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作者简介

集微网IC频道副主编,关注人工智能、智能制造、智驾及AIoT产业链。

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